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空調(diào)節(jié)能管控系統(tǒng)解決方案（二）

發(fā)布時間： 2023-06-13　　點(diǎn)擊次數(shù)： 729次

五、中央空調(diào)節(jié)能控制方案

5.1 前端集中管理控制方案

以集中管理為手段，節(jié)能減排為方向，采用中央空調(diào)多聯(lián)機(jī)控制方案，通過RS485通訊、以太網(wǎng)方式對某大樓的35臺外機(jī)和466臺內(nèi)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)采集，實(shí)時查看各空調(diào)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以及遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)、升降溫、制冷制熱等模式轉(zhuǎn)換功能，解決中央空調(diào)集中管控難，人為的能耗浪費(fèi)等問題，進(jìn)一步提升空調(diào)智能化管理水平，實(shí)現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的節(jié)能管理，為管理方創(chuàng)造效益。

5.1.1 控制原理

智能采集器將所采集的空調(diào)數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)送至智能主機(jī)，智能主機(jī)將數(shù)據(jù)信息一并上傳至云端，也可以從云端頂層下發(fā)空調(diào)控制指令，先經(jīng)過智能主機(jī)，通過智能主機(jī)再下發(fā)至相應(yīng)的采集器模塊，最終由與空調(diào)實(shí)際連接的采集器實(shí)現(xiàn)對空調(diào)內(nèi)機(jī)的智能控制。

通過局域網(wǎng)服務(wù)器或電腦便可實(shí)現(xiàn)對多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的智能控制，可以根據(jù)所監(jiān)測室內(nèi)溫度、空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)等信息，對所監(jiān)測房間的空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程智能節(jié)能化控制管理，合理地控制室內(nèi)空調(diào)溫度，提供良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)，從而使傳統(tǒng)空調(diào)更加節(jié)能、智能、舒適。

基于分布式架構(gòu)，管理員可以通過瀏覽器登錄該控制系統(tǒng)，可根據(jù)用戶的需求，對任意一臺機(jī)組或多臺機(jī)組的室內(nèi)機(jī)實(shí)現(xiàn)開啟，溫度，模式等設(shè)置。

5.1.2 系統(tǒng)方案架構(gòu)圖

智能采集器采集的空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)和電表采集的能耗電量通過智能主機(jī)傳輸?shù)较到y(tǒng)管理平臺，平臺下發(fā)的控制命令通過智能主機(jī)下發(fā)給智能采集器控制空調(diào)狀態(tài)，承擔(dān)著數(shù)據(jù)匯聚、保存及控制指令下發(fā)的作用。

5.1.3系統(tǒng)功能

（1）實(shí)時監(jiān)控

通過軟件平臺實(shí)現(xiàn)各個空調(diào)的遠(yuǎn)程狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控，可遠(yuǎn)程查看空調(diào)的狀態(tài)、運(yùn)行風(fēng)速、模式、定時情況、設(shè)定溫度和當(dāng)前溫度。

（2）本地控制及遠(yuǎn)程控制

該系統(tǒng)可通過平臺對各個空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速、溫度、模式、定時等遠(yuǎn)程設(shè)置。下班時，管理人員可以通過該功能關(guān)閉辦公人員忘記關(guān)閉的空調(diào)，實(shí)現(xiàn)管理節(jié)能的目的。上班時，管理人員可以遠(yuǎn)程查看每個辦公室是否按照規(guī)定把空調(diào)調(diào)節(jié)在適當(dāng)?shù)臏囟?，如果不符合國家有關(guān)規(guī)定，可以遠(yuǎn)程對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。

（3）溫度管理

① 開機(jī)運(yùn)行節(jié)能溫度

定時/手動開機(jī)時，默認(rèn)預(yù)設(shè)的溫度值，支持遠(yuǎn)程設(shè)置節(jié)能溫度值；

② 限定運(yùn)行溫度調(diào)節(jié)范圍

制冷/熱模式下的溫度僅在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)調(diào)控，可遠(yuǎn)程修改溫度調(diào)節(jié)范圍值；若出現(xiàn)用戶違規(guī)操作也將自動糾正溫度；

（4）時間管理

定時自動關(guān)機(jī)，每天可設(shè)置多個關(guān)機(jī)時間點(diǎn)；

遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)；

特殊情況下，支持后臺遠(yuǎn)程控制空調(diào)開關(guān)機(jī)狀態(tài)；

日程管理，查看歷史開關(guān)機(jī)記錄；

（5）權(quán)限設(shè)定

可分組對特定群組進(jìn)行權(quán)限設(shè)定；

對空調(diào)面板/線控器進(jìn)行鎖定，即禁用線控器；

設(shè)定空調(diào)來電后自動開啟或手動開啟兩種模式；

5.1.4 系統(tǒng)主要硬件組成

5.1.4.1 智能通訊網(wǎng)關(guān)機(jī)

QT290G是一款標(biāo)準(zhǔn)LoRaWAN™協(xié)議的室內(nèi)網(wǎng)關(guān)?？蛇B接標(biāo)準(zhǔn)的LoRaWAN終端并進(jìn)行雙向通信，通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口連接網(wǎng)關(guān)到公司的NS（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器），可擴(kuò)展支持4G/LTE實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)上傳，本地支持 IP/WiFi-AP Web 配置網(wǎng)關(guān)的工作頻點(diǎn)和指向的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等相關(guān)參數(shù)。

基于工業(yè)級硬件平臺設(shè)計，全金屬外殼，支持 PoE/DC12V 供電，具備覆蓋距離遠(yuǎn)、功耗低、運(yùn)維簡單的特點(diǎn)。允許接入各類 LoRa 應(yīng)用節(jié)點(diǎn)。

5.1.4.2 空調(diào)面板溫控器

基于LoRaWAN的智能液晶數(shù)字恒溫控制器，適用于風(fēng)機(jī)盤管、電動閥、電動風(fēng)閥、電動風(fēng)口、地暖、壁掛爐、熱水器及供熱設(shè)備的溫度控制。采用大屏幕液晶顯示，自動調(diào)節(jié)冷暖氣的進(jìn)氣量和開啟或關(guān)閉管道電動閥，達(dá)到保持室內(nèi)恒溫的目的。空調(diào)面板可以直連內(nèi)機(jī)，不需要外部供電，也不需要加任何轉(zhuǎn)接設(shè)備，替換原廠線控器，也可以與原廠線控器并用，控制會互相同步狀態(tài)。

5.2 空調(diào)機(jī)組節(jié)能控制

（1）空調(diào)系統(tǒng)調(diào)控

中央空調(diào)系統(tǒng)主要由冷熱源主機(jī)系統(tǒng)（又稱“制冷劑循環(huán)系統(tǒng)”）、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及多個空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)（又稱“末端空調(diào)箱系統(tǒng)”）組成。

主要控制組件包含五部分：

（1）制冷主機(jī)（2）冷凍水泵（3）冷卻水泵（4）冷卻塔（5）末端空調(diào)箱

空調(diào)主機(jī)接入。每臺冷水機(jī)組對應(yīng)一個具備標(biāo)準(zhǔn)化需求響應(yīng)通信功能的通信控制板，每個通信控制板統(tǒng)一安裝在冷水機(jī)組操作面板箱內(nèi)。根據(jù)冷水機(jī)組操作面板箱內(nèi)的空間，合理安裝通信控制板，根據(jù)箱體和通信板的各自的大小和固定方式進(jìn)行靈活安裝。如果原有操作面板箱內(nèi)沒有剩余空間，則需要定制通信控制板安裝柜，用于通信控制板的安裝。

冷凍水系統(tǒng)監(jiān)測調(diào)控。在冷凍水出、回水管道分別安裝溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)冷凍水出回水溫差采集。在冷凍水系統(tǒng)安裝邊緣控制器柜，采集傳感器上送的水溫等數(shù)據(jù)，冷凍水泵和冷水主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，通過控制柜內(nèi)置的本地策略對主機(jī)和冷凍水泵進(jìn)行優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)冷凍水泵追蹤冷凍水出回水溫差自動變頻運(yùn)行。調(diào)控方式：根據(jù)冷凍水系統(tǒng)的供回水溫差，匹配系統(tǒng)需冷量，調(diào)節(jié)冷凍水泵頻率；匹配冷水機(jī)組最佳運(yùn)行效率曲線，調(diào)節(jié)冷水機(jī)組運(yùn)行數(shù)量。

冷卻水系統(tǒng)監(jiān)測調(diào)控。在冷卻水出、回水管道安裝溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)冷卻水出回水溫差采集；選取合適地點(diǎn)，安裝室外溫濕度傳感器，實(shí)現(xiàn)室外溫濕度采集；在冷卻水系統(tǒng)安裝邊緣控制器柜，采集冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息，通過邏輯控制程序?qū)鋮s塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行精細(xì)控制，實(shí)現(xiàn)冷卻水泵的啟停和冷卻塔冷卻風(fēng)機(jī)的智能分組控制。調(diào)控方式：根據(jù)冷卻水系統(tǒng)供水溫度、回水溫度和室外溫濕度等參數(shù)變化，匹配系統(tǒng)所需冷量，調(diào)節(jié)冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)量，從而降低冷卻系統(tǒng)的能耗。

末端空調(diào)箱系統(tǒng)監(jiān)測調(diào)控。末端空調(diào)箱回風(fēng)管加裝溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對所在區(qū)域環(huán)境溫度的實(shí)時采集并計算末端需冷量。安裝末端空調(diào)箱的邊緣控制器柜，通過邏輯控制程序調(diào)控末端空調(diào)箱電磁閥開啟度，實(shí)現(xiàn)末端冷量的匹配調(diào)節(jié)，降低能耗。調(diào)控方式：結(jié)合末端空調(diào)箱對應(yīng)區(qū)域風(fēng)口溫度，識別末端冷需量，通過控制電磁閥開度來調(diào)節(jié)不同區(qū)域冷量，實(shí)現(xiàn)區(qū)域冷量匹配，從而減少不必要的冷量浪費(fèi)。

表1—中央空調(diào)系統(tǒng)改造措施匯總表

子系統(tǒng)	改造前	改造措施
制冷劑循環(huán)子系統(tǒng)	根據(jù)出回水溫差自動優(yōu)化運(yùn)行，與其他子系統(tǒng)缺乏聯(lián)動。	納入節(jié)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與其他子系統(tǒng)聯(lián)調(diào)優(yōu)化控制。
冷凍水循環(huán)子系統(tǒng)	不能根據(jù)冷凍出回水溫度進(jìn)行變頻運(yùn)行。	1.納入節(jié)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與其他子系統(tǒng)聯(lián)調(diào)優(yōu)化控制；
		2.完成冷凍水循環(huán)管網(wǎng)出回水溫度采集改造；
		3.完成冷凍水泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測改造；
		4.完成冷凍水泵實(shí)時變頻運(yùn)行改造。
冷卻水循環(huán)子系統(tǒng)	不能根據(jù)冷卻水出回水溫差進(jìn)行冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)量控制。	1.納入節(jié)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與其他子系統(tǒng)聯(lián)調(diào)優(yōu)化控制；
		2.完成冷卻水循環(huán)管網(wǎng)出回水溫度采集改造；
		3.完成室外溫濕度采集改造；
		4.完成冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測改造；
		5.完成冷卻塔風(fēng)機(jī)數(shù)量優(yōu)化控制改造。
末端空調(diào)箱子系統(tǒng)	不能匹配末端空調(diào)箱對應(yīng)區(qū)域的溫度進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。	1.納入節(jié)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與其他子系統(tǒng)聯(lián)調(diào)優(yōu)化控制；
		2.完成末端空調(diào)箱對應(yīng)區(qū)域溫度采集改造；
		3.完成末端空調(diào)箱運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測改造；
		4.完成末端空調(diào)箱冷量控制改造；
		5.識別末端需冷量，調(diào)節(jié)主機(jī)制冷量出力，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)動態(tài)尋優(yōu)運(yùn)行。

（2）電量信息分項測量

中央空調(diào)側(cè)需要增設(shè)一定數(shù)量的計量器具，獲取相關(guān)用電系統(tǒng)和用電設(shè)備的電量和負(fù)荷信息。所需數(shù)據(jù)主要包括：用戶的總用電量及負(fù)荷、中央空調(diào)系統(tǒng)總電量及負(fù)荷、中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備分電量及負(fù)荷。為了確保能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶總電量、中央空調(diào)系統(tǒng)總電量、照明系統(tǒng)總電量、中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備分電量計量的采集要求，用電信息的采集按照三級計量方式進(jìn)行。

一級計量。一級計量主要是為獲取用戶總用電信息，包括：用戶總用電量和用戶總用電負(fù)荷，如用戶樓控系統(tǒng)已覆蓋其所有變壓器，一級計量的數(shù)據(jù)可直接通過系統(tǒng)對接方式獲取。

二級計量。二級計量主要獲取用戶中央空調(diào)系統(tǒng)總用電信息。中央空調(diào)系統(tǒng)總電量、總負(fù)荷主要通過空調(diào)主機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵冷卻塔和末端設(shè)備的用電信息之和得到。如用戶樓控系統(tǒng)已覆蓋中央空調(diào)系統(tǒng)的所有設(shè)備，可直接通過系統(tǒng)對接方式獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。如未覆蓋，則完善設(shè)備分項計量并求和。

三級計量。三級計量主要獲取用戶中央空調(diào)系統(tǒng)下的設(shè)備級用電信息，計量實(shí)施內(nèi)容如下表。

表2—中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備級分項計量匯總表

計量范圍	約束條件	計量一般要求
主機(jī)	所有（常用和備用都裝）	每臺主機(jī)（冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵機(jī)組等）都安裝1塊獨(dú)立計量智能電表
循環(huán)水泵	有總出線時	每條總出線安裝1塊計量表計
	無總出線時	有多個冷源站的用戶，循環(huán)水泵不計量
	無總出線時	只有1個冷源站用戶，每臺水泵安裝1塊智能電表進(jìn)行計量。
冷卻塔	所有	同一配電室內(nèi)并且冷卻塔為單獨(dú)供電，在冷卻塔總出線處安裝，每1條出線安裝1塊智能電表
末端設(shè)備	風(fēng)機(jī)盤管	不安裝智能電表
	供電分散、復(fù)雜	如果末端設(shè)備分布于多個變配電室內(nèi)，不需安裝智能電表
	同一個配電室且獨(dú)立供電	每個末端設(shè)備的低壓配電柜上安裝1塊智能電表