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1、完整版（2023年）中央空调能源节能集群控制系统解决方案一、中央空调能源节能控制系统31.1 设计要点，项目概况31.2 中央空调能源节能控制系统概述31.3 中央空调能源节能控制系统设计依据51.4 中央空调能源节能控制系统总体设计原则、功能、特点51.5 中央空调能源节能控制系统结构、配置71.6 系统中央管理站111.7 楼控系统各子系统功能与实现策略12二、冷源系统14三、方案思路25四、指导安装、调试、运行方案25五、施工图（附件）31六、点表清单（附件）31七、楼宇系统产品31八、产品技术特点、优势与组成：318.1 系统主要组成348.2 系列分布式控制系统的安装418.3 安装
2、与拆解41一、中央空调能源节能控制系统1.1 设计要点，项目概况针对XXX商务中心的空调系统、离心水冷系统进行科学有效的统一管理，就此设计一套商务中心的中央空调能源节能控制系统，致力于创造绿色、节能、高效、安全的商务中心环境。基于我们对楼宇系统技术的深入研究，我们为此项目提供的控制技术方案是以满足高品质的商务中心建筑环境要求为前提，以科学的管理手段、先进的控制手段实现整个楼宇系统的智能管理和节能优化，使此商务中心项目的能源管理水平得到整体提升。设计的此项目中央空调能源节能控制系统采用管理层、监控层和现场层三级网络。1.2 中央空调能源节能控制系统概述楼宇智能化系统的设计要求必须符合当今商务中心
3、数字化、自动化、信息化、系统化、现代化、绿色节能化、可持续化、健康舒适化的建设进程要求；楼宇智能化系统的设计对象是对楼宇中各类机电设备进行监视和控制；我们的目标是为现场建筑里的工作人员提供安全、舒适、便利、快捷的服务，建立先进和科学的综合管理机制，提高服务水平，提高服务效率所以我们设计了一套具有最新技术、高运作效率、低维护成本、高可靠性、高性价比和良好扩展性的楼宇设备控制系统。从统计数据来看，空调系统占整个大楼的耗能在60%以上，而装有楼宇自动化系统（BAS）以后，可节省能耗约25%,节省人力约50%o当前随着建筑物规模增大、标准提高，大楼机电设备的数量也急剧增加，这些设备分散在大楼的各个楼层
4、和角落，若采用分散管理，就地监测和操作将占用大量人力资源，有时几乎难以实现。如采用楼宇自动化系统，利用现代的计算机技术、控制技术和网络技术，便可实现对所有机电设备的集中管理和自动监测，确保楼内所有机电设备的安全运行，提高大楼内人员的舒适感和工作效率，长期保持设备的低成本运行。一旦设备出现故障，系统能够及时知道何时何地出现何种故障，使事故消除在萌芽状态。我们本着“以人为本”，综合考虑投资效费比与长期使用及维护成本，实际使用效果等因素特选用浙江有限公司生产的中央空调能源节能控制系统。根据设计要求，为XXX商务中心楼宇供应一套完善的楼宇建筑设备管理系统。系统以计算机网络管理为核心，并同时完成以下功能
5、。冷热源能源管理控制系统1.3 中央空调能源节能控制系统设计依据民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)招标技术文件相关要求浙江楼宇自控产品技术手册自控专业施工图设计文件编制深度的规定(1987)中国电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ232-90.92)中国高层民用建筑设计规范(GBJ45-90.92)空调系统控制(国标图集02X201-1中国采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87)中国室内给水排水热水供应设计规范(TJ15-74)中华人民共和国公共安全行业标准(GA38-92)智能建筑设计标准(DBJ08-47-95)电气图用图形符号(GB4728-85)分散型控制系统工程设计
6、规定(HG/T2057395)工业自动化仪表工程施工及验收规范(GBJ93-86)建筑物防雷设计规范1.4 中央空调能源节能控制系统总体设计原则、功能、特点设计总体原则：以计算机网络为基础、软件为呈现平台，楼宇智能算法库为核心通过信息交换和共享，将各个具有独立运行的各子系统有机协同的整合为一个整体，建立诸多机电设备的内部联系，达到对机电设备的综合管理、调度、监视、控制。中央空调能源节能控制系统功能：制定系统的管理、调度、操作和控制策略；存取有关数据与控制的参数；管理、调度、监视与控制系统的运行；显示系统运行的数据、图象与曲线；归档与打印各类报表；进行系统运行的历史记录及趋势分析；统计设备运行时
7、间、进行设备维护、保养管理等中央空调能源节能控制系统特点：?以人为本：以满足展馆管理者的需求为目标，建立良好的人机界面，中文显示、操作简单、界面友好、管理轻松、方便。?标准化：本系统设计及其实施将按照国家和地方的有关标准进行，所选用的系统，设备，产品和软件符合工业标准或主流模式。?先进性：考虑到电子信息及软件技术的迅速发展，系统集成设计在技术上将适当超前，所采用的设备产品和软件不仅成熟而且能代表当今世界的技术水平。采用国际上先进的“分布式控制系统”，通过中央监控系统的计算机网络将各层的控制器，现场传感器、执行器及远程通信设备进行联网，实现集中管理和分散控制的综合监控及管理功能。?实用性：系统集
8、成设计将以业主和管理人员需求分析中央空调能源节能集擀控制系统解决方案V3.0着手，并以得到业主认可的需求为目标来开展工作，保证满足目前存在的各种需要。?合理性和经济性：在保证先进性的同时，以提高工作效率，节省人力和各种资源为目标进行工程设计，充分考虑系统的实用和效益，争取获得最大的投资回报率。?安全性和可靠性：安全和可靠是对智能建筑的基本要求，是系统集成工程设计所追求的主要目之一。?模块化和可扩充性：系统集成的总体结构将是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和可扩充性，既可使不同厂商的系统集成到一个管理平台中，又可使系统能在日后得以方便地扩充，并扩展另外厂商的系统。?方便性和舒适性：系统集成在使
9、用和操作上将为智能化工程的拥有者、管理者及其客户提供最有效的信息服务，提供高效，舒适，便利和安全的工作环境。?灵活性：系统提供管理人员和用户灵活移动和变更设备的可能。1.5 中央空调能源节能控制系统结构、配置1.5.1 中央空调能源节能控制系统结构系统采用了单层网络结构和先进的现场总线控制技术，使得集散系统无论在可靠性和技术上都是世界领先的水平。系统结构1.5.2 中央空调能源节能控制系统硬件配置本系统由一层弱电商务中心的主计算机、分布在大楼各处的DDC分站、通讯线路、各种现场检测和执行装置组成，形成集散型控制系统。整个中央空调能源节能控制系统共配置3只系列DDC控制柜、变频节能控制柜、阀门智
10、能控制箱、中央空调能源管理控制中心柜，通过以太网交换机组成控制主网络，通过CAN总线建立控制中心与各模块之间联系。以满足新风设备、空调系统设备、冷热源系统设备等设施的监控、管理、调度、控制要求。1.5.3 中央空调能源节能控制系统软件配置行于Windows2000Windows7Windows8/WindowslO/XP中文平台，图形化操作界面，简单易懂，形象直观。具有跨平台数据库数据交换（ODBO功能、满足接口与服务器（DDE）数据交互功能。具有数据采集与管理应用功能、具有故障报警与诊断功能、具有运行参数记录、曲线记录功能。系统软件支持用户通过标准的WEB浏览器访问。应用软件按不同的监控设备
11、（系统）及建筑分区分别组成相应的操作界面。符合友好、多视窗、图形化要求，图形切换流程清楚易懂，便于操作。操作界面可以反映该单元设备的运行工况及运行参数。显示经择的传感器所检测的参数和过限报警信息，及传感器参数值的设定。在每一界面上都有一个醒目的故障报警图形，当该设备出现故障时，该故障点图形就变色或闪烁。系统或设备出现故障时，相应的监控工作站显示该故障子系统或设备的图形界面，在故障处图形变色或闪烁。对于常用的功能及操作，以菜单方式提示。管理工作站画面切换的响应时间平均小于3.5秒。控制命令发出后，现场设备开始执行动作的响应时间小于5秒。具有帮助与操作指导功能，使用者可通过此功能完成各项操作。密码
12、保护：具普通级、工程师级等多级密码保护功能，对操作人员权限作出限定。显示已编制的时间或事件自控程序应用软件的信息，信息内容包括：编制内容、编制者姓名、编制时间和修改姓名、时间和修改内容。记录系统操作员确认各类报警信息的时间及确认人姓名。系统具有快速信息检索、故障诊断功能。3、系统应用软件内容应用软件包含图形化操作软件、报警管理软件、编程软件、历史数据记录与管理和报表生成软件等。图形化操作软件：应以彩色图形显示建筑平面图、设备分布图、受监控系统图等相关图形，图例应为设备实物的模拟图，在图例旁边实时显示系统或设备的动态数据。通过图形、三维图像、动画、报表等多种方式，表示设备的开/关、手动/自动、故
13、障等状态和湿度、电量等参数，仅使用键盘或鼠标即可完成对所有设备的在线控制和监控操作（包括增加、删除、修改控制程序和设备运行参数），但并不中断系统的正常运行。报警管理软件：能在系统中自动运行而无需操作人员介入，报警优先级别根据严重性分为三级，按轻重缓急来处理异常事件。当设备发生故障时，会在显示器上警示报警内容，配以声光提示，显示出相应设备的图形界面，所有的报警应显示报警点的详细资料，包括位置、类别、处理方法、时间、日期等，同时能显示维修和处理的方法，并根据报警优先级别和时间专页自动记录备案，建立设备的维修档案，并在打印机上输出打印报告。历史数据记录、管理及报表生成软件：系统可自动记录各受控设备的
14、运行参数、状态、报警等信号，记录累计运行时间及其它历史数据，并进行综合处理，提供设备管理所需的各种数据，包括系统运行记录、诊断报告、维护管理报告、能源管理报告、设备状态和报警报告等。这些记录和报表可分类按时间、日期自动按指令生成，并可随时调阅或打印出来。编程软件：应用软件采用STL编程语言。1.6 系统中央管理站系统管理站由PC主机、彩色显示器、打印机、音箱、鼠标、键盘等组成。系统：Windows2000Windows7Windows8/WindowslO/XP内存：4G或以上硬盘：IT机械硬盘或更高处理器：inteli5或以上电源：UPSIKW图1-用户登录首页欢a人系蜕：开始1.7 楼控系
15、统各子系统功能与实现策略1.7.1 新风空调系统监控设计空气调节系统的目的在于，创造一个良好的空气环境，即根据季节变化提供合适的空气温度、相对湿度和空气洁净度，以保证人的舒适度。在商务中心，空调负荷中主要是商务中心服务器发热量引起的负荷，在设备使用高峰期，设备发热量可达发热量的80%左右，商务中心中的空调系统由新风机组与末端精密空调组成。监控设备监控内容新风机组模拟输入：频率反馈、送风温湿度中央空调能源节能集擀控制系统解决方案V3.0模拟输出：变魏控制数字输入：过滤网压差监测、贝机运行状态、故障报警、手/自动状态、风机压差报警数字输出：风机启停控制机组启停控制监测机组的运行状态、手自动状态、风
16、机故障报警、送风温度湿度、频率反馈、频率控制。过滤网堵塞报警：当过滤网两端压差过大时报警，提示清扫。送风机变频调节：根据室内温度的需要自动调节送风机变频频率，在满足需求的情况下，实现技能的目的，同时也保证了系统有足够的新风量。连锁控制，风机启动：新风风阀打开；风机停止：新风风阀关闭。报警功能：新风机启停失败、风机故障任一报警均可发出风机系统故障报警，这些硬件故障报警和软件报警都能在手操器和监控中心电脑上显示出来，以提醒操作员及时处理。待故障排除，将系统报警复位后，风机才能投入正常运行。在平面图中显示各个新风机组所在位置，了解各个新风空调机组对应的送风区域；胭加各个新风机组的精细控制原理图；以列
17、表方式查看各个机组运行状态等，使用户一目了然。二、冷源系统1、本工程控制系统能实现中央空调运行参数的优化和冷媒流量根据负荷需要的动态调节，保障系统冷源设备在各种负荷条件下，达到系统高效率（COB运行、最大限度地降低系统能耗，实现节能降耗的目的，并提供智能化控制管理、远程监控、远程维护调试等功能。2、本控制系统方案是针对中央空调系统设备的节能降耗、科学管理和优化组合运行而设计，控制系统对中央空调系统设备进行智能管理及节能优化控制，采用DDC专用控制器系列，配上远程系统专用智能操作平台，实现中央空调控制的智能管理和节能优化。3、本系统在商务中心现场设立的每台DDC智能控制柜设备全部具有独立控制功能
18、，与现场配电箱及外围传感器等进行连接和通讯，DDC专用控制器通过CAN总线协议，与各控制柜进行通讯，所有的连锁及协调自动的在控制器内完成，在系统实行自动控制、远程、和就地三种方式的情况下实现对主机、循环水泵、末端空调机组的连锁控制，并与远程设立的专用能源管理中心实现互相通讯，实现远程控制。4、本控制系统预留了与BAS系统的开放式通讯接口，本控制系统可以轻松的集成到BMS系统，BAS系统可通过此OPC技术非常方便的完成对整个商务中心的远程监视。2.1 冷源系统功能1、实现整个中央空调系统设备的自动控制、智能管理； 实现冷水机组、循环水泵、冷却塔、阀门等所有受控设备的远程启停、运行状态及运行参数的
19、集中监视； 实现冷水机组、循环水泵、冷却塔、阀门等所有受控设备的故障报警监视； 实现主机、循环水泵、冷却塔、阀门等所有受控设备的软连锁开关控制； 实现主机、循环水泵、冷却塔设备运行的实时显示和运行记录；一系统实现多层级控制，普通级、操作员级、管理员级和工程师级，确保系统的安全性；一一系统可以实现多控制模式，智能模式、单机联动模式、管理员模式，一一系统可以实现主备设备之间的自动切换； 实现自动控制，节省人力； 实现保护设备，延长寿命； 实现累计设备运行时间，及时提醒用户进行设备维护；2、实现中央空调系统设备的节能降耗、节能优化一一实现空调整体效率较高的主机群控策略，使整个空调系统设备的整体效率最
20、高； 实现空调系统基于能量优化的动态水力平衡调节功能； 实现基于保证末端冷量供应的冷冻水泵变流量调节技术，实现高效节能-实现基于提高空调系统设备的整体效率（C09的冷却中央空调能源节能集擀控制系统解决方案V3.0水泵变流量调节技术，实现高效节能实现基于提高空调系统设备的整体效率（COB的冷却塔风机台数的控制技术，实现高效节能；可以实现空调主机节能达到1跳以上；整个空调系统可实现整体节能砌以上；2.2冷源控制系统技术优势冷源控制系统提出了中央空调整体COP寻优的全新控制理念，从中央空调的整体能量供需平衡出发，寻求主机、水泵、冷却塔、相关阀门的整体协调控制，科学的实现变负荷情况下中央空调系统的整体
21、群控、高效率运行。控制系统包含了多项先进控制技术，其中中央空调多区域冷热量均衡分配节能控制技术、基于中央空调主机高能效的主机群控技术、小温差补偿控制技术、泵组优选组合控制技术等核心创新技术贯穿于中央空调系统中每一个热交换环节的能量平衡控制。解决了中央空调冷冻水系统的大时滞性，大惰性的控制滞后问题；冷量分配不均、供需不平衡问题以及梯度流量等问题；解决了中央空调冷却水变流量引起的主机工况变化的问题。可以实现中央空调循环水泵、末端空调箱风机等设备节电率达到40%70%中央空调系统整体综合节电率达到10%20%如下详细的描述冷源控制系统的节能控制技术：2.2.1、 冷源控制系统采用了先进的中央空调多区
22、域冷热量均衡分配节能控制技术2.2.2、 1中央空调多区域冷热量均衡分配节能控制技术综述：在中央空调多区域的供冷中，其中某个区域的冷冻水所供给的冷量Q是否与末端负荷的需求相匹配，直接反映在环路的回水温度或温差上。当环路的回水温度或温差等于其设定值时，则表明所提供的冷量与末端负荷的需求相匹配，否则，所提供的冷量与末端负荷的需求不匹配，也就说明这个区域的冷量供需不平衡；当多个区域之间的回水温度或温差都不一样时，则说明多个区域之间存在着冷量不均衡的现象。单个区域的冷量供需不平衡和多个区域之间的冷量分配不平衡都会造成空调冷量输送的极大浪费，因此控制系统通过中央空调多区域冷热量均衡分配节能控制技术调节单
23、个区域的供需平衡和多个区域之间的冷量平衡可以达到明显的节能效果。221.2中央空调多区域冷热量均衡分配节能控制技术控制原理：中央空调多区域冷热量均衡分配节能控制，是以各个环路的回水温度或温差作为被控变量，根据实际测量的各个环路的回水温度或温差，计算其与设定温差值的偏差及偏差变化率，然后通过DDC控制器调节相应环路供水端的水泵频率（或台数），对相关区域的水流量进行动态调节，使得各个区域水流量所提供的冷量与末端负荷需求的冷量相匹配，从而实现回水温度或温差趋于一致，接近设定温差，从而保证每个区域的冷量供需平衡和各区域之间冷量的分配平衡，从而达到极其显著的节能效果。2.2.2、冷源控制系统采用了先进的
24、基于中央空调主机高能效的主机群控技术222.1基于中央空调主机高能效的主机群控技术综述：在有多台主机并联的大型中央空调系统中，一个科学先进的群控技术对节能控制显得特别重要，在传统的主机群控控制策略中常见的方法有：回水温度控制法，供、回水温差控制法，流量控制法，压差控制法和温差/流量控制法，但是以上这些传统的控制法都因为各自的局限性并不能给主机的节能控制带来比较好的控制效果。传统回水温度控制法、供、回水温差控制法、流量控制法、压差控制法和温差/流量控制法进行主机群控的技术装置简单、价格便宜，但判据不明确，适应性较差，尤其温差小时，误差大，对节能不利，同时在控制过程中忽视对主机CoP能效值的考虑，
25、在主机加减过程中可能造成运行主机的工况改变，能效降低，无法达到节能的效果。基于中央空调主机高能效的主机群控技术能较符合实际地判断是否需要加开冷冻机；可以通过计算负荷对机组的运行效率进行判断，确保主机在任何负荷条件下，都有一个优化的运行环境，始终处于最佳运行工况，从而保持效率（COB最高、能耗最低，实现主机和水系统的节能。2. 2.2.2基于中央空调主机高能效的主机群控技术控制原理：基于以上原因，冷源控制系统采用了先进的基于COP优化的主机群控技术，控制系统在对冷水机组具体加机、减机，台数控制的过程中，充分的考虑了主机在加减机的过程中保持主机比较高的能效值(COD,控制策略详细描述：(1) 负荷
26、计算公式：Q=P*L*C(Tl-T2)Q：系统所需冷量L：为流量C：为水的比热容P:为水的密度Tl：冷冻水回水温度T2：冷冻水出水温度通过分水器的供水干管和集水器的回水干管上的温度传感器以及流量传感器来计算实际负荷，通过实际负荷来实现主机的加减机台数控制。(2)对于系统负荷和机组制冷量之间的关系，用下式计算:Ql=K(NXC)(Q1：系统负荷量K：比例常数C：冷水机组制冷量N：当前冷水机组运行台数)加机条件为：(必须同时满足以下三个约束条件)Q12K(NC)K=85%(负荷值约束)T回水2T设定(回水温度约束)t时间Nt设定(延时时间约束)中央空调能源节能集擀控制系统解决方案V3.0减机条件为
27、：（必须同时满足以下三个约束条件）QlKX（N-DXC）K=65%（负荷值约束）T回水T设定（回水温度约束）t时间2t设定（延时时间约束）延时和温差约束条件下加减机的过程曲线：八t（小时）分析：加机搬蠹獭解武帖ffi三酎（即外围空调负荷Ql已经满足QlK（NXC）,K=85岖个条件），Pl点冷冻水回水温度开始大于基准设定温度TO,加机开始计时。P2点冷冻水回水温度开始回落，由于延时tts（ts加机延时时间），并不加机。P3点冷冻水回水温度又上升到基准设定温度T0,加机重新开始计时。P4点冷冻水回水温度持续在TO以上的时间超过ts,加机。P5点冷冻水回水温度开始超过T0T（T制冷机逐台加机的温差
28、），再次加机开始计时。P6点冷冻水回水温度持续在TOT以上（T制冷机逐台加机的温差）的时间超过ts,再次加机。P7点冷冻水回水温度开始超过T0+2T（T制冷机逐台加机的温差），再次加机开始计时。P8点冷冻水回水温度持续在T0+2T以上（T制冷机逐台加机的温差）的时间超过ts,再次加机。减机过程中，在满足减机的第一个约束条件的情况下（即外围空调负荷Ql已经满足QlKX（N-1）C）,K=65版个条件）P9点冷冻水回水温度开始回落到T02T-3T以下（3T制冷机逐台减机的温差），减机开始计时。PlO点冷冻水回水温度虽然远远低于减机点，但持续时间小于减机延时时间t2.3、冷源控制系统采用了先进的小温差补偿的优化控制技中央空遭旋液管理控制系统小温差补偿的优化控制技术原理:在中央空调变负荷系统的实际运行中，空调主机的
