网络中央空调实现系统整体节能控制

摘　要：国内中央空调的节能改造，业主一般都无力拿出大量的经费，必须实现低投入、高产出。我们设计的中央空调节能装置，在某建筑中共开设了三个应用试点，系统运行的能耗情况我们委托了省能源利用监测中心进行了监测，均达到了一年收回投入的水平。因此可以证明，我们的方案是低成本、可行的，具有较高的推广价值。
关键词：网络中央空调；系统节能；控制方法

　网络中央空调技术的实施不仅使系统资源得到了更加充分的利用，还使中央空调系统的运行管理水平得到了质的飞跃，即从第1代手动空调系统、第2代半自动空调系统提升为以智能网络化、节能经济化、专家管理便捷化为特点的第3代空调系统，其节能效果显著。通过对某商场的网络中央空调系统节能改造项目的分析，节能节费达到20%以上。这表明网络中央空调在商场的实际节能应用中有着显著的节能效果。网络中央空调及其节能控管系统的广泛应用将进一步推进空调系统的节能和科学运行管理。

1 网络中央空调技术构架
网络中央空调主要包括：中央空调管理系统服务器；用于网络型冷水机组、空调机组、新风机组、机房辅助设备的网络化控制的LC2000NT通用网络控制器；百联网络；局域网络窄调控管系统，这其中包括能量管理系统和专家管理系统2部分；网络中央空调在线管理系统。在整个网络中央空调技术构架中主要由3个层面构成：
1.1 第l层位网络设备层
　　为了使得网络中的TCP／IP技术和微处理器集成再数字控制其中，通过通用网络控制器进行智能采集控制以及相关的网络连接，这样就可以通过把空调制冷设备升级为网络型设备，从而使设备与控制柜直接的互联操作。
1.2 第2层为网络控管层
　　其核心就是建立局域网络空调控制管理系统，作为网络中央空调的核心控制和管理层，对于各个设备信息采集、数据存储分析和指挥管理控制是它的主要丁作，同时可以利用能量管理系统对整个系统实时进行管理和优化处理。
1.3 第3层主要为存线管理层
　　就是整个系统的主要的在线支持以及服务系统，通过网络进行实时的空调运行情况的监控以及远程干预控制操作等等。

2 网络中央空调系统整体节能
2.1系统整体节能控制方法
通过相关公式Q=C·W·(th- tg)可以计算出空调实际冷负荷，在上述公式中，Q为空调冷负荷kW；C为冷冻水的比热，为4.286 kJ／kgX0C；W为冷冻水流量kg／s；th为冷冻水恒1水温度℃；tg为冷冻水供水温度℃。根据得出的空调系统要求机组提供的制冷量，然后依据所需制冷量的相关控制参数进行设定控制，可以计算出冷水机群、冷站系统和空调系统的COP值。对于能量管理系统来说，其主要的功能为：通过实时监测系统负荷来达到冷量输出与空调末端的状态，避免能量浪费，从而达到最佳匹配节能运行状态。根据室内环境温度的需求进行监测，通过最大限度利用室外新风，从而空调各个环节可以达到高效节能状态。
2.2系统优化控制方案
文中采用2部分控制方案进行探讨，也就是离线预测和在线运行控制相结合的优化管理方式。其中，离线预测主要包括对于次日机组运行方式及方案的制定工作；在线预测工作主要包括冷负荷的计算工作，并且与优化后述职进行比较，从而对于运行策略进行修正，完成实际机组运行状态的检测和运行。网络中央空调系统采用离线预测控制和在线运行控制相结合的系统能量优化管理方案。离线预测部分的主要功能是对次日机组的运行方案进行预测与制定。在线控制部分主要功能是完成实时冷负荷的计算，通过实际值与优化运行值的比较，对运行策略进行修正，同时实现机组运行状态的检测与运行结果的输出。

3应用探讨
基于上述网络中央空调整体节能的模型及控制方法，建立了网络中央空调节能管理系统，并根据不同类型空调系统的特点，如传统的风机盘管加新风系统、全空气系统等分类建立实用模型，也可根据冷热源的不同类型建立螺杆式、离心式冷水机群、风冷机群、水源及地源热泵机群等模型，然后通过网络中央空调节能管理系统对已建立的不同的空调模型进行管理摔制，达到整体节能的目的。刚络中央空调系统在实际新建项日和已有建筑空调系统改造项目中得到了广泛的应用，节能效果显著。下面以某区网络化改造为例，介绍网络中央空调在实际工程中的应用。
　　某区办公楼的建筑面积为18000m2，地下1层，地上10层。全部用于办公。夏季采用4台80RT(278.4kw)的风冷机组供冷，冬季采用锅炉取暖。空调末端为风机盘管+新风系统。全年电费为209万元，冬季供暖55万元，全年能源费用264万元。用电设备的电耗情况，其中，风冷机组电耗占83％，空调末端电耗占4％，冷水泵电耗占13％，可见，风冷机组电耗所占比例最大。经过现场考察、设备检测和专家诊断得出空调系统存在一定的问题：办公楼空调系统能效比冷源能耗水平高；由于制冷机组的设计及装机容量偏高，对该办公楼空调系统实施网络化改造，实现4台风冷机组集中控制，通过实际负荷。机群有效组合，并且还可根据室外实际温／湿度调节高压喷雾加湿器，实现节能。同时，通过供暖系统节能改造、水泵变频控制过渡季全新风运行网络控制策略、末端风盘自动调节控制、增设分项计量和节能审计系统等等，最终实现系统综合节能；冷量输入、输出不匹配，导致运行能耗偏高，超过100元／m2；空调系统未采用节能控制管理；系统没有自动调节功能，管理不方便，浪费人力、物力。
　　对于进行实施网络中央空调改造的办公楼进行统计分析发现，空气质量、室内温度等各个方面得以改善，同时缩短了风冷机全年运行的时问，免于过渡季节的制冷，这样就节省了大量的能源消耗，另一方面也说明空调系统运行管理的水平提高。与整个网络化控制改造投资的58万元相比，每年可节约空调能源费、供暖费用、设备维修及人工费用共约20万元，3年左右即收回投资成本，投资收益十分显著。

4结语
文中主要对网络中央空调的技术构架进行探讨，在此基础上，重点分析了网络中央空调系统的整体节能相关内容，最后通过网络中央空调节能系统的工程应用实例，指出文中提供的相关理论模型以及控制方案在实际空调节能工程中具有很明显的节能效果。

参考文献：
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[2]薛志峰．公共建筑节能[M],北京：中国建筑出版社．2007，