一种中央空调节能运行系统

中图分类号：TB6文献标识码： A

一、引言

统计数据表明，建筑最大的耗能点来源于采暖、制冷的空调系统，我国空调系统的能耗占建筑总能耗的50%，商场和综合大楼中央空调的能耗甚至高达60%以上，且普遍存在系统低效运行的问题。通过管理控制手段，根据空调运行状态参数、用能情况，进行运行能耗的监测、节能分析、优化控制成为了实现简单、推广迅速、效果明显的建筑节能方案，意义重大。

二、系统结构

图1 系统结构框图

如图1所示，中央空调节能运行监管系统由传感器模块（温湿度传感器、流量计、压力传感器、电流传感器等）、数据采集器、中央空调节能运行监管软件三部分组成。其中，传感器负责采集中央空调系统空调冷冻机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、空调箱、风机盘管等关键环节的关键参数以及电量值、环境温湿度等信息，传感器信息由数据采集器负责收集并交由中央空调节能运行监管软件进行分析与处理，最终实现中央空调运行效率诊断。由于系统中用到的传感器均为常见传感器，因此传感器采用外购的方式。传感器数据通过有线方式传送给数据采集器。根据不同传感器数据采集接口不同，数据采集器集成了RS 485/232、数字I/O、模拟信号接入等多种接口。采集到的信息可通过有线/无线两大类方式进行数据传输。既可以通过RF 433通过无线传感器网络方式进行数据传输，也可以通过RS 485总线方式或者以太网络方式进行有线数据传输。

三、中央空调节能运行监管软件

该系统是一个面向建筑中央空调系统智能诊断的平台，它主要是通过人为输入或者系统自动采集空调冷冻机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、空调箱、风机盘管等中央空调运行参数与室内外温湿度环境参数，进而分析中央空调系统用能和节能运行管理情况，并提出科学的用能建议及分析结果，从而使中央空调系统更加节能、合理、安全。系统功能如下

（1）基本信息设置

完成建筑的基本信息以及建筑设备信息收集。主要以填写的方式为主，包括建筑名称、建筑类型、投入使用时间、建筑高度、楼层数、地下层数、建筑总面积、空调面积、朝向、设备类型、用能参数与管理等。如图2所示。

（2）中央空调节能诊断

对不同空调进行数据编辑有两种方式：一是导入功能进行导入数据，二是手动添加数据。该模块包括：锅炉、冷水机组、冷冻水系统、冷却水系统、空调末端等中央空调组成部件诊断。首先由用户手动填写空调总体诊断表，包括供热/供冷面积、空调设定温度、区域空调总制冷量等。

1）热源――锅炉

用户选择锅炉类型（电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉），并根据提示进行诊断选择以及各参数填写，系统会自动评价空调热源的能效状况，并给出相应提示。

2）冷水（热泵）机组

用户首先选择机组类型，填写相关内容，当机组总冷负荷>建筑空调总冷负荷*1.2时，软件输出“冷水机组选型过大，可能会造成能源浪费，建议进行节能改造。”当机组总冷负荷

3）冷冻水系统

① 首先对集水器系统的各主支管路回水温度偏差作出判断，当选择“否”时，输出，软件输出“根据对集水器系统的各主支管路回水温差进行检查，发现各支管的回水温度相差过大,因此，系统可能存在水力失调或者负荷不平衡的状况，应对系统进行检查，并对水力平衡性进行调整。”

② 当用户在第二项冷水管保温外表面是否存在结露现象的选择中选择了“是”，则软件输出“空调系统的冷水管保温存在结露现象，应进行相应的改造。”

③ 管道的保温性能。当用户在第三行的选择为否时，系统输出“根据判断，管道的保温性能不符合要求，将直接影响到系统的绝热、节能效果，应进行节能检查、改造。”

④ 其次对冷冻水供回水温度作出判断，如果用户填入冷冻水供回水设计温差的数字小于5℃，则系统输出“冷冻水的供回水温差的设计温差不应小于5℃，不符合《公共建筑节能设计标准》。”同时当冷冻水供回水实际温差/冷冻水供回水设计温差80%时，系统输出“根据输入数据判断，水系统的供回水温差值小于设计温差的80%，系统运行不理想，可能造成能源的浪费，应对系统进行检查，调整。”

⑤ 对水泵进行节能判断。用户需要填入水泵的信息，对水泵进行检测。

4）冷却水系统

①填入冷却水的供回水设计温差和实际温差，如果用户填入冷却水供回水设计温差的数字小于5℃，则软件输出“冷却水的供回水温差的设计温差不应小于5℃，不符合《公共建筑节能设计标准》。”同时当冷却水供回水实际温差/冷却水供回水设计温差80%时（需要软件自动计算），系统输出“根据输入数据判断，冷却水系统的供回水温差值小于设计温差的80%，系统运行不理想，可能造成能源的浪费，应对冷却水系统进行检查，调整。”

② 判断冷却塔的效率。系统自动计算冷却塔的效率，当计算冷却塔效率η2/η1

③ 对水泵进行节能判断。