中央空调能源管理系统节能方案.doc

中共江苏省委党校-中央空调能源管理系统 中共江苏省委党校“中央空调能源管理系统”设计方案汇通华城楼宇科技有限公司二九年六月目录1.企业概况31.1.企业介绍31.2.部分项目清单42.中央空调系统概况52.1.项目概况52.2.项目设计目标72.3.设计依据和原则83.BKS2008系统控制原理103.1.先进的模糊控制技术103.2.全面的运行参量采集113.3.冷冻水系统最佳输出能量控制113.4.冷却水系统系统效率最佳控制123.5.冷却风系统最佳运行组合控制133.6.动态冷热量平衡系统133.7.系统控制接口-BA接口143.8.机组群控144.系统设计164.1.中央空调水系统节能设计165.中央空调常见控制系统与BKS2008系统的差异205.1.控制方法和适用性的差异205.2.楼控系统与BKS2008系统的差异205.3.传统的变频控制系统与BKS2008系统的差异225.4.主机控制系统与BKS2008系统的差异225.5.传统设计与BKS2008系统的功效差异236.BKS2008系统的管理功能247.BKS2008系统的综合优势28前言能源是国家建设和人民生活中必不可少的源动力，而能源利用率是一个国家科技水平的象征，开发新能源、节约能源和提高能源的利用率是当前保证经济发展的首要任务。中央空调以消耗能源为动力，为人们提供舒适的工作环境和生活环境，但也带来了巨大的能源消耗，大大增加了建筑物的运营成本。据调查，目前不少中央空调的能耗几乎占了建筑物能耗的50%以上，所以中央空调的节能改造，对节约能源十分重要。中央空调系统是一个时变性的动态系统，其运行工况受季节变化、天气变化、环境条件、人流量增减等诸多因素的综合影响，是随时变化的，且始终处于波动之中。据资料统计，大部份建筑物年最大负荷的出现时间只有几十小时，而绝大部分时间中央空调系统都是在部分负荷条件下运行。如果中央空调的运行方式不能根据负荷的变化而调节，始终在额定容量（即满负荷状态）下运行，势必造成巨大的能源浪费，给企业造成巨额电费支出，增加运营成本，降低竞争力。同时，也给国家能源供应造成极大的压力，加剧了能源供需的矛盾。然而，长期以来，由于缺乏先进的技术手段和装备，目前的中央空调系统一直沿用传统的人工管理方式和简易开关控制设备，不能实现空调冷媒流量跟随末端负荷的变化而动态调节，在部分负荷运行时造成能源浪费很大，使我国建筑用能效率低下，单位建筑面积能耗比同等气候条件的发达国家高出23倍。汇通华城楼宇科技有限公司在多年中央空调节能控制领域探索、研究、试验和实践的基础上，运用系统工程的方法，将现代计算机技术、模糊控制技术、系统集成技术与变频调速技术相结合，成功研制出了具有智能模糊控制功能的先进的BKS系列中央空调节能控制系统，可依据环境与负荷的变化，实现空调系统运行参数的优化和冷媒流量根据负荷需要动态调节，保障空调系统冷源设备在任何负荷条件下，都能保持高效率（COP）运行，从而最大限度地降低空调系统能耗，可实现系统综合节能20%40%，为我国中央空调系统的节能控制提供了一种先进的技术装备，对降低中央空调能耗具有重要的作用。1. 企业概况1.1. 企业介绍汇通华城提供的BKS系列中央空调能源管理系统已在全国600多个项目里面为用户实现了20以上的综合节能，降低了中央空调能耗，降低了企业运营成本，为客户创造了巨大的节能收益。根据对贵项目各系统能源利用上的预测评估和实际的设计情况，我们选用汇通华城BKS2008系列中央空调能源管理系统。汇通华城楼宇科技有限公司是专业从事现代建筑节能控制技术与产品的研发，节能设备制造以及用户能源诊断，节能方案设计，工程实施和运行保障等综合性节能服务企业，是贵州省高新技术企业和软件企业，是中国节能协会理事单位和中国节能协会节能服务产业委员会（EMCA）的首批常务会员单位。公司凭借着世界领先的节能控制技术和成熟可靠的产品，目前现已成为该领域的技术领跑者，也是国内中央空调节能控制领域最大的成套设备制造商和服务商，同时是：中国节能协会理事单位中国节能协会服务产业委员会（EMCA）的首批常务委员单位中国节能服务产业2006年十佳企业中国首批（103）家创新型企业试点单位中国最大的节能服务公司（EMCO）之一中国中央空调节能控制领域优秀的成套设备供应商公司在世界上率先将现代模糊控制技术引入中央空调控制，开创了中央空调控制技术发展的一个重要方向智能模糊控制，实现了中央空调总体节能20%40%，并先后获得了23项国家发明专利和3项国际发明专利，在国内外都处于领先水平。BKS系列产品不仅具有强大的自动控制功能，实现了中央空调系统的高效节能，而且具有完善的管理功能，如便捷的状态监控、机组群控、实时的维护预测、服务质量控制、系统参数设置、能耗记录分析、事件记录等，为用户提供了一个运用计算机管理中央空调系统的先进工具，可以促进中央空调控制与管理的现代化。在推广BKS系列节能产品的同时，贵州汇通华城为客户提供集节能评估、节能方案设计、节能产品制造、节能工程实施以及后续相关的一条龙服务。迄今为止,汇通华城楼宇科技BKS系列产品已经在全国六百多个大型项目中得到成功实施应用,实现年节约电能4亿度，每年为客户创造节能价值超过3亿元，取得了良好经济效益和社会效益，为建设节约型社会做出了贡献。1.2. 部分项目清单汇通华城楼宇科技有限公司已建立起一个全国性的营销网络和售后服务体系，产品在全国20多个省市的600多个项目得到成功应用。BKS系列产品目前在办公楼、商场、酒店、医院、机场等各类场所应用的主要项目有:u 全国政协办公大楼（主机为离心式电制冷主机，总制冷量1650冷吨，2006年6月BKS产品投运，实现中央空调系统综合节能率30.72%,每年节约电耗57万度）。u 广州王府井商场(主机为离心式电制冷主机，总制冷量2400冷吨，2005年1月BKS产品投运，实现中央空调系统综合节能率21.25%,每年节约电耗86万度）。u 上海新锦江大酒店（主机为离心式电制冷主机，总制冷量1900冷吨,2003年8月BKS产品投运，实现中央空调系统综合节能率23.27%，每年节约电耗96万度）。u 解放军白求恩国际和平医院（主机为离心式电制冷主机，总制冷量1599冷吨,2006年6月BKS产品投运，实现中央空调系统综合节能率33%，每年节约电耗35.4万度）。u 海口美兰国际机场(主机为离心式电制冷主机，总制冷量3419冷吨，2006年7月BKS产品投运，实现中央空调系统综合节能率25%,每年节约电耗107万度）。应用范围覆盖了各类商业楼宇、办公楼、酒店、医院、工厂、机场等各类中央空调系统应用场所。2. 中央空调系统概况2.1. 项目概况2.1.1. 项目信息说明本项目为中共江苏省委党校文体中心、图书馆、学生宿舍的空调水系统的节能设计。 2.1.2. 项目设备配置1. 中央空调系统设备配置江苏省委党校的中央空调系统配置如下：u 中央空调主机 离心式冷水机组 制冷量600RT 共3台u 冷冻水泵 55kW 共3台 u 冷却水泵 45kW 共3台 u 冷却塔15kW*2 共3台 2.1.3. 受控设备及监控内容(一) 中央空调系统 受控设备:冷水机组3台；主要监控内容：（1）启停控制；（2）运行状态显示；（3）故障报警；（4）冷冻水进、出口温度；（5）冷却水进、出口温度；（6）运行时间、启动次数记录；（7）台数控制：根据冷水供回水温差及总流量计算大厦所需的冷负荷，以之确定冷冻机组及相关设备(冷却水泵、冷却塔)开启台数；（8）冷冻水温再设定；（9）手自动切换；（10）冷却水电动阀门控制。 受控设备：冷冻水泵3台；主要监控内容：（1）启停控制；（2）水泵、变频器运行状态显示；（3）水泵、变频器故障报警；（4）台数控制：与冷水机组一一对应；（5）变频控制：采用多点典型空调末端负荷压差，控制变频。或分、集水器压差，控制变频；（6）手自动切换；（7）变频器频率显示；（8）变频器频率设定；（9）运行时间、启动次数记录并优化运行。 受控设备：冷却水泵3台；主要监控内容：（1）启停控制；（2）运行状态显示；（3）故障报警；（4）运行时间、启动次数记录；（5）台数控制：根据大厦冷水供回水温差及总流量计算所需的冷负荷，以之确定冷冻机组及相关设备(冷却水泵、冷却塔、电动蝶阀)开启台数； (6) 变频控制：根据冷却塔出水温度调节变频。 受控设备：冷却塔3台；主要监控内容：（1）启停控制；（2）运行状态显示；（3）故障报警；（4）冷却水管电动阀门开关控制；（5）运行时间、启动次数记录；（6）水温再设定；（7）冷却水进、出口温度；（8）台数控制：根据冷水供回水温差及总流量计算所需的冷负荷，以之确定冷冻机组及相关设备(冷却水泵、冷却塔、电动蝶阀)开启台数。 受控设备：空调冷冻管道系统；主要监控内容：（1）回水总流量检测、显示；（2）分水器水温度检测、显示；（3）集水器水温度检测、显示；（4）用以上参数计算总负荷，以总负荷确定冷水机组开机策略。（5）典型空调末端压差检测、显示。以压差信号控制泵变频。（6）分水器、集水器压差，以压差信号控制泵变频。2.1.4. 项目中央空调能耗初步分析中央空调是能耗很高的系统，在日常使用中中央空调的能耗通常占到整个建筑的运行费用的50%以上，而其中机房侧所占比例最大，下表我们对本系统中央空调水系统能耗进行简单分析：从以上表格中央空调冷源具体配置中可以看出，在系统设备全部投入使用的情况下 ，主机的能耗占了整个冷源系统能耗的75%左右，而水泵和冷却塔风机的能耗仅占了整个冷源系统能耗的1/4。故节能必须以整个中央空调冷源系统为一个整体，在满足末端需求的前提下，一方面采用传统手段调节水泵的频率节能，另一方面兼顾水泵流量的变化朝着提高主机能效的方向发展，采用先进的节能优化算法确定水泵最优频率，量化水泵循环流量的变化对冷水机组的影响，使主机达到比较可观的节能效果，使整个冷源系统的能效最高。2.2. 项目设计目标2.2.1. 节能效果根据对空调系统负荷变化的预测判断，控制系统能动态跟随负荷的变化动态调整水泵的转速，并动态调节系统的运行参数，对空调水系统进行全面优化，从而达到空调系统年平均节能率20%40%的节能效果（其中空调主机节能率约为10%20%，辅机节能率约为50%60%）。2.2.2. 系统技术指标系统满足以下技术参数要求： 工作环境温度 040 相对湿度 90%(20),无凝露 安装使用地点的海拔高度 1000m 输入电源频率 50 Hz 输出频率（控制柜） 0 Hz50 Hz 输入电源电压 三相 AC 380V38V 输出电压（控制柜） 三相 AC 0V380V 控制柜防护等级 IP20 操作方式 自动、手动 外形尺寸（控制柜） 1800（2200）600（800）6002.2.3. 参数精度技术指标 电量参数精度等级 2级 温度参数精度等级 1级 压力参数精度等级 1级 流量参数精度等级 1级2.3. 设计依据和原则2.3.1. 设计依据本系统的设计严格按照下述标准规范执行： ISO/IEC 11801-95 信息技术互连国际标准 JGJ/T16-92 民用建筑电气设计规范 GBJ 42-1981 工业企业通信设计规范 GBJ 232-92 电气装置安装工程施工及验收规范 GB 50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范 GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准 GBJ 15-1989 中国室内给水排水热水供应设计规范2.3.2. 设计原则为实现上述设计目标，本系统设计提出并遵循以下的设计原则：（1） 标准化严格贯彻国家有关的标准或工业标准，以实现系统的标准化，以保障系统的兼容性、可维护性与可扩展性。（2） 实用性充分满足用户的需求，功能实用，为中共江苏省委党校中央空调节能系统的现代化控制与管理提供有力的支持。（3） 先进性控制系统是采用国际化主流控制产品与当今技术发展潮流相吻合的产品，以避免短期内因技术陈旧而过早被淘汰。因此，系统采用的技术设施一定要有先进性或超前性。系统设计在满足功能的实用性和满足业主现有需求的前提下,同时考虑技术上的先进性，充分考虑到信息社会迅猛的发展速度，在技术上起点要高，要有适度的超前意识，以避免在短期内因技术陈旧而造成整个系统性能不高或过早淘汰。（4） 安全性控制系统是一个高可靠的系统，采用成熟技术以及优质的器件和设备，能够适应现场环境条件和外界干扰，确保中央空调系统主机和外围设备的运行安全，并有防止非法用户的访问和病毒侵犯等措施。（5） 可靠性可靠性是工程设计的基本准则。系统应能满足使用环境条件的要求，能长期稳定可靠地运行。系统的各项资源包括材料、器件、设备等硬件的可靠性要高。为了系统运行的稳定与可靠，系统选用的设备和器材必须成熟，具有极高的安全性、可靠性和容错性。使之建成后就能投入正常运行使用。（6） 经济性经济性，指系统具有合理的工程造价费用。在实现系统先进性的基础上，同时做到经济上的优化设计、合理配置、精心安排，使有限的投资发挥最大的效用，并力求系统在投入后获得最佳的节能效果，使中央空调系统在整个运行生命周期获得最佳的性能/价格比。3. BKS2008系统控制原理3.1. 先进的模糊控制技术众所周知，间接式制冷的中央空调系统的运行效率，都涉及到载冷剂（冷冻水）、制冷剂、冷却剂（冷却水）三种冷媒的循环运行，涉及到空调末端装置、制冷机组蒸发器、制冷机组冷凝器以及冷却塔装置等四个热交换过程，涉及到系统的负荷及实际工况，运行情况复杂，制约因素很多，使中央空调系统具有显著的复杂性特征。此外，中央空调系统的复杂性还表现在它的时滞性、时变性、非线性和大惰性；表现在系统结构的多样性，负荷和环境因素的不确定性；表现在它的多参量以及参量间的强耦合等等。对这样复杂的系统，其动态特性不易掌握，无论用经典的PID控制，还是现代控制理论的各种算法，都很难实现较好的控制效果。汇通华城“BKS2008中央空调能源管理系统”的模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制，尤其适合于中央空调这样复杂的、非线性的和时变性系统的控制。它是以人（专家）的丰富实践经验和思维过程构建的模糊规则为依据进行推理与判断，模拟人类技术专家做决策的过程来解决那些需要人（专家）决定的复杂问题。它无需对被控对象建立精确的数学模型，只需作模糊描述即可实现控制。这样的控制更符合中央空调的复杂性、动态性和模糊性，使控制简便，又能达到所要求的控制精度。模糊控制的基本思想是利用计算机来实现人的控制要求，利用模糊规则推理对系统进行类似人脑的知识处理，实现对复杂系统的优化控制。在控制过程中，以语言描述人类知识，并把它表示成模糊规则或关系，通过推理、利用知识库，把某些知识与过程状态结合起来，可根据对被控动态过程特征的识别，自适应地调整运行参数，实现系统各受控参量的优化控制，以获得最佳的控制效果。为此，“BKS2008中央空调能源管理系统”应用系统工程学理念，采用系统的方法，通过对系统控制对象、系统结构、系统功能与控制方法之间的动态关系的研究，创建了模糊预测算法和自适应模糊优化算法模型。在控制过程中，通过所采集的丰富信息，利用计算机高速的计算、跟踪、判断和推理能力，将全系统的运行信息进行集成，对系统运行参数进行优化和动态调节，实现全系统协调运行，以达到系统整体综合性能最优的目的。3.2. 全面的运行参量采集全面的参数采集是实现系统综合优化控制的基础，本系统采集了以下参量： 载冷剂参数：冷冻水入口温度、冷冻水出口温度、冷冻水供回水压差P、冷冻水流量Q、冷冻水供、回水温度等； 各支管运行参数：集水器各支管回水温度； 环境参数：室外环境温度； 空调主机和各水泵的运行能耗； 空调主机和各水泵的运行状态等。3.3. 冷冻水系统最佳输出能量控制由于空调冷冻水系统管路一般都较长，冷冻水循环周期长达十几分钟至几十分钟，造成温度采样的时滞性很大。同时因为水系统的惰性大，反应慢，传统的PID控制会造成冷冻水回水温度波动很大，影响系统的稳定性、末端的舒适性和节能效果。冷冻水系统控制流程示意图BKS系统对空调冷冻水系统采用模糊预测算法实现最佳输出能量控制。当气候条件或空调末端负荷发生变化时，空调冷冻水系统供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化，流量计、压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至模糊控制器，模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的经验数据，根据模糊预测算法模型、系统特性及循环周期，通过推理、预测出未来时刻空调负荷所需的制冷量和系统的运行参数，包括冷冻水供回水温度、温差、压差和流量的最佳值，并以此调节各变频器输出频率，控制冷冻水泵的转速，改变其流量，使冷冻水系统的供回水温度、温差、压差和流量运行在模糊控制器给出的最优值，使系统输出能量与末端负荷需求相匹配。由于冷冻水系统采用了输出能量的动态控制，实现空调主机冷媒流量跟随末端负荷的需求供应，使空调系统在各种负荷情况下，都能既保证末端用户的舒适性，又最大限度地节省了系统的能量消耗。在本项目中，针对冷冻水泵采用预期流量的控制算法，在保证末端舒适性的同时消耗最少的能耗。3.4. 冷却水系统系统效率最佳控制当气候条件或空调末端负荷发生变化时，空调主机负荷率将随之变化，主机的效率也随之变化。由于主机效率与冷却水温度有关，在一定范围内冷却水温度降低，有利于提高主机效率、降低主机能耗。但冷却水温度降低，将导致冷却水泵和冷却塔的能耗升高。因此，只有将主机能耗、冷却水泵能耗、冷却塔风机能耗三者统一考虑，在各种负荷条件下找到一个能保持系统效率（系统COP）最高所对应的冷却水温度，即找到一个系统效率最佳点，才能使整个系统能效比最高。冷却水温度与室外环境温度、室外环境湿度、冷却水泵特性、冷却塔排热能力、主机排热负荷等诸多因素有关，但由于气候条件和排热负荷的时变性，以及冷却塔、冷却水泵和主机冷凝器等特性的变化，因此，传统的控制方式或简易的变频器控制方式都不可能达到系统运行效率优化的控制目标。BKS系统对空调冷却水系统采用自适应模糊优化算法实现系统效率最佳控制。当气候条件或空调末端负荷发生变化时，模糊控制器在动态预测系统负荷的前提下，依据所采集的实时数据及系统的经验数据，根据气候条件、系统特性和自适应模糊优化算法模型，通过推理、计算出所需的冷却水温度最佳值，并以此调节冷却水泵和冷冷却水系统控制流程示意图却塔风机变频器的输出频率，控制冷却水泵和冷却塔风机转速，动态调节冷却水的流量和冷却塔风机的风量，使冷却水温度趋近于模糊控制器给出的最优值，从而保证整个空调系统始终处于最佳效率状态下运行，系统整体能耗最低。3.5. 冷却风系统最佳运行组合控制风机智能控制箱经传输导线直接与冷却塔风机连接，当接收到启动指令后，模糊控制器向对应的冷却塔风机发出控制指令，起动冷却塔风机。风机起动后按模糊控制器输出的控制参数值，动态调整风机的运行台数和运行时间，使冷却水的进口温度逼近模糊控制器给定的最优值，使冷却水入口温度保证空调主机处于最佳运行工况。3.6. 动态冷热量平衡系统大多数的中央空调系统管网建成后，在实际运行中，普遍存在冷热量失调问题（即中央空调提供的冷热量在满足某区域所需冷热量同时，另一区域的供冷热量超过了实际的需要），其主要原因如下：l 管径的尺寸由于管材标准的限制往往与计算尺寸存在差别；l 由于施工条件的限制，管路的实际情况与设计情况也会有很大的不同；l 管网建成后增加新的负荷面积，使原有的冷热量平衡遭到破坏。管网的冷热量失调，会造成空调系统热力失衡，冷热不均。为了保障局部失衡区域达到制冷标准，就必需保持较大的冷冻水流量，导致系统能耗增加且节能空间受到限制。BKS2008系统结合大量工程实施经验，提供了基于能量平衡的动态调节功能，能够实现空调管网系统的水力动态检测和自动调节，确保各支路的能量平衡和制冷或制热效果平衡，同时也为降低冷冻水运载能耗挖掘了更大的空间。另外，基于此能量平衡系统，BKS2008还可以提供特殊区域特殊服务的功能，如本项目中的经理办公室等，通过预设置服务质量，自动调节此区域的能量供给，可以更好的达到舒适性要求，避免了因满足特殊区域服务质量要求而导致的整体能耗的大幅上升。3.7. 系统控制接口-BA接口根据需要，系统提供干接点信号传输水泵状态信号、故障信号等参量备楼宇监控系统使用；另外，系统还开放OPC接口，可提供水泵状态信号、故障信号、供回水温度、流量以及供回水压差等参量。BKS系统提供开放的OPC接口和硬件接口，具有良好的兼容性和开放性，能够与任何支持OPC协议的楼控实现集成，达到信息交流与资源共享。3.8. 机组群控中央空调制冷主机的效率特性通常随着负荷的变化而变化，并在某一负荷率下具有最佳效率。由于主机的效率与负荷率有关，因此，在多台机组并联运行时，需要根据当前负荷的实际情况，选择一种最佳的主机运行台数组合，以达到系统的最高效率。BKS2008系统根据所采集的流量与冷冻水供回水温差计算出当前负荷，并以历史记录的主机负荷效率特性或者经验主机负荷效率特性，通过模糊推理规则来确定需要投入运行的主机台数及具体机组，确保系统具有最高的运行效率。 4. 系统设计4.1. 中央空调水系统节能设计4.1.1. BKS2008系统构成中央空调系统都是定制性设计，每一个空调系统都各不相同，使用的设备（型号、规格）不同，配置的数量不同，管路的形式也不同，种类众多，形式各异，导致各个项目节能方案设计、设备选择与配置、工程安装设计等也必须定制化。我们根据多年中央空调节能系统设计、制造、安装、调试的丰富经验和江苏省委党校中央空调系统的实际情况，为您量身定做本节能控制方案。控制节能的最终目标是机房所有设备的总能效最高，即末端每输出一冷吨冷量整个中央空调系统所用的的功耗最小，而不只是片面的看某一个设备环节的节能，因此要综合考虑以下几个方面：l 冷水机组l 冷冻水泵 l 冷却水泵l 冷却塔在本控制系统中，BKS2008经过模糊优化算法使整个系统在满足末端负荷的情况下，系统综合COP时刻处于最高值。根据江苏省委党校中央空调系统主机、冷冻水泵、冷却水泵的配置数量和日常运行使用情况，我们选择了一套BKS2008-3B型中央空调能源管理系统对其进行节能控制。其主要控制设备组成均如下： 系统结构示意图BKS2008中央空调能源管理系统主要由模糊控制柜、冷冻水泵智能控制柜、冷却水泵智能控制柜、现场模糊控制箱、冷却塔风机控制箱、水力平衡控制箱、运行参量采集设备以及系统软件组成。用于江苏省委党校的BKS2008-3B中央空调能源管理系统具体构成参见以下材料清单。 4.1.2. 冷水机组工况控制策略BKS2008能源管理系统可以根据空调负荷的变化，实时调整冷冻水和冷却水流量，使冷冻系统输出的冷量始终与末端需求相匹配，并优化冷冻主机的外部运行工况，提高系统转换效率，使系统尽可能的工作在一个稳定的状态。 运行参量采集设备及自控阀门：冷冻机出入口温度传感器 共12套；冷冻水系统的旁通管间安装的水流压差传感器 共1套；冷冻水系统的供、回水总管上分别安装水温传感器 共2套；冷却水系统的回水总管上安装水温传感器 共1套；冷冻水系统5条支路回水管上安装水温传感器 共5套；冷冻水系统回水管上安装流量计 共1套；冷冻机组安装的能耗计量表 共3套。环境温湿度传感器 共1套对以上数据进行采集，上传至模糊控制箱（模数转换），经过数据转换后，传至系统控制中心模糊控制柜（上位机），柜内模糊控制器依据模糊推理规则，推算出系统该时刻所需要的冷量及系统的优化运行参数，并利用变频技术，自动控制水泵的转速，以调节空调水系统的循环流量，保证中央空调主机处于最高转换效率，保证中央空调系统在各种负荷条件下，均处于最佳工作状态，从而实现综合优化节能，从而使系统综合COP值最高。BKS2008中央空调能源管理系统对冷媒泵采用模糊预期算法，确定冷媒泵各控制柜的变频器的输出频率，改变冷媒泵的转速，改变冷冻水流量，在系统输出能量满足末端负荷需求的同时，最大限度地节约中央空调的能耗。BKS2008中央空调能源管理系统对冷却水泵采用系统自适应模糊优化算法，确定冷却水泵的输出频率，控制冷却水泵转速，动态调节冷却水的流量，控制冷却塔风机运行台数，使冷却水温度趋近于模糊控制器给出的最优值，从而保证整个空调系统始终处于最佳效率状态下运行，使系统整体能耗最低。5. 中央空调常见控制系统与BKS2008系统的差异市场上常见的中央空调控制系统有楼控系统、水泵变频控制系统、主机控制系统等。但是这些系统与BKS系统的差异性很大，现做简单的介绍。5.1. 控制方法和适用性的差异目前，市场上的中央空调控制节能产品大都采用“压差或温差 + PID”的控制方式，而BKS2008系统则是采用具有自主知识产权的专利技术人工智能模糊控制。此系统是为中央空调节能控制而专业设计，具有专门的节能控制算法模型，其节能率较高，从长期使用来看，客户价值较高。BKS2008系统适用性非常强大，不仅适用于常见的电制冷主机，如约克、特灵、开利等生产的离心或者螺杆冷水机组等，还适用于蒸汽、天然气等溴化锂吸收式制冷机，如常见的远大、双良溴化锂制冷机，直燃机等。对于特殊地区使用的水源热泵、地源热泵等，BKS系统也能取得不错的控制节能效果。而主机控制系统的局限性太大，一般是对应品牌主机使用对应的主机控制系统。由于空调主机生产厂家的差异性，其控制系统更是千差万别，通用性太差。且主机控制系统在控制时更多的考虑了主机的节能，而忽略了主机之外水泵风机等的节能，节能空间有限。5.2. 楼控系统与BKS2008系统的差异5.2.1. 楼控系统与BKS2008系统控制对象的差异性楼宇设备自动控制系统是对大楼内机电设备的监控和管理，控制对象主要包括：冷热源系统、空调系统、新风系统、给排水系统、照明系统、电梯系统、变配电系统等。该系统是对这些系统进行控制和管理，达到各个设备的高效、合理运行及节能的目的，从而提高工作效率，降低管理成本。而BKS2008系统是汇通华城楼宇科技有限公司研制开发的专门用于中央空调机房冷热源系统控制与节能的专家系统。其控制对象主要为冷热源系统，包括中央空调主机、冷冻（温）水泵、冷却水泵、冷却塔风机、热交换器、补水泵等设备。其主要目的是实现中央空调机房内冷热源设备的配电、智能化控制和运行节能管理，使得运行费用降低2040。5.2.2. 楼控系统与BKS2008系统的技术差异楼控系统较BKS2008系统来说，具有控制范围广，结构简单，价格适中等优点。但是比起BKS2008系统，其劣势也显而易见。n 工程与产品BA系统从本质上讲是一些功能未定型的工程设备，其设计功能的实现主要依靠现场编程、调试来完成，要求编程、调试的工作人员对所控制的对象的运行特点和技术规范都要有深刻的了解，然而，深刻理解暖通专业的系统编程人员十分稀缺，造成实际项目的控制效果差异较大，系统可用性无法保证，可靠性低。而且现场进行软件二次编程难以实现标准化和规范化，系统之间的一致性差，无论对于工程商还是用户，随着使用时间的增加，后期维护成本会很高。而BKS系统是一个成套的、功能定型的数字化智能配电产品，每套产品可实现的控制功能是一致的。n 控制功能BA系统监测控制对象是建筑物内的所有机电设备，是一个对设备进行集中监测、管理的工具，其优点是监测点多、控制的设备全面、管理功能强大。但在对中央空调系统的监控中，BA系统通常是对各种运行信号进行监测和对空调主机、冷冻（温）水泵、冷却水泵等大功率设备的启、停状态进行控制，而不是根据建筑物空调实际需要的负荷来对系统运行过程进行控制。因此，在BA控制的空调系统中，仍然存在着较大的节能空间。BKS系统可根据检测到的流量、压力、温度、能耗等信号，通过汇通华城公司独创的智能模糊优化算法（已获国家发明专利），实现对空调负荷的实时跟踪，控制输送到末端的冷量，与当时的空调负荷相匹配，确保系统能源转换效率始终处于比较高的水平。BKS系统还具有一些独创的先进控制技术，如机组群控、泵组优选、模糊预期算法等，通过这些技术实现空调负荷输出的精确控制，在系统耗能最少的情况下，满足末端负荷的需求，实现供需平衡，达到最佳节能。n 成套性、可靠性BKS系统生产过程中，在汇通华城公司研发的仿真平台上，依据对应的中央空调系统的实际情况进行仿真运行，完全达到设计要求后，再经过一定时间的老化运行后出厂, 无需现场编程及功能验证，保证了设备的安全可靠。控制系统软件实现了产品化和标准化，有利于设备的维护保养。BA系统大部分调试工作是在现场进行，系统的功能验证主要依靠现场人员逐一进行，很难实现完整的功能及安全验证，后期的修改和维护是难免的，且完成调试周期相对较长。n 兼容性BKS系统是一套智能化的控制和配电设备，从智能控制的方面来说，它独立构成中央空调冷热源侧的控制子系统，提供了符合OPC协议的软件接口和采用BA接口箱的硬件接口，具有良好的开放性、兼容性和集成性，可满足BAS的自动化管理需求。5.3. 传统的变频控制系统与BKS2008系统的差异传统的变频控制系统一般都是采用“压差或温差 + PID”的控制方式，虽然对水泵有一定的节能效果，但由于它只关注水泵节能，忽略了主机能耗可能上升。且冷冻水循环和冷却水循环相对独立，不能实现系统匹配和综合优化，无法确保系统在变负荷工况下始终保持高效率运行，主机效率（COP）有可能下降，从而造成整个系统不节能甚至能耗升高。PID调节存在偏差，而且容易发生振荡，运行稳定性较差。BKS2008系统是基于系统综合优化的控制，通过对全系统的运行信息的全面采集及综合分析处理，实现冷冻水系统和冷却水系统的匹配和协调运行，实现变负荷工况下整个系统综合性能优化，可保障空调系统在任何负荷条件下，都能高效率地运行，从而最大限度地降低空调系统能耗。5.4. 主机控制系统与BKS2008系统的差异一般的空调主机控制系统是由空调主机生产厂家，根据其产品特点所做的一种主机的控制管理。此控制系统控制的主要对象是主机，而较少的考虑整个中央空调冷热源系统的集中控制和管理。其主要通过测量用户侧供/回水温度下T1，T2及冷冻水流量W计算出实际需冷量Q=W(T2-T1)，由此自动控制主机的加载卸载以及启停，对应的对水泵和冷却塔风机进行启停控制。BKS2008系统则是根据末端负荷变化，综合考虑系统的能耗，对主机进行机组群控，对水泵进行泵组优选，使主机的效率提高，在满足末端需求的情况下，整个系统的能耗最低。5.5. 传统设计与BKS2008系统的功效差异采用BKS2008系统后，将配电、系统节能、智能化控制集成于一体，实现中央空调机房的整体配套与综合管理，从而真正实现机房的智能化管理；采用BKS2008系统后， 江苏省委党校还可以实现每年2040的中央空调的综合节能。6. BKS2008系统的管理功能BKS2008中央空调能源管理系统不仅具有显著的节能效果，而且具有强大的控制与管理功能，是行业内中央空调管理与节能的专家系统。（1） 泵组优选在并联冷冻水泵系统中，BKS2008系统能实时计算当前负荷所需的冷冻水流量，并推算出在满足该流量及压力条件下所需运行的并联水泵台数及其工作频率，使该状态下泵组所消耗的总能耗最低，以实现泵组最佳节能。（2） 便捷的系统监控功能系统主界面采用三维流程图显示，直观反映了空调系统管路及设备的安装布置状况。流程图上显示了各个设备的主要参数，以便于操作员直接观看。操作员在流程图上点击任意设备即可进入该设备参数的详细显示/控制界面。操作员可在设备详细显示/控制界面中查看各设备及器件的运行参数，同时还可在该界面进行设备的启停控制。“状态监控”主界面（3） 实用的系统控制模式“控制模式”选择界面BKS2008可以根据用户使用的需要，提供多种方式的中央空调控制模式，如系统自动控制模式，远程人工干预控制模式，就地人工干预控制模式等，以满足用户各种不同的运行管理要求。（4） 灵活的关联控制在系统组态过程中，用户可以根据系统运行的实际需要制定中央空调受控设备之间关联计划，实现中央空调合理使用。“人工关联”设置界面（5） 系统参数设置功能BKS2008系统可在设备详细显示/控制界面完成对各设备的监测，同时也可设置或修改系统运行参量和设备控制参数。（6） 系统数据记录功能BKS2008系统提供以下数据及事件记录：空调主机的能耗数据，空调主机的制冷（热）量数据，各个水泵（风机）的能耗数据，故障记录，操作行为记录等，以对整个中央空调系统运行情况进行全面分析。（7） 曲线显示功能BKS2008系统可定时记录主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的电耗百分比值，定时记录系统效率值，定时记录主要参数值，并按天自动绘制各设备能耗百分比曲线。（8） 服务质量控制功能BKS2008系统提供服务质量控制功能，用户可根据空调实际负荷状况设定服务质量，实现输出能量的有效控制。（9） 系统维护预测功能BKS2008系统可根据系统设备的使用情况提供维护的预测信息，完善系统的管理。（10） 本地操作及计量功能BKS2008系统的控制柜提供本地控制功能，操作人员可于现场手动控制设备。同时，系统为每一台受控设备提供独立的用电量计量。（11） 故障报警功能BKS2008系统提供故障报警功能，以确保空调系统的安全运行。报警方式为声、光报警及软件画面显示报警提示等。（12） 安全性及可靠性作为中央空调安全运行的保障工具，BKS2008系统提供了以下保护功能： 冷冻水供水低温保护 冷冻水低流量保护 冷冻（温）水供、回水低压差保护 冷冻（温）水供、回水高压差保护 冷却水出水高温保护7. BKS2008系统的综合优势 精确的能量供给与节能控制：采用BKS2008中央空调能源管理系统后，管理方可以根据末端用户的实际情况对末端实现精确的、量化的能量供给，冷热源侧依据实际能量供给情况实时调节运行状态，最大程度的保持能量的供求平衡，从而创造最大的节能空间。单纯依靠经验，人工管理来进行的设备的启停变频运行等，粗略的估算末端情况，定性的供给能量，会造成能量的供给不足或者过余，导致末端服务质量的下降及能量的浪费，能量供给的粗略性和节能空间的有限性较大。独特的主机进一步节能，系统COP的最高：目前大部分中央空调主机都具有自动卸载的功能，但通常其针对的是定流量系统，当空调负荷变化时，其控制的是单一参数（温度），但对于一个变流量系统，其温度、压力、流量都在变化,此时主机的控制系统遇到的是多参量的变化,且中央空调系统具有波动性大、滞后性强的特点，因此其控制方式往往具有明显的误差,不能实现主机的节能；BKS2008中央空调能源管理系统可以较好的解决这一问题,在任何状况下通过模糊控制技术调节冷冻水流量和通过系统模糊优化的控制方法调节冷却水流量，有效提高主机的效率，使系统保持较高且稳定的COP值，从而实现系统运行的最优化并实现最大程度的节能。机房的智能化管理：BKS2008中央空调能源管理系统是一套真正意义上的完善的智能控制及管理系统,具有强大的运行管理功能，它将机房系统各独立的运行单元整合在一起，实现智能化管理。通过操作或管理人员的简单操作，即可实现高效稳定的自动化运行，并对中央空调系统实现自动化的监测和管理，避免或减少了由于人为因素而可能造成的对空调系统的伤害，提高了中央空调系统运行的稳定性，从而间接增加了空调的寿命，创造了间接的经济效益。实现中央空调系统的远程监控：BKS2008中央空调能源管理系统具有远程监控功能，通过用户机房的专用电话线或者信号线等，既可以实现用户端与公司售后服务中心的远程联网，又可以实现用户内部，如机房与动力中心或者监控室的联网。从而对系统进行运行监控，实时了解各个空调机房的能耗状况，故障诊断，有效地保障了系统的正常，稳定运行。通过以上分析可以看出，配置BKS2008中央空调能源管理系统能为用户带来长远的节能受益及管理效益，是贵单位实现中央空调系统的智能化管理及系统节能的最佳选择。第 29 页 共 30 页