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中央空调节能管控技术

一、所属行业:空调、电气

二、适用范围:广泛应用于酒店、地铁、商场、百货、医院、科技园区等大型公共建筑等领域

三、技术内容: 

(一)基本原理

中央空调系统冷量输送环节存在大时滞、非线性关系,实际运行过程中,空调系统因为设置固定参数或者操作人员难以掌握内在运行情况,导致系统整体运行效率低下,通过实时在线优化,可以提升运行效率,降低运行能耗。

空调系统存在大时滞特性,仅仅跟踪温度变化会导致温度超调过大,造成能量浪费,或者跟踪能力不足,导致温度不达标,基于气象、人流情况、室内温度的综合负荷预测,可以准确把握末端冷量变化趋势,可以使控制系统紧跟控制目标,以最低能耗满足末端舒适度要求。

在过渡季和早晚室外焓值较低的时间段,根据室内环境需求及室外条件,通过自动测量与计算,可调节新风系统,可降低冷站负荷,节约能源并提高人体舒适度。

(二)关键技术

引入负荷预测技术,根据建筑负荷模型和历史负荷数据,采用仿真手段建立建筑制冷系统运行模型,通过实时测量进行机器学习和修正,不断提升预测精度,负荷预测模型兼顾末端需求、分时电价、蓄冷蓄热、多能源品种等多个因素,采用动态优化技术生成最经济的制冷系统运行方案,实时调整系统运行状态,以最小的成本满足制冷系统的需求,实现精准节能控制。

云服务平台内嵌依托DeST软件内核研制的建筑能效评估模块,为节能项目提供能耗建模、负荷分析、策略优选支撑,系统随着在线数据的增长性能不断提升。

使用建筑能耗模拟软件DeST实现建筑虚拟数据库,可虚拟一个典型建筑30个变量的数十个取值组合,提供至少1030个建筑类型的能耗趋势模型,涵盖已有建筑运行模式的99%以上,在模型基础上的虚拟运行测试可提供最大节能率的控制策略方案。

四、主要技术指标:

类目

详细功能及参数

设备硬件配置

支持10台冷机(离心,螺杆;定频,变频)

支持13台冷冻水泵(并联,串联;定频,变频)

支持13个二次冷冻泵控制

支持13台冷却水泵(并联,串联;定频,变频)

支持40个冷却塔风机

支持160个阀门控制

支持200个冷站压力、温度传感器采集

控制功能

中央空调系统各设备具备单独手/自动启、停功能

冷机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔可自由分组、按序自动运行

根据节能目标及人员舒适度要求实现冷机自动加减载

冷冻泵、冷却泵具备自动调频功能

实现中央空调 “无人化值守”

实现新风机组与冷冻站配合根据天气状况达到节能目的

设备运行监测

设备发生故障时,需在人机操作界面上自动弹出警示窗口,显示出相应设备的图形界面,同时应显示该报警点的详细信息,包括设备、类别、处理方法、时间、日期等,并根据报警优先级别和时间专页自动记录备案。另外需要具备设备故障预警功能。

模式设定

具备365天模式设定功能,系统自动按照设定模式运行

具备日工作模式设定功能,用户可根据需求自定义日工作模式

年、日运行模式及参数可实时修改

远程管控

支持互联网远程管控功能

支持手机、Pad等移动设备远程管控功能

具备专家系统的远程自动化数据分析、存储及上报功能

节能与舒适性双目标实现

可根据建筑负荷模型、天气情况、设备能耗和运行时间,以及实际负荷变化规律,自动处理并调整系统的运行参数,以实现系统的最优化运行;

可精准的应对节能量指标;

能够实时诊断和预测节能与舒适性双目标的平衡点,并能通过优化节能运行策略快速跟随平衡点;

安全管理

提供系统安全级管理。应用程序调用、操作画面显示、设备操作等均需具备权限管理功能。

数据传输具备多重鉴权、安全加密、多元认证等功能,保障用户信息安全和设备运行安全。

专家云服务

平台

能够远程监控、诊断所有设备的运行状态;

需根据设备状态和能效状况提供运行策略支持;

提供耗能趋势、用能预测和预警功能;

提供优化的专家运行策略设定下发功能;

 

五、技术鉴定情况:

“建筑热环境系统模拟分析平台DeST及其应用”获得国家科学进步二等奖。

六、典型用户及投资效益: 

京港地铁4号线自2013年5月开始进行三个示范站建设,选取了三个时间段进行了节能比对。综合三次节能率,得出平均节能率为36.15%。

北京市文联办公楼中央空调2006年投入运行,供冷面积2.1万平米,制冷季耗电量约为60万元经过改造,节能量可达15万元/年。

七、推广前景和节能潜力:

在大型公共建筑能耗构成中,制冷站占能耗总量的平均比例接近50%,中央空调系统优化节能空间根据建筑类型、设备类型、运行情况不同,使用本项系统,节能率平均为20-40%,并且可降低运行的人力成本,实现自动化调节系统。

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