办公楼空调能耗综合管理系统.docx

办公楼空调能耗管理系统

目录
一．概述 1
二．项目介绍 3
三．系统分析及设计 5
1.空调能耗计量及管理整体系统 5
2.末端风机盘管设计分析 7
3.新风机组及空调机组分析 12
4.冷热源系统分析 14
四．设备清单 14

一．概述
4月1日，新修订《中国节省能源法》正式施行 ，首次在法律层面明确要求：“国家实施节省资源基础国策，实施节省和开发并举、把节省放在首位能源发展战略”。国家实施节能目标责任制和节能考评评价制度，将节能目标完成情况作为对地方人民政府及其责任人考评评价内容。省、自治区、直辖市人民政府每十二个月向国务院汇报节能目标责任推行情况。加大制订相关节能国家标准，对落后、耗能过高用能产品实施淘汰制度。
8月6日，“国务院相关加强节能工作决定”，关键抓好构建筑物和采暖、空调系统节能改造和办公设备节能。
9月29，相关公布《节能减排全民科技行动方案》通知加强对适合中国国情节能降耗技术、新能源开发利用技术等关键技术研究，开展节能减排技术推广普及。
住房和城镇建设部颁布《公共建筑室内温度控制管理措施》（7月1日起施行）
来自建设部统计数据显示：
中国现有建筑近400亿平方米，其中95％以上是高耗能建筑，同时，
中国每十二个月新建房屋面积约20亿平方米，80％以上亦为高耗能建筑。
空调消耗能耗占社会总能耗百分比高达19．5％，
针对空调能耗计量和节能方法直接影响整体降低能耗目标。经过对空调能耗系统计量和管理，以实现对空调整能控制。

二．项目介绍
工程名称：南京某办公楼中央空调工程
工程地点：南京市
项目介绍：本项目为南京某办公楼中央空调工程， 该建筑是集办公、会议、展厅为一体综合大楼。该综合楼地上六层，高度为23.3米，地上空调面积约3395㎡。室内为舒适性空调设计，建筑室内设计冷负荷约为487 kW，热负荷约为340 kW。拟采取清华同方地源热泵模块机组进行夏季空调供冷，冬季采暖。
2、设计说明
a) 室外计算参数
夏季：空调室外计算干球温度：35℃
空调室外计算湿球温度：28.2℃
冬季：空调室外计算干球温度：-7℃
空调室外计算相对湿度：75%
b) 室内计算参数
房间名称
夏季
冬季
空气温度℃
相对湿度%
空气温度℃
相对湿度%
会议室
22-28
45-65
18-24
30-60
通常办公室
22-28
45-65
18-24
30-60

3、系统方案
主机选择地源热泵模块机组，夏季将室内热量提取出来，释放到土壤中去，给建筑提供空调；冬季，提取浅层地热中能量释放到建筑中去，给建筑提供采暖。依据建筑使用特点，空调系统方案拟采取地源热泵模块机组+风机盘管+新风空调系统。
各层功效房间末端设备采取卧式暗装风机盘管形式，由送风管路送至室内，送回风口可配合室内装修采取方形散流器方形送风口，气流组织为上送上回或侧送上回方法。
水管路系统采取立管同程、水平管异程结合设计形式，在每层供回水总干管上设置平衡阀，确保水量均匀分配。冷冻水系统拟采取三台空调循环水泵，两用一备；室外地埋系统拟采取三台地源循环水泵，两用一备，具体规格参见工程预算表。
主机安装位置：考虑机房面积及使用空调设备数量，地源热泵主机全部放置于屋顶。

三．系统分析及设计
1.空调能耗计量及管理整体系统
中央空调通常是以水为介质，将能量在用户末端和能量中心进行交换以实现集中供冷（或供热）空气调整系统。中央空调是集中供能和分散使用，假如分散使用付费主体不一样，就要包含到费用分摊问题，

中央空调最简单计费方法就是按面积分摊，这种不合理收费方法引发大家对空调浪费使用，出现“不用白不用”，“用少，亏多”现象，加剧能耗浪费。同时因为大量能耗浪费，让环境温差过大引发其它不舒适问题。
能量“商品化”，按量收费是市场经济基础要求。中央空调要实现按量收费，必需有对应计量器具和计量方法，按计量方法不一样，现在中央空调收费计量器具可分为直接计量和当量计量两种形式。
直接计量
直接计量形式中央空调计量器具关键是能量表。
依据能量守恒原理，中央空调对空间热交换量和其介质中能量改变量相等，能量表就是经过直接计量中央空调介质(冷冻水)能量改变量来实现对中央空调量化，其工作原理是依据物质热交换能量计算热力学公式Q=∫cΔTV=∫c（T2-T1）qt。(能量表)由带信号输出流量计、两只温度传感器和能量积算仪三部分组成，它经过计量中央空调介质（冷冻水）某系统内瞬时流量、温差，由能量积算仪积分计算出系统热交换量。
这种中央空调计费方法原理明确，结果直观，易於了解。由於它要计量多个参数，尤其是中央空调系统大流量小温差环境，对能量表温差精度要求较高，所以其生产成本较高，同时改变中央空调系统设计和要求水质，普遍采取受到制约，关键用在分层、分区中央空调计费上。
现在以能量表来实现中央空调计费技术虽比较成熟，但其应用成本太高，关键应用在主管计量。
当量计量
中央空调计费系统（有效果计时型）依据中央空调应用实际情况，首先检测中央空调供水温度，只有在供水温度大于40℃（采暖）或小于12℃（制冷）情况下才计时，然后检测风机盘管电动阀状态（无阀认为常开）和电机状态（确保用户在“使用”）进行计时（计量是用户风机盘管“有效果”使用时间），同一型号风机盘管各个档位能耗和不一样型号风机盘管能耗百分比参见国家标准。和经过计费管理软件以这些数据为基础进行合理计算得出“当量能量”付费百分比，才能作为收费依据。
经过采取计时计费方法将中央空调使用由“供多少用多少”到“用多少供多少 ”这种质变实现提供了基础，表现了按需使用、按用量收费、“多用多付，少用少付”、“用多少付多少”基础收费标准。这不仅能够使物管部门在收费问题上有据可依、减轻了物业管理工作量，提升了物业管理企业工作效率，同时，提升计费工作正确性、合理性，还能够引导用户树立正确消费观念，促进用户节省能源，降低中央空调系统工作负荷，延长设备使用寿命，降低运行费用，达成减负增收双重效果。

2.末端风机盘管设计分析
计量功效：主管用能量表
风机盘管末端采取联网温控器进行当量计费
控制功效：采取联网温控器，现场控制和管理中心统一管理控制
用联网型温控器能够实现由控制中心对风机盘管工作状态进行控制，在写字楼和政府办公楼采取温控器能够实现定时启停风机盘管，能够由控制中心强制设定房间温度，从而实现最大程度节省能耗。
温控器依据设定工作状态、风速及温度，依据目前环境温度，控制中央空调末端风机及电动水阀开关，从而达成控制室温目标。联网型温控器能够实现联网，上位机能够实时读取温控器状态，同时能够改变温控器状态；同时温控器之间还能够实现群控功效，即一个温控器能够控制其同一区片内温控器。
温控器
功效
温控器开、关控制；设定室内温度；显示室内温度；
手动或自动控制风机三速；自动风状态显示实际工作风速；
制冷、制热及通风模式设定；现场设置风机是否受控；
柔色背光功效，方便夜间使用，能够外接感应型号
可在控制中心设定和控制盘管工作状态；进行现场锁定等功效
时钟功效；提供定时开/关机功效，简化日常操作；睡眠功效；
能够温度校准功效；标准盒安装，美观大方，配合装修
提供多个节能管理模式，能够由外部设备触发或控制中心启用
当地显示电动阀在各档运行时间； 正确统计空调实际使用状态，提供更合理 、更灵活空调计费方法
联网结构
联网风机盘管系统结构以下图所表示：

每32个（最多可扩充至56个）温控器经过总线连接在集中器上（温控器网关），进而联入LonWorks楼宇自控系统中。采取集散系统,现场控制域内通讯总线为无主式,点对点同层通讯；结构直观简单，使用快捷、方便；

图形软件：现场仿真显示温控器状态，用户可随时任意选择需要温控器

监控系统人机界面：图形化显示及操作、动态工况显示、弹出式声、图报警、完整历史统计。
报表数据图表合一：提供监控状态统计查询功效，查询统计经过滤形成报表输出，生成条形图、饼形图，线性图等。
实时监控：经过智能控制器通讯接口，实时监控空调运行状态参数，并可远程设置和开关空调。经过电脑对中央空调主机和管道系统设备各类参数进行远程集中监控，如温度、湿度、压力、电流、开关信号等。
远程控制：配合对应软硬件，能够经过电脑对设备进行远程控制，实现设备管理自动化、合理化、提升效率，节省维护成本。
历史存放：各类参数可作为历史统计存放在数据库中，以供后期查询，分析，统计。存放时间，状态，可依据用户需要自定义设置。
集中监控：对设备环境进行集中监控，在无人值守环境下确保设备正常运行。可利用网络在不需要人为干预区域另行架设观视点。
现场仿真：以现场配置图为背景，实时显示各监控点之数值和状态。并可点选查看具体资料 。监控点位置及对应设备可依据现场实际要求自定义。
走势曲线：依据历史存放统计，能够自动生成各监控参数历史运行曲线，并可打印于打印机上或令存为图片文件保留。
实时警报：当监控点设备发生故障时，计算机透过音效卡和音箱发出警报声，并在屏幕上闪烁红色警报标志。经过设备状态表显示颜色，通知工作人员故障设备地址和运行参数。
数据重构：对系统需要项目指标进行确定功效。利用该功效，用户能够选定拟建数据库指标项。假如含有特殊要求，能够对指标进行修改、添加，从而满足了用户灵活构库需要。
复合查询：用户可设置多个查询条件，查找目标信息。
节能运行：系统依据用户设置开关设备要求，自动切入节能运行状态
正确实时启/停次序及提供尤其启停操作
全部启/停设备：系统能够依据用户需要全部开启或停止全部设备
数据输出：全部表格数据，查询结果均可输出为 Excel　文件。
密码保护：多位操作人员安全管理密码LOGIN功效。
运行计费：系统保留每个监控点开机时间，可作为计费参数。
区域管理：系统依据用户需要可设置监控点区域，分区管理，提升系统利用率。。
3.新风机组及空调机组分析
1. 计量 采取能量表
2. 控制功效；采取DDC直接联入监控管理系统。
新风系统作为大楼关键组成部分，关键新风机组组成，每台机组可由控制器实现自动控制，使楼内房间及公共区域温度保持在要求范围内，同时达成管理方便、节省能源、延长设备使用寿命目标。
新风机组控制原理图
监控内容
楼宇自控系统具体监控内容包含：
· 监测

监测风机手/自动状态、运行状态和故障状态

监测风机累计运行时间，定时发出检修提醒信号
-
监测过滤器阻塞状态，提醒操作人员立即清洗
-
监测送风温度，监测盘管防冻报警
· 控制
-
定时控制：按预先编排时间假日程序控制机组启停

依据送风温度和设定值偏差，经过PID运算，调整电动水阀开度，保持送风温度在设定范围内

防冻开关报警进行连锁控制

新风风阀、风机和水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀及水阀，风机开启前，延时自动打开风阀；防冻报警联锁控制
新风机组控制过程说明：
送风温度控制：依据送风温度和设定温度，对冷/热水阀开度进行PID（线性、连续模拟）调整，从而控制送风温度。在夏季工况时，当送风温度高于设定值时，调整水阀开大；当送风温度低于设定值时，调整水阀开小。在冬季工况时，当送风温度高于设定值时，调整水阀关小；当送风温度低于设定值时，调整水阀开大。使送风温度一直控制在设定值范围内。
联锁控制：新风风阀和风机和水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀及水阀，风机开启前，延时自动打开风阀。防冻开关报警打开阀门大限，停止风机，关闭风阀。
在空调机组中安装防冻报警传感器，DDC控制器一旦检测到表冷器温度靠近设定极限值，即向控制室工作站发出警报，同时关掉风机、关闭风阀、打开水阀，以防冻裂表冷器盘管。
每台新风机组过滤网处均设有压差开关，由此来测定过滤网是否淤塞，此信号经过DDC控制器反应在中央控制器中，在中控室工作站上提醒并打印，通知维护人员进行清理。
监测设备手/自动状态、运行状态及故障状态。
编制时间程序自动控制风机启停，并累计运行时间。

4.冷热源系统分析
1. 计量 采取能量表 总管计量
2. 控制系统，采取地源热泵系统自动控制系统，提供OPC通信接口。进行数据交换

四．设备清单
1.软件-管理中心 网络适配器
2.DDC—
3.联网温控器及 温控器网关
4.能量表 及能力表网关
5.冷热源系统接口
6.各类传感器