匯通華城方案-嘉里080108

嘉里中心中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)設(shè)計方案PAGE第11頁嘉里中心中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)設(shè)計方案1概述人類在地球這個美麗的星球上繁衍生息，代代相傳，依賴的是能源，能源是人類生存和社會發(fā)展必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。伴隨著人類生產(chǎn)力的進步和工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，世界能源消耗的速度越來越快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人口增長的速度。而且煤、石油、天然氣這些主要能源，都是“非再生能源”，據(jù)世界能源組織（IEA）報道，世界能源儲量只能再用幾十年，能源問題已經(jīng)到了非常嚴(yán)峻的地步，節(jié)約能源已是人類共同面臨的重大問題，已引起世界各國政府的高度重視，我國政府也不例外，并把節(jié)約能源作為我國一項長期的基本國策。因此，節(jié)約能源是一個十分緊迫而崇高偉大的事業(yè)，任重而道遠(yuǎn)。中央空調(diào)是現(xiàn)代化建筑不可缺少的重要設(shè)備之一，它能夠改善和提高建筑內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量，營造一個舒適宜人的環(huán)境，提高建筑的服務(wù)水平。但中央空調(diào)在給建筑帶來良好的內(nèi)部環(huán)境的同時，也帶來了巨大的能源消耗，大大增加了建筑的運營成本。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，目前不少中央空調(diào)的能耗幾乎占了建筑總能耗的50%或更高。如何既能保障酒店內(nèi)部的舒適環(huán)境，又能降低空調(diào)的能源消耗，一直是不少管理者們迫切盼望解決的一大難題，也成為建筑領(lǐng)域節(jié)能的一個重要課題。匯通華城樓宇科技有限公司在國家各級政府部門的大力支持下，先后研制開發(fā)出了中央空調(diào)系統(tǒng)的高效節(jié)能控制產(chǎn)品——BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)和中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)，成功地解決了這一難題，為現(xiàn)代建筑的中央空調(diào)節(jié)能控制提供了先進的技術(shù)手段。該系列產(chǎn)品以當(dāng)今先進的模糊控制理論為指導(dǎo)、以計算機技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、變頻技術(shù)為控制手段，以多年豐富的實踐經(jīng)驗和數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，科學(xué)地實現(xiàn)了中央空調(diào)能量供應(yīng)按末端負(fù)荷需要提供，最大限度地減少了空調(diào)系統(tǒng)能源浪費，從而達到節(jié)約能耗的目的。該系列產(chǎn)品屬國內(nèi)首創(chuàng)，其核心關(guān)鍵技術(shù)已向中國知識產(chǎn)權(quán)局申請了9項發(fā)明專利。該系列產(chǎn)品可與新建的中央空調(diào)系統(tǒng)配套使用，也可取代傳統(tǒng)的定流量控制模式對現(xiàn)有的中央空調(diào)系統(tǒng)進行技術(shù)改造，提供先進的節(jié)能控制運行模式和運行管理平臺。2中央空調(diào)系統(tǒng)的控制方法中央空調(diào)系統(tǒng)通常由空調(diào)主機（制冷站）、空調(diào)水及其管網(wǎng)系統(tǒng)、空調(diào)末端裝置等組成。中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計通常按建筑物所在地的極端氣候條件來計算其最大冷負(fù)荷（或最大熱負(fù)荷），并由此確定空調(diào)主機的裝機容量及空調(diào)水系統(tǒng)的供水流量。然而，實際上每年只有極短時間出現(xiàn)最大冷負(fù)荷（或最大熱負(fù)荷）的情況。因此，中央空調(diào)系統(tǒng)在絕大部分時間里，都是在部分負(fù)荷（遠(yuǎn)小于其額定容量）條件下運行的。據(jù)統(tǒng)計，實際空調(diào)負(fù)荷平均只有設(shè)備能力的50%左右，因而出現(xiàn)了“大馬拉小車”的現(xiàn)象，這無疑造成了大量的能源白白浪費。而且，空調(diào)水系統(tǒng)的水泵、風(fēng)機等機電設(shè)備，長期處在工頻額定狀態(tài)下高速運行，機械磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致設(shè)備故障增加和使用壽命縮短。另一方面，空調(diào)負(fù)荷又具有變動性。由于季節(jié)交替、氣候變幻、晝夜輪回、使用變化（旅游旺、淡季）及人流量增減（賓館入住率的變化）等各種因素變化的影響，中央空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷具有起伏變化和不恒定的特點，如果中央空調(diào)的運行方式不能根據(jù)負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)，始終在額定容量（即滿負(fù)荷狀態(tài)）下運行，也勢必造成巨大的能源浪費。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在，不少空調(diào)主機已能夠根據(jù)負(fù)荷變化自動隨之減載或加載，但輸送空調(diào)水（冷凍水和冷卻水）的水泵如果不能跟隨負(fù)荷的變化做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，始終在額定功率下運行，仍然會造成輸送能量的很大浪費。2.1常用的中央空調(diào)控制方法其實，中央空調(diào)的能源浪費的癥結(jié)既不在于其設(shè)計余量的大小，也不在于末端負(fù)荷的變動性。為了保障中央空調(diào)在夏季和冬季極端氣候條件下的空調(diào)效果，空調(diào)設(shè)計容量的冗余是必需的，不可缺少的。末端使用情況的變化是十分正常的、不可避免的，不變是不現(xiàn)實的。問題的關(guān)鍵在于中央空調(diào)缺乏先進的控制方式，如果中央空調(diào)的冷（熱）量供應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)末端需要的多少而自動調(diào)節(jié)，那么，不論空調(diào)設(shè)計余量如何，也不論空調(diào)負(fù)荷如何變化，都不會產(chǎn)生能量的浪費。目前，國內(nèi)的中央空調(diào)系統(tǒng)，由于沒有先進的技術(shù)手段支持，基本上都采用傳統(tǒng)的定流量控制方式，即空調(diào)冷凍水流量、冷卻水流量和冷卻風(fēng)風(fēng)量都是恒定的。也就是說，只要啟動空調(diào)主機，冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機都在50Hz工頻狀態(tài)下運行。定流量控制方式的特征是系統(tǒng)的循環(huán)水量保持定值不變，當(dāng)負(fù)荷變化時，通過改變供水或回水溫度來匹配。定流量供水方式的優(yōu)點是系統(tǒng)簡單，不需要復(fù)雜的自控設(shè)備。但這種控制方式存在以下問題：（1）無論末端負(fù)荷大小如何變化，空調(diào)系統(tǒng)均在設(shè)計的額定狀態(tài)下運行，系統(tǒng)能耗始終處于設(shè)計的最大值，能源浪費很大。（2）舒適性中央空調(diào)系統(tǒng)是一個多參量、非線性、時變性的復(fù)雜系統(tǒng)，由于末端負(fù)荷的頻繁波動，必然造成系統(tǒng)循環(huán)溶液（載冷劑、冷卻劑、制冷劑溶液）的運行參量偏離空調(diào)主機的最佳工作狀態(tài)，導(dǎo)致主機熱轉(zhuǎn)換效率（COP值）降低，系統(tǒng)長期在低效率狀態(tài)下運行，也會增加系統(tǒng)的能源消耗。（3）在工頻狀態(tài)下啟停大功率水泵和風(fēng)機，沖擊電流大，不利于電網(wǎng)的安全運行，且水泵、風(fēng)機等機電設(shè)備長期在工頻額定狀態(tài)下高速運行，機械磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致設(shè)備故障增加和使用壽命縮短。2.2通用變頻器PID控制方法中央空調(diào)系統(tǒng)定流量控制方式的這些缺陷是顯而易見的，那么，能不能找到一種更先進的中央空調(diào)運行控制方式，以減少其浪費，實現(xiàn)中央空調(diào)的高效節(jié)能運行呢？回答是肯定的。長期以來，人們?yōu)榱私档涂照{(diào)運行成本，減少寶貴的能源浪費，中央空調(diào)的運行管理工作者、暖通空調(diào)的設(shè)計工作者和節(jié)能科技工作者們，都進行了艱苦不懈的努力。一些有經(jīng)驗的中央空調(diào)系統(tǒng)操作和維護人員，在沒有技術(shù)手段的情況下，常常采用人工控制的方法來進行節(jié)能。如：空調(diào)負(fù)荷減少時，減少投入運行的主機臺數(shù)和水泵臺數(shù)，或者使主機間斷工作，這可以收到一定節(jié)能效果，但這種人工步進式的調(diào)節(jié)非常粗糙，實時性差，且受設(shè)備配置的限制和人的因素影響較大。近年來，隨著大功率電力電子器件的出現(xiàn)，促進了通用變頻器的小型化和實用化，為降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能源浪費，人們開始采用通用變頻器來控制空調(diào)系統(tǒng)的水泵和風(fēng)機，通過供、回水壓差或溫差的采集，對水泵和風(fēng)機進行PID（比例、積分、微分）調(diào)節(jié)，以達到節(jié)能效果。PID控制歷史悠久，原理簡單，使用方便，價格較低。但其不足之處在于：——PID調(diào)節(jié)中最重要的工程參數(shù)比例系數(shù)KP、積分時間常數(shù)TI和微分時間常數(shù)Td，一旦選定之后，如果人不去調(diào)節(jié)，它是固定不變的，不可能跟隨受控參量的變化而自動調(diào)整。也就是說，工程參數(shù)整定之后，就用同一種參數(shù)去對付各種不同的運行工況，因此，不可能達到最佳的節(jié)能效果。——PID只能實現(xiàn)單參量（溫度或壓力）的簡單控制功能，在一些單參量工業(yè)生產(chǎn)過程的控制中效果較好，當(dāng)用于控制中央空調(diào)這樣的多參量、非線性、時變的且參量間耦合很強的復(fù)雜系統(tǒng)時，很容易引起中央空調(diào)系統(tǒng)振蕩，使控制溫度在較大范圍內(nèi)起伏，長時間都不能到達設(shè)定值的穩(wěn)定狀態(tài)，既影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又降低了空調(diào)效果的舒適性。中央空調(diào)實現(xiàn)節(jié)能有兩個基本的前提條件：（1）確保中央空調(diào)系統(tǒng)主機和外圍設(shè)備的安全運行，因為節(jié)能固然重要，但安全應(yīng)是第一位的；（2）確?？照{(diào)末端用戶環(huán)境的舒適性，效益固然重要，但服務(wù)超越一切。這兩個條件是保護用戶的根本利益所在，如果不能滿足這兩個前提條件，所實現(xiàn)的“節(jié)能”，則是以犧牲用戶的利益（即系統(tǒng)的安全性及空調(diào)效果）為代價的?？梢韵氲?，如果能尋求到一種新的控制方法，使得中央空調(diào)主機的冷量（或熱量）供應(yīng)都能跟隨負(fù)荷的變化而同步變化，就能夠在保證空調(diào)舒適性的前提下，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的最大節(jié)能，這就是BKS系列產(chǎn)品節(jié)能控制模式的基本思想。2.3中央空調(diào)新型節(jié)能控制方法能源是人類生存和社會發(fā)展必須的物質(zhì)基礎(chǔ)，節(jié)約能源是我國的一項基本國策。我國幾十年節(jié)能工作的經(jīng)驗證明，節(jié)能的根本出路在于技術(shù)進步。匯通華城樓宇科技有限公司針對中央空調(diào)系統(tǒng)定流量控制方式不能跟隨負(fù)荷變化而調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行參數(shù)和能量供應(yīng)，造成系統(tǒng)效率降低、能源浪費大、機械磨損嚴(yán)重等問題，提出了一套完整的科學(xué)的解決方案，并以當(dāng)今先進的模糊控制技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)相結(jié)合，研制開發(fā)出了中央空調(diào)系統(tǒng)的最新節(jié)能產(chǎn)品——BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)和中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)。BKS系列產(chǎn)品經(jīng)全國數(shù)十個工程項目實際安裝使用和運行考核，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果顯著，產(chǎn)品軟硬件已經(jīng)成熟。2002年3月～5月，貴州省電子產(chǎn)品監(jiān)督檢驗所和貴州省節(jié)能監(jiān)測中心的專家，分別對產(chǎn)品進行了全面的技術(shù)鑒定檢測和節(jié)能效果檢測。貴州省信息產(chǎn)業(yè)廳、貴州省經(jīng)濟貿(mào)易委員會分別主持了該項目的新技術(shù)和新產(chǎn)品專家鑒定，其結(jié)論是該控制裝置在國內(nèi)外處于領(lǐng)先水平，具有高效節(jié)能的顯著效果。根據(jù)各種建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的不同狀況，可實現(xiàn)中央空調(diào)輔機節(jié)約電能60%～80%，中央空調(diào)主機節(jié)能10%～30%。BKS系列產(chǎn)品除實現(xiàn)中央空調(diào)的高效節(jié)能以外，同時可實現(xiàn)系統(tǒng)大功率泵組和風(fēng)機的平滑起停，減小起停沖擊和機械磨損，減少設(shè)備故障和延長設(shè)備使用壽命。2.3.1BKS節(jié)能控制的基本思想BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)是目前最先進的節(jié)能控制產(chǎn)品，它與當(dāng)今普遍使用的定流量中央空調(diào)控制模式相比，具有以下技術(shù)特點：（1）實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的跟隨性BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)中央空調(diào)冷媒系統(tǒng)的運行方式，通過對中央空調(diào)能源運行系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測和閉環(huán)控制，將空調(diào)主機的定流量運行改為變流量運行，實現(xiàn)空調(diào)主機冷媒流量跟隨末端負(fù)荷需求而同步變化，在空調(diào)系統(tǒng)的任何負(fù)荷條件下，都能既確保中央空調(diào)系統(tǒng)的舒適性，又實現(xiàn)最大的節(jié)能。（2）保障空調(diào)主機始終保持高的熱轉(zhuǎn)換效率眾所周知，隨著中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的變化，必將導(dǎo)致整個空調(diào)系統(tǒng)運行參數(shù)偏離空調(diào)主機的最佳設(shè)計參數(shù)，導(dǎo)致主機熱轉(zhuǎn)換效率降低，這一直是傳統(tǒng)中央空調(diào)運行方式無法解決的一大難題。BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的一個基本思想就是按照中央空調(diào)主機所要求的最佳運行參數(shù)去控制中央空調(diào)系統(tǒng)的運行，根據(jù)系統(tǒng)的運行工況及制冷工質(zhì)參數(shù)的變化，通過模糊控制器動態(tài)調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)運行參數(shù)，確?？照{(diào)主機始終處于優(yōu)化的最佳工作點上，使主機始終保持具有高的熱轉(zhuǎn)換效率，有效地解決了傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)在低負(fù)荷狀態(tài)下熱轉(zhuǎn)換效率下降的難題，提高了系統(tǒng)的能源利用率。（3）實現(xiàn)中央空調(diào)全系統(tǒng)綜合性能優(yōu)化和協(xié)調(diào)運行中央空調(diào)系統(tǒng)是一個較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的最佳運行和節(jié)能，從局部去解決問題（如采用通用變頻器PID控制）是不可能辦到的，必須針對空調(diào)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)（包括主機、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)等）統(tǒng)一考慮，全面控制，使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行，才能實現(xiàn)最佳綜合節(jié)能。為此，BKS系列產(chǎn)品設(shè)計中從系統(tǒng)工程學(xué)的理念出發(fā)，不僅對中央空調(diào)各部分進行全面控制，而且通過系統(tǒng)集成技術(shù)將各個控制子系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功能上互連在一起，實現(xiàn)它們之間的信息綜合、資源共享，在一個計算機平臺上進行集中控制和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)中央空調(diào)全系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行和綜合性能優(yōu)化。2.3.2BKS控制原理BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的核心是模糊控制器及其控制軟件。模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的計算機智能控制，是近年來發(fā)展起來的新型控制技術(shù)，尤其適合于中央空調(diào)這樣復(fù)雜的、非線性的和時變性系統(tǒng)的控制。圖1示出了BKS中央空調(diào)節(jié)能控制原理框圖。圖1系統(tǒng)原理框圖圖1中所示的模糊控制器由模糊化接口、數(shù)據(jù)庫、規(guī)則庫、推理機、解模糊接口等構(gòu)成。它的輸入變量都選用受控變量，它們能夠比較準(zhǔn)確的反映受控過程中輸出變量的動態(tài)特性。對于BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)而言，受控變量是系統(tǒng)的供回水溫度、流量及壓差等。模糊控制的核心是用自然語言來描述被控制系統(tǒng)，利用模糊規(guī)則推理對系統(tǒng)的粗略知識進行類似人腦的知識處理，實現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制。在控制過程中，以語言描述人類知識，并把它表示成模糊規(guī)則或關(guān)系，通過推理、利用知識庫，把某些知識與過程狀態(tài)結(jié)合起來，構(gòu)成一套自尋優(yōu)的模糊控制策略。當(dāng)中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷變化造成空調(diào)主機及其水系統(tǒng)偏離最佳工況時，模糊控制器根據(jù)數(shù)據(jù)采集得到各種運行參數(shù)值，如系統(tǒng)供回水溫度、供回水壓差、流量及環(huán)境溫度等，經(jīng)推理運算后輸出優(yōu)化的控制參數(shù)值，對系統(tǒng)運行參數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，確保主機在任何負(fù)荷條件下，都有一個優(yōu)化的運行環(huán)境，始終處于最佳運行工況，從而保持效率（COP）最高、能耗最低，實現(xiàn)主機節(jié)能10%～30%。2.3.3BKS系列產(chǎn)品的特點BKS系列產(chǎn)品的智能模糊控制與傳統(tǒng)控制方式和通用變頻器PID控制方式相比，具有以下特點：（1）技術(shù)先進，具有智能控制功能BKS系列產(chǎn)品充分利用了當(dāng)代最新科技成果，采用具有智能控制功能、能進行類似人腦的知識處理和推理的先進的模糊控制技術(shù)，使系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自尋優(yōu)和自適應(yīng)的優(yōu)化控制功能，可以根據(jù)中央空調(diào)運行環(huán)境及負(fù)荷的變化擇優(yōu)選擇最佳的運行參量和控制方案。（2）動態(tài)負(fù)荷跟隨，實現(xiàn)高效節(jié)能BKS系列產(chǎn)品突破了傳統(tǒng)中央空調(diào)冷媒系統(tǒng)的運行方式，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的跟隨性，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)運行參數(shù)的動態(tài)調(diào)整，確?？照{(diào)主機始終處于優(yōu)化的最佳工作點上，使主機始終保持高的熱轉(zhuǎn)換效率，既確保中央空調(diào)系統(tǒng)的舒適性，又實現(xiàn)最大的節(jié)能。（3）多參量控制，運行安全可靠◆有效克服控制過程的振蕩BKS系列產(chǎn)品采用多參量智能模糊控制，在系統(tǒng)出現(xiàn)外來擾動（如負(fù)荷變化）時，能自適應(yīng)地調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)運行參數(shù)及過渡過程參數(shù)，使系統(tǒng)能很快趨于新的優(yōu)化的運行狀態(tài)，不會引起振蕩，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠?！粲行Х乐怪鳈C喘振BKS系列產(chǎn)品基于系統(tǒng)工程學(xué)理念并應(yīng)用系統(tǒng)集成技術(shù)，實現(xiàn)了整個空調(diào)系統(tǒng)工作狀態(tài)的全面監(jiān)測及同步控制，確保空調(diào)主機蒸發(fā)器工況和冷凝器工況相匹配，有效防止了喘振現(xiàn)象的發(fā)生?！羧娴谋Ｗo功能BKS系列產(chǎn)品設(shè)置了以下保護功能：

電氣保護（過電壓保護、過電流保護、過載保護等）。

冷凍水低溫和低流量保護，有效防止空調(diào)主機蒸發(fā)器凍管?！粲行У目垢蓴_措施BKS系列產(chǎn)品的軟、硬件設(shè)計，均充分考慮了產(chǎn)品的電磁兼容性，采取了一系列抗電磁干擾措施，以保障系統(tǒng)可靠地工作。系統(tǒng)設(shè)置了操作權(quán)限管理功能，可有效防止非授權(quán)人員的無意或蓄意訪問系統(tǒng)，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、傳遞、儲存、使用的安全性?！舾呖煽康脑骷﨎KS系列產(chǎn)品的關(guān)鍵元器件，全部采用世界一流的名牌產(chǎn)品，如美國AB、法國Schneider、德國SIEMENS、日本OMRON等，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。（4）人性化設(shè)計，使用操作簡便BKS系列產(chǎn)品遵循“以人為本”的人性化設(shè)計理念，系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計都從用戶操作使用的方便出發(fā)，提供了觸摸屏式全漢化的中文軟件界面，以及非常直觀的圖形和圖表,以滿足不同管理人員和操作人員的使用習(xí)慣，使操作人員易于理解、易于學(xué)習(xí)，讓不熟悉計算機的人員也能快速掌握和操作整個系統(tǒng)，很快勝任運行管理工作。3中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)設(shè)計方案針對嘉里中心中央空調(diào)系統(tǒng)配有電制冷主機8臺，55kW一次冷凍水泵4臺，30kW二次冷凍水泵4臺；55kW冷卻水泵4臺；5.5*2冷卻塔10臺；擬采用一套BKS2003T-8B型中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)進行自動節(jié)能控制。在嘉里中心中央空調(diào)系統(tǒng)進行技術(shù)改造后，可以實現(xiàn)高效節(jié)能的目的，即空調(diào)主機平均節(jié)能10%，空調(diào)水泵、風(fēng)機平均節(jié)能60%。3.1設(shè)計依據(jù)（1）ISO/IEC11801-95信息技術(shù)互連國際標(biāo)準(zhǔn)（2）JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范（3）GBJ42-81工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計規(guī)范（4）GBJ232-92電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范（5）GBJ19-2001中國采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（6）GBJ15-89建筑給水排水設(shè)計規(guī)范3.2設(shè)計目標(biāo)（1）系統(tǒng)能跟蹤負(fù)荷的變化，自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速及對運行參數(shù)進行修正，以達到理想的節(jié)能效果。（2）系統(tǒng)能對中央空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)實現(xiàn)參數(shù)集中監(jiān)測，設(shè)備自動化控制。（3）自動控制冷凍水、冷卻水流量，確保中央空調(diào)主機的安全運行。（4）盡可能減少電氣線路及水系統(tǒng)的更改工作量，縮短技術(shù)改造工期。3.3系統(tǒng)控制對象本系統(tǒng)主要控制對象有：

一次冷凍水泵機組：4臺55kW水泵；

冷卻水泵機組：4臺55kW水泵；

冷卻塔風(fēng)機：10組5.5KW的風(fēng)機.3.4系統(tǒng)功能BKS2003T-8B型中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)是在BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上最新研制開發(fā)的新一代中央空調(diào)節(jié)能控制產(chǎn)品，與原有的BKS系列產(chǎn)品相比，增加了更強大的管理功能，為實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的計算機管理提供了一個先進實用的工具。其具體功能如下：3.4.1系統(tǒng)管理功能傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)管理是依靠人工管理，離不開操作人員到現(xiàn)場去進行監(jiān)視和操作。時代在前進，科技在進步。21世紀(jì)的管理，應(yīng)該采用計算機代替人來完成。BKS2003T-8B為您提供了一個先進的智能化的中央空調(diào)運行管理的技術(shù)平臺。如果把您豐富的運行管理經(jīng)驗和運行要求輸入BKS2003T-8B的計算機，它就會忠實地自動執(zhí)行您的旨意，讓您使用和管理您的中央空調(diào)系統(tǒng)更加省心省力。（1）運行管理功能

機組啟、停運行選擇策略；

年控制策略；

周日控制策略；

分時段服務(wù)質(zhì)量控制策略；

季節(jié)修正策略；

系統(tǒng)維護預(yù)測策略等。（2）數(shù)據(jù)管理功能

權(quán)限管理；

能耗分析；

故障記錄；

操作記錄。3.4.2參數(shù)設(shè)置功能（1）系統(tǒng)運行參數(shù)值設(shè)置

冷凍水系統(tǒng)運行參數(shù)值設(shè)置。

冷卻水系統(tǒng)運行參數(shù)值設(shè)置。

冷卻風(fēng)系統(tǒng)運行參數(shù)值設(shè)置。（2）空調(diào)服務(wù)質(zhì)量設(shè)置系統(tǒng)可根據(jù)需要對空調(diào)服務(wù)質(zhì)量（即末端空調(diào)效果）進行設(shè)置?？照{(diào)服務(wù)質(zhì)量依據(jù)空調(diào)水回水溫度的不同分為8個級別：服務(wù)質(zhì)量級別1級2級3級4級5級6級7級8級夏季：冷凍水回水溫度冬季：溫水回水溫度3.4.3系統(tǒng)控制功能（1）控制方式

手動控制。

自動控制。（2）控制內(nèi)容

空調(diào)主機啟動、停止及運行控制。

冷凍水系統(tǒng)啟動、停止及運行控制。

冷卻水系統(tǒng)啟動、停止及運行控制。

冷卻風(fēng)系統(tǒng)啟動、停止及運行控制。3.4.4系統(tǒng)監(jiān)測功能（1）空調(diào)主機狀態(tài)監(jiān)測

主機運行狀態(tài)：運行，停止，故障，維修。

主機當(dāng)前負(fù)荷、輸入功率及轉(zhuǎn)換效率（COP）。

主機冷凍水：供水溫度。

主機冷卻水：出水溫度。（2）冷凍水系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測

運行狀態(tài)：運行，停止，故障，維修。

當(dāng)前運行參量監(jiān)測：供水溫度、回水溫度、供回水壓差、總管流量、旁通閥開度、水泵電機運行頻率、空調(diào)服務(wù)質(zhì)量級別等。（3）冷卻水系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測

運行狀態(tài)：運行，停止，故障，維修。

當(dāng)前運行參量監(jiān)測：出水溫度、冷卻泵電機運行頻率等。（4）冷卻風(fēng)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測

運行狀態(tài)：運行，停止，故障，維修。

當(dāng)前運行參量監(jiān)測與顯示：冷卻水進水溫度、冷卻塔風(fēng)機運行頻率等。3.4.5系統(tǒng)保護功能系統(tǒng)設(shè)置了以下保護功能：

電氣保護（過電壓保護、過電流保護、過載保護等）；

冷凍水低流量保護；

冷凍水供水低溫保護；

冷凍水供回水低壓差保護；

冷凍水供回水高壓差保護；

冷卻水出水高溫保護。有效地保障了變流量工況下空調(diào)主機的安全穩(wěn)定運行。3.4.6故障報警功能（1）故障報警分類

系統(tǒng)運行參量越限報警。

系統(tǒng)設(shè)備故障報警。（2）故障報警方式

聲光提示報警：在控制柜內(nèi)設(shè)置電鈴和在面板上設(shè)置故障指示燈。

顯示器畫面報警。3.5系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)工作環(huán)境溫度0℃～40℃相對濕度≤90%(20℃),無凝露安裝使用地點的海拔高度≤1000m輸入電源電壓三相AC380V輸入電源頻率50HZ輸出電壓三相AC0V～380V輸出頻率0HZ～50HZ控制柜防護等級IP20操作方式就地、遠(yuǎn)程、自動、手動3.6系統(tǒng)控制模型系統(tǒng)控制模型如下：3.6.1冷凍水控制模型BKS系列產(chǎn)品對空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用最佳輸出能量控制。當(dāng)環(huán)境溫度、空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時，冷凍水供回水溫度、溫差、壓差和流量亦隨之變化，流量計、壓差傳感器和溫度傳感器將檢測到的這些參數(shù)送至模糊控制器，模糊控制器依據(jù)所采集的實時數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史運行數(shù)據(jù)，實時計算出末端空調(diào)負(fù)荷所需的制冷（熱）量以及冷凍水供回水溫度、溫差、壓差和流量的最佳值，并與檢測到的參數(shù)值進行比較，根據(jù)其偏差值，利用現(xiàn)代變頻高速技術(shù)，調(diào)節(jié)冷凍水泵的轉(zhuǎn)速，改變其流量使冷凍水系統(tǒng)的溫差、供回水溫度、壓差和流量運行在模糊控制器給定的最優(yōu)值。由于冷凍水系統(tǒng)采用了輸出能量的動態(tài)控制，實現(xiàn)空調(diào)主機冷媒流量跟隨末端負(fù)荷的需求供應(yīng)，使空調(diào)系統(tǒng)在各種負(fù)荷情況下，都能既保證末端用戶的舒適性，又最大限度地節(jié)省了冷凍水的輸送能耗。3.6.2冷卻水及冷卻風(fēng)控制模型中央空調(diào)系統(tǒng)的運行效率（COP）會受各種因素的影響而變化，通過有效控制系統(tǒng)工質(zhì)參數(shù)（即運行環(huán)境），可以優(yōu)化系統(tǒng)的運行效率，然而，這些參數(shù)的運行特征表現(xiàn)為非線性和時變性，因此，傳統(tǒng)的或簡單的控制技術(shù)都難以取得滿意的效果。BKS系列產(chǎn)品對中央空調(diào)冷卻水及冷卻風(fēng)系統(tǒng)采用最佳效率控制。當(dāng)環(huán)境溫度、空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時，中央空調(diào)主機的負(fù)荷率將隨之變化，主機冷凝器的最佳熱轉(zhuǎn)換溫度也隨之變化。模糊控制器依據(jù)所采集的實時數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史運行數(shù)據(jù)，計算出主機冷凝器的最佳熱轉(zhuǎn)換溫度及冷卻水最佳進、出口溫度，并與檢測到的實際溫度進行比較，根據(jù)其偏差值，利用現(xiàn)代變頻高速技術(shù)，調(diào)節(jié)冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機轉(zhuǎn)速，動態(tài)調(diào)節(jié)冷卻水的流量和冷卻塔風(fēng)機的風(fēng)量，使冷卻水的進、出口溫度逼近模糊控制器給定的最優(yōu)值，從而保證中央空調(diào)主機隨時處于最佳效率狀態(tài)下運行。由于冷卻水系統(tǒng)采用最佳效率控制，保證了中央空調(diào)主機在滿負(fù)荷和部份負(fù)荷的情況下，均處于最佳工作狀態(tài)，始終保持最佳的能源利用率（即COP值），從而降低了空調(diào)主機的能量消耗，同時因冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機經(jīng)常在低于額定功率下運行，也最大限度地降低了冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機的能量消耗。4系統(tǒng)構(gòu)成4.1BKS2003系統(tǒng)構(gòu)成框圖本方案針對嘉里中心的中央空調(diào)系統(tǒng)具體配置，并考慮縮短系統(tǒng)的改造工期，擬在原有控制設(shè)備的基礎(chǔ)上，增設(shè)一套BKS2003T-8B型中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)及配套的變頻器，實現(xiàn)該中央空調(diào)系統(tǒng)的計算機管理和節(jié)能控制。BKS2003T系列產(chǎn)品主要由模糊控制柜、冷凍水智能控制柜、冷卻水智能控制柜、冷卻風(fēng)機智能控制箱、現(xiàn)場模糊控制箱、各種傳感器件以及系統(tǒng)軟件組成。模糊控制柜模糊控制柜冷卻水泵智能控制柜風(fēng)機智能控制箱冷溫水泵智能控制柜冷卻水泵智能控制柜風(fēng)機智能控制箱冷溫水泵智能控制柜冷卻塔風(fēng)機泵中央空調(diào)主機冷卻塔風(fēng)機泵中央空調(diào)主機冷卻水泵現(xiàn)場模糊控制箱現(xiàn)場模糊控制箱???????………………傳感器n傳感器2???????………………傳感器n傳感器2傳感器1圖2系統(tǒng)構(gòu)成框圖BKS2003T-8B型中央空調(diào)管理專家系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成：MKG2003-8模糊控制柜1套；MKX2003-8B現(xiàn)場模糊控制箱1套；(減少布線,類似采集終端/現(xiàn)場工作站)BBQ2003T-55冷凍水泵標(biāo)準(zhǔn)智能控制柜4套：BBQ2003T-55冷卻水泵標(biāo)準(zhǔn)智能控制柜4套：FJX2003T-5風(fēng)機智能控制箱2套。4.2模糊控制器模糊控制器包括MKG2003-8模糊控制柜1臺,柜內(nèi)配置模糊控制單元1套、工業(yè)控制計算機1臺、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換單元2套、數(shù)字量接口單元2套、保護單元1套以及系統(tǒng)軟件1套。模糊控制柜于現(xiàn)場用通訊線纜與冷凍水泵智能控制柜、冷卻水泵智能控制柜、冷卻塔風(fēng)機智能控制柜、現(xiàn)場模糊控制箱以及原有的空調(diào)起、停控制柜連接。模糊控制器系統(tǒng)通過協(xié)議解析，可與以上各控制柜進行通信，通過對空調(diào)系統(tǒng)全面的參數(shù)采集，實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)運行的集中監(jiān)測、控制和管理。4.3冷凍水模糊控制系統(tǒng)一次冷凍水模糊控制系統(tǒng)設(shè)置BBQ2003T-55標(biāo)準(zhǔn)水泵智能控制柜4套；每套柜內(nèi)分別配置相應(yīng)變頻器各1臺（55KW）；基本接口單元各1套、數(shù)字量接口單元各1套，用于控制一次冷凍水泵；標(biāo)準(zhǔn)水泵智能控制柜以及各控制單元經(jīng)傳輸導(dǎo)線與MKG2003-8模糊控制柜連接。冷凍水系統(tǒng)的供水總管上安裝水流壓力傳感器ΔP，于泵后冷凍水供、回水總管上分別安裝有水溫傳感器1T、2T，主機冷凍水出口管上安裝有水溫傳感器T11、T21、T31、T41，于冷凍水回水總管上安裝流量計Q。每只流量計、水溫傳感器及水流壓力傳感器經(jīng)傳輸導(dǎo)線與MKX2003-8B現(xiàn)場模糊控制箱連接。原電機控制柜內(nèi)的主電路不變，斷開原控制柜進線斷路器與降壓起動（或Y/Δ起動）主電路的導(dǎo)線連接，加導(dǎo)線改接至對應(yīng)水泵智能控制柜的進線端，水泵智能控制柜的出線再返回原電機控制柜，與降壓起動（或Y/Δ起動）主電路連接，原控制電路的進線仍接至進線斷路器的出線端，當(dāng)需作能耗比較測試或變頻器因嚴(yán)重故障短時間內(nèi)不能恢復(fù)或置換時，可方便快捷地切換為原工頻狀態(tài)運行。模糊控制器依據(jù)所采集的實時數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史運行數(shù)據(jù)，計算出負(fù)荷需用制冷量及最佳溫度、溫差、壓差和流量值，并與檢測到的實際參數(shù)作比較，根據(jù)其偏差值控制冷凍水泵的轉(zhuǎn)速，改變其流量使冷凍水系統(tǒng)的供回水溫度、溫差、壓差和流量趨于模糊控制器給定的最優(yōu)值。當(dāng)原電機控制柜起動后，模糊控制器向?qū)?yīng)變頻器發(fā)出控制指令，軟起動冷凍水泵[從0Hz升至設(shè)定低限頻率值約10秒，冷凍水泵的低限頻率由現(xiàn)場調(diào)試確定]，水泵起動頻率升至設(shè)定低限頻率后，按模糊控制器輸出的控制參數(shù)運行，使系統(tǒng)在保證末端空調(diào)用戶的舒適度需求的同時，可實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。機組運行時，如果冷凍水出口溫度、流量或供回水壓差出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)送出報警信號并采取相應(yīng)的保護措施，保證空調(diào)主機的安全正常運行。4.4冷卻水模糊控制系統(tǒng)冷卻水模糊控制系統(tǒng)設(shè)置BBQ2003T-55標(biāo)準(zhǔn)水泵智能控制柜4套，每臺柜內(nèi)配置55kW變頻器各1臺、基本接口單元各1套、數(shù)字量接口單元各1套，用于控制55kW冷卻水泵4臺；變頻器、標(biāo)準(zhǔn)水泵智能控制柜以及各控制單元經(jīng)傳輸導(dǎo)線與MKG2003-8模糊控制柜連接。在主機冷卻水出口管上安裝有T12、T22、T32、T42水溫傳感器。每只水溫傳感器經(jīng)傳輸導(dǎo)線與MKX2003-8B現(xiàn)場模糊控制箱連接。原電機控制柜內(nèi)的主電路不變，斷開原控制柜進線斷路器與降壓起動（或Y/Δ起動）主電路的導(dǎo)線連接，加導(dǎo)線改接至對應(yīng)水泵智能控制柜的進線端，水泵智能控制柜的出線再返回原電機控制柜，與降壓起動（或Y/Δ起動）主電路連接，原控制電路的進線仍接至進線斷路器的出線端，當(dāng)需作能耗比較測試或變頻器因嚴(yán)重故障短時間內(nèi)不能恢復(fù)或置換時，可方便快捷地切換為原工頻狀態(tài)運行。當(dāng)原電機控制柜起動完畢后，起動完畢信號送至模糊控制器，由模糊控制器向?qū)?yīng)變頻器發(fā)出指令，軟起動冷卻水泵（從0Hz升至設(shè)定低限頻率值約10秒）。冷卻水泵起動后，按模糊控制器輸出的控制參數(shù)值，調(diào)節(jié)各冷卻水泵變頻器的輸出頻率，控制冷卻水泵的轉(zhuǎn)速，動態(tài)調(diào)節(jié)冷卻水的流量，使冷卻水的進、出口溫度逼近模糊控制器給定的最優(yōu)值，從而保證中央空調(diào)主機隨時處于最佳轉(zhuǎn)換效率狀態(tài)下運行。以實現(xiàn)冷卻水泵和空調(diào)主機在最佳工況下節(jié)能運行。由于模糊控制器設(shè)定了冷卻水泵的最低運行頻率（設(shè)定低限頻率值為略大于中央空調(diào)主機冷卻水容許最低流量時對應(yīng)的水泵運行頻率），故確保了中央空調(diào)主機冷卻水的安全運行。機組運行時如果冷卻水出口溫度超過高限溫度，系統(tǒng)送出報警信號并采取相應(yīng)的保護措施，保證空調(diào)主機的安全正常運行。4.5冷卻風(fēng)模糊控制系統(tǒng)冷卻塔風(fēng)機控制系統(tǒng)設(shè)置FJX2003T-5型冷卻塔風(fēng)機智能控制箱2臺，箱內(nèi)分別配置數(shù)字量接口單元1套以及相應(yīng)控制電路1套，用于10組5.5kW的冷卻塔風(fēng)機的起、停控制。冷卻塔風(fēng)機智能控制箱經(jīng)通訊總線與MKG2003-8模糊控制柜連接。在冷卻水進水總管上安裝有3T水溫傳感器。水溫傳感器經(jīng)傳輸導(dǎo)線與現(xiàn)場模糊控制箱MKX2003-8B連接。原冷卻塔風(fēng)機控制柜的主電路不變，控制電路按“原冷卻塔風(fēng)機控制電路更改原理圖”進行更改。冷卻塔風(fēng)機智能控制箱于現(xiàn)場經(jīng)多組導(dǎo)線與原冷卻塔風(fēng)機控制柜連接，實現(xiàn)對10組冷卻塔風(fēng)機進行遠(yuǎn)程起、?？刂坪途偷仄?、?？刂埔约皩鋮s塔風(fēng)機的運行狀態(tài)進行監(jiān)測。當(dāng)接收到啟動指令后，模糊控制器向?qū)?yīng)的冷卻塔風(fēng)機發(fā)出控制指令，起動冷卻塔風(fēng)機。風(fēng)機起動后按模糊控制器輸出的控制參數(shù)值，動態(tài)調(diào)整風(fēng)機的運行臺數(shù)和運行時間，使冷卻水的進口溫度逼近模糊控制器給定的最優(yōu)值，使冷卻水入口溫度保證空調(diào)主機處于最佳運行工況。當(dāng)?shù)谝慌_冷卻塔的風(fēng)機起動正常后，模糊控制器向?qū)?yīng)風(fēng)機智能控制箱發(fā)出指令，起動第二臺冷卻塔的風(fēng)機倘若空調(diào)主機冷卻水進口水溫低于模糊控制器確定的優(yōu)化值，風(fēng)機在運行10分鐘后，則自行停止或自動減少運行臺數(shù)。直到水溫升至模糊控制器確定的動態(tài)優(yōu)化值后再自行起動。系統(tǒng)原理圖見副頁圖3系統(tǒng)原理圖6.產(chǎn)品鑒定情況及應(yīng)用案例2002年3月初，貴州省電子產(chǎn)品監(jiān)督檢驗所對安裝在華城大酒店的試制樣機進行了技術(shù)鑒定檢測試驗，檢測數(shù)據(jù)全部符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。2002年3月31日，李嵐清副總理在貴州省視察工作期間，聽取了公司總經(jīng)理蔡小兵對現(xiàn)代建筑節(jié)能控制技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)情況的匯報，中央空調(diào)變流量模糊控制節(jié)能系統(tǒng)受到李副總理的充分肯定和高度評價，并指示隨行的各級領(lǐng)導(dǎo)要大力支持和推廣應(yīng)用。2002年4月24日，貴州省信息產(chǎn)業(yè)廳邀請清華大學(xué)、電子科技大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、貴州工業(yè)大學(xué)及自動控制領(lǐng)域的專家和教授，對“變流量模糊控制節(jié)能系統(tǒng)及軟件技術(shù)”進行了技術(shù)鑒定，其主要結(jié)論是：該控制系統(tǒng)采用的工作原理、軟硬件設(shè)計思想和設(shè)計方法正確，該系統(tǒng)在整體設(shè)計方案上有創(chuàng)新性；軟件功能設(shè)置齊全，模糊控制原理正確，優(yōu)化了中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制模型，試運行表明試制樣機軟硬件功能和性能穩(wěn)定可靠；中央空調(diào)變流量模糊控制節(jié)能系統(tǒng)及軟件是當(dāng)前國內(nèi)的一種獨創(chuàng)的高效節(jié)能系統(tǒng)，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，節(jié)能效果十分顯著，在貴州日報社和貴州華城大酒店的試驗樣機的使用中，比原有系統(tǒng)平均節(jié)約電能高達70%～80%，主機節(jié)能高達30%。2002年5月13日，貴州省節(jié)能監(jiān)測中心依據(jù)GB6422和GB8916，對華城大酒店的“直燃機變流量節(jié)能控制系統(tǒng)”試驗樣機進行節(jié)能效果測試，測試結(jié)果如下：●燃?xì)饬抗?jié)能率為50.89%；●冷溫水泵節(jié)能率為79.47%；●冷卻水泵節(jié)能率為71.72%；●冷卻塔風(fēng)機節(jié)能率75.73%。2002年5月23日，由貴州省經(jīng)濟貿(mào)易委員會主持，對“中央空調(diào)變流量節(jié)能控制系統(tǒng)”樣機，進行了新產(chǎn)品鑒定。鑒定結(jié)論認(rèn)為：本項目采用的工作原理、軟硬件設(shè)計思想和設(shè)計方法正確，在整體設(shè)計方案上具有創(chuàng)新性。具有高效節(jié)能的顯著效果，在國內(nèi)外處于先進水平，并形成企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。公司具備了系統(tǒng)集成能力和研制開發(fā)能力。目前，“中央空調(diào)變流量節(jié)能控制系統(tǒng)”已被國家經(jīng)貿(mào)委列入2002年度《國家技術(shù)創(chuàng)新項目計劃》