隨著中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，中國智能建筑的節(jié)能工作已成為經(jīng)濟國際化的重要關(guān)注點?？茖W技術(shù)的日新月異、計算機控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的迅猛發(fā)展,以及人們追求信息社會和安全舒適的生活方式。智能建筑向人們提供全面的、高質(zhì)量的、安全、舒適、快捷的綜合服務(wù)功能。它是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶，是建筑藝術(shù)與信息技術(shù)完美的結(jié)合。

在大型建筑經(jīng)營中，“開源節(jié)流”是不變的宗旨：“收入”取決于客源量的多少，而“成本”則由建筑運營及管理中的所有支出構(gòu)成的。其中，能源支出是建筑正常運營中的一項最大費用。建筑節(jié)能管理系統(tǒng)是建筑整體的重要組成部分之一。是基于現(xiàn)代分布控制理論而設(shè)計的集散系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將分布在各監(jiān)控現(xiàn)場的系統(tǒng)控制器連接起來，共同完成集中操作，節(jié)能管理和分散控制的綜合自動化系統(tǒng)。

大型建筑內(nèi)中央空調(diào)系統(tǒng)已被廣泛采用，但是中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備種類非常多，數(shù)量非常大，分布非常廣等特點。在日常的管理過程中會產(chǎn)生冷熱負荷需求不均勻、冷熱量供應(yīng)不均勻、冷熱負荷的過盛或不足。目前樓宇自控系統(tǒng)能夠部分解決機電設(shè)備的遠程控制和群組控制，但是無法解決風系統(tǒng)、水系統(tǒng)按照節(jié)能策略的聯(lián)動調(diào)節(jié)和能量負荷的按需供應(yīng)，由此產(chǎn)生大型建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)能源消耗居高不下。

簡單了解一下中央空調(diào)原理及組成：

中央空調(diào)冷凍站系統(tǒng)由兩個子系統(tǒng)（循環(huán)）構(gòu)成：

中央空調(diào)系統(tǒng)的主要組成部分

通過對中央空調(diào)系統(tǒng)的原理和組成的了解，我們進一步通過一個案例加以說明節(jié)能措施方案。

通風空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制策略

項目的控制對象

5臺空調(diào)機組、5臺回排風機、2臺新風機，若干電動調(diào)節(jié)風閥；

控制設(shè)備及配置

5套空調(diào)機組節(jié)能控制單元系統(tǒng)柜，實現(xiàn)5臺空調(diào)機組、5臺回排風機的節(jié)能控制、1套負荷控制節(jié)能單元、1套冷凍站節(jié)能控制單元（分別設(shè)在空調(diào)機組所在機房內(nèi)）。

15套溫濕度傳感器，EMS節(jié)能優(yōu)化管理軟件、通訊數(shù)據(jù)模塊。

控制點位

組合式空調(diào)送風機、回排風機：遠程/就地狀態(tài)、運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、頻率控制、頻率反饋、啟停控制、電流、電壓、電能、功率因數(shù)、節(jié)能量、累計運行時間等參數(shù)；

新風機：遠程/就地狀態(tài)、運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟停控制、電流、電壓、電能、功率因數(shù)、節(jié)能量、累計運行時間等參數(shù)；

新風閥、回風閥、混合風閥：開度調(diào)節(jié)、開度反饋；

溫濕度傳感器：溫濕度反饋。

控制原理圖

空調(diào)機組單元系統(tǒng)節(jié)能控制策略

組合式空調(diào)機組送風口、回風口、新風口均設(shè)溫度傳感器T送，T回，T新，其中T送信號反饋給空調(diào)機組的比例積分調(diào)節(jié)閥，T回反饋給空調(diào)機組的電動機變頻器，空調(diào)機組的調(diào)節(jié)閥和變頻器同時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)水系統(tǒng)和風系統(tǒng)聯(lián)動控制，最大程度降低地車車站的空調(diào)運行能耗。

變水量控制：根據(jù)送風管溫度傳感器實測溫度值，與設(shè)定溫度比較，計算差值，自動根據(jù)PID運算結(jié)果調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)水閥的開度。

變風量控制：根據(jù)回風管溫度傳感器實測溫度值，與設(shè)定溫度比較，計算差值，自動根據(jù)PID運算結(jié)果調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度。

◆空調(diào)季節(jié)

地鐵車站的空調(diào)系統(tǒng)一般采用焓值控制原理進行全年空調(diào)小新風、過渡季節(jié)全新風和全通風、冬季運行等模式的轉(zhuǎn)換。

當室外新風焓值大于車站回風點焓值時，為保障車站人員舒適度，采用空調(diào)小新風運行。此時全新風閥關(guān)閉，小新風機打開，回排風機排風風閥關(guān)閉，回風風閥打開，回風與小新風混合并經(jīng)空調(diào)機組處理后送入公共區(qū)；

當室外新風焓值小于車站回風點焓值且其溫度大于空調(diào)送風點溫度時，采用空調(diào)全新風運行。全新風閥打開，小新風機關(guān)閉，回排風機回風風閥關(guān)閉，排風風閥打開，回風經(jīng)回排風機直接排到排風道，室外新風經(jīng)空調(diào)器處理后送至公共區(qū)。

當室外新風焓值小于空調(diào)送風焓值或者其干球溫度小于15℃時，室外新風不經(jīng)過冷卻處理，利用空調(diào)器直接送入車站公共區(qū)，此時系統(tǒng)冷水機組停止運行。

◆非空調(diào)季節(jié)

在非空調(diào)季節(jié)，冷水機組不運行，與冷水機組匹配的冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔也不開啟，室內(nèi)空氣的調(diào)節(jié)完全由通風設(shè)備完成，也就是說空調(diào)水系統(tǒng)停止運行。對大系統(tǒng)而言，在非空調(diào)季節(jié)，室外新風焓值小于空調(diào)送風焓值，新風可以將室內(nèi)的余熱余濕全部帶走，室外新風不經(jīng)過冷卻處理，利用空調(diào)器直接送入車站公共區(qū)，小新風機是關(guān)閉狀態(tài)，根據(jù)室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)新風量的大小，根據(jù)室內(nèi)舒適度（必須滿足設(shè)計要求的換氣次數(shù)）調(diào)節(jié)回風風量。對小系統(tǒng)而言，由于不同的小系統(tǒng)服務(wù)的房間功能不同，根據(jù)房間性質(zhì)的不同或者人員自身需求，擇機開啟VRV多聯(lián)機，以提供冷熱源。新風量的也根據(jù)房間的性質(zhì)不同適當調(diào)節(jié)大小。

冷凍站系統(tǒng)--模糊能效站節(jié)能控制策略

實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)冷熱源部分溫度、壓力、流量、室外環(huán)境溫度、濕度及負荷冷熱量等參數(shù)的監(jiān)測，結(jié)合EMS能源專用節(jié)能管理軟件實現(xiàn)離心式冷水機組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風機、燃氣鍋爐、熱水泵的智能管理及節(jié)能優(yōu)化控制。

設(shè)置能量平衡裝置負荷控制節(jié)能單元，結(jié)合中央空調(diào)能源管理控制系統(tǒng)多區(qū)域冷量均衡分配節(jié)能控制技術(shù)及中央空調(diào)冷量模糊預(yù)判斷節(jié)能控制技術(shù)，進行冷量平衡分配控制，從而實現(xiàn)中央空調(diào)的節(jié)能控制。

在各負荷區(qū)域冷熱量均衡分配控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合能源模糊預(yù)判斷控制技術(shù)、循環(huán)水泵節(jié)能控制計算模型、泵組優(yōu)選控制技術(shù)，對冷凍泵（熱水泵）在原有變頻器的基礎(chǔ)上新增智能通訊設(shè)備和能耗采集設(shè)備。實現(xiàn)冷凍水（熱水）循環(huán)泵的變流量控制。實現(xiàn)水泵自身節(jié)能的同時，提高冷水機組和鍋爐的效率。

在區(qū)域冷量均衡分配控制、循環(huán)泵變流量控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合能源基于COP優(yōu)化的主機群控技術(shù)、中央空調(diào)主機優(yōu)化控制數(shù)學模型控制技術(shù)。根據(jù)末端實際負荷量，天氣情況，實現(xiàn)中央空調(diào)冷水機組匹配優(yōu)化控制，達到末端實時負荷與冷熱源所提供冷熱量匹配。

   為冷卻泵安裝自適應(yīng)節(jié)流儀，在冷水機組匹配優(yōu)化控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合能源模糊預(yù)判斷控制技術(shù)、最佳冷卻水回水溫度控制技術(shù)、冷卻水變流量控制技術(shù)、循環(huán)水泵節(jié)能控制計算模型，實現(xiàn)冷卻水變流量控制，達到中央空調(diào)系統(tǒng)整體COP最高；使中央空調(diào)系統(tǒng)整體最高效，能耗最低。

風水系統(tǒng)聯(lián)動節(jié)能控制策略：

車站通風空調(diào)系統(tǒng)中的風系統(tǒng)與水系統(tǒng)是一對耦合系統(tǒng)，它們的良好匹配是實現(xiàn)節(jié)能的重要保障；采取行之有效的風系統(tǒng)與水系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略，在保障地鐵環(huán)境質(zhì)量的同時，可有效降低地鐵車站空調(diào)通風系統(tǒng)的運行能耗。

由于送風機頻率的改變直接影響空氣處理機組換熱量需求的多少（即冷凍水供冷量的需求），而這一變化可快速通過送風溫度直接表現(xiàn)出來，因此在進行水力平衡調(diào)節(jié)時，可使用各末端空氣處理機組的送風溫度作為參考輸入，對冷凍水閥采用增量式 PID 調(diào)節(jié)即可，它比使用各支管回水溫度做參考更快速精確。

通過集中監(jiān)控平臺中的風水系統(tǒng)全局協(xié)調(diào)策略實現(xiàn)各控制環(huán)節(jié)間的相互協(xié)調(diào)控制 若出現(xiàn)大部分末端或所有末端的送風溫度均高于設(shè)定值，表明水系統(tǒng)總的水流量不足，不能滿足末端負荷對冷量的需求，集中監(jiān)控平臺將通知冷凍水控制環(huán)節(jié)升高循環(huán)水泵的運行頻率，增大水系統(tǒng)總的水流量，來滿足各個環(huán)路對冷量的需求。

若出現(xiàn)大部分末端或所有末端的送風溫度均低于設(shè)定值，說明水系統(tǒng)總的流量過剩，已大于末端負荷對冷量的需求，集中監(jiān)控平臺將通知冷凍水控制環(huán)節(jié)降低循環(huán)水泵的運行頻率，減少系統(tǒng)總的水流量來滿足各個環(huán)路對冷量的需求，減小能量的浪費。

車站空調(diào)風水系統(tǒng)全局協(xié)調(diào)控制功能實現(xiàn)原理如圖4所示。

圖4 車站空調(diào)風水系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作實現(xiàn)框圖

通過該全局協(xié)調(diào)策略，一方面保證了各末端空氣處理機組送風溫度的恒定，使送風機的變頻控制的冷量需求預(yù)測算法容易很好的實現(xiàn)（可簡化風機輸出冷量和區(qū)域負荷計算方法），另一方面，該方法有效的將風系統(tǒng)的變頻控制與水系統(tǒng)的變頻控制關(guān)聯(lián)起來，使整個系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)能協(xié)調(diào)工作，并有效防止了系統(tǒng)震蕩。

通過以上控制原理，達到系統(tǒng)節(jié)能最大的目的。

技術(shù)或產(chǎn)品適用范圍與目標客戶；

EMS能源管理系統(tǒng)平臺適用于：大型商業(yè)寫字樓、辦公樓、商城、酒店、醫(yī)院、地鐵、機場、地下空間、圖書館等大型中央空調(diào)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的環(huán)境和領(lǐng)域。

與市場上同類產(chǎn)品比較優(yōu)缺點及應(yīng)用后的經(jīng)濟效益、社會效益分析；

目前市場上節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)眾多，但大多數(shù)是考慮單臺設(shè)備和小系統(tǒng)的節(jié)能方案。但是大型建筑物的整體COP能效的提升才能真正的實現(xiàn)節(jié)能高效，我們目前是在吸取市場上眾多節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)創(chuàng)新的成果。

目前通過理論和實踐的結(jié)合，有了完整的EMS節(jié)能管理平臺整體架構(gòu)，并在實際項目中得以應(yīng)用，整體節(jié)能目標實現(xiàn)了，節(jié)能效果明顯。能夠創(chuàng)造明顯的社會效益。

     技術(shù)或產(chǎn)品市場價格、使用壽命、使用說明、維修售后服務(wù)等；

EMS能源管理系統(tǒng)在市場上價格屬于國產(chǎn)高端價格。

自主開發(fā)底層平臺和硬件設(shè)備穩(wěn)定可靠，壽命可以10年。

項目操作使用手冊需要根據(jù)項目完成功能定制編寫。

項目實施有完善的培訓步驟，現(xiàn)場指導、安裝指導、調(diào)試指導和操作培訓。項目完成初期技術(shù)會每周一次跟蹤指導，出現(xiàn)故障系統(tǒng)會第一時間報到平臺，技術(shù)人員8小時內(nèi)到場處理。

“開源節(jié)流”是不變的宗旨：“收入”取決于客源量的多少，而“成本”則由建筑運營及管理中的所有支出構(gòu)成的。其中，能源支出是建筑正常運營中的一項最大費用。建筑節(jié)能管理系統(tǒng)是建筑整體的重要組成部分之一。是基于現(xiàn)代分布控制理論而設(shè)計的集散系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將分布在各監(jiān)控現(xiàn)場的系統(tǒng)控制器連接起來，共同完成集中操作，節(jié)能管理和分散控制的綜合自動化系統(tǒng)。