节水统计制度篇1
【关键词】分布式控制系统；暖通空调；闭环控制
中图分类号：tV96文献标识码：a
（一）引言
随着科技的飞速发展，智能控制的应用范围在逐渐拓展，并且引起了空调控制方案的变革。同时，计算机技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐步形成了以计算机控制系统为基础的空调控制系统。据统计，空调系统的能耗通常占楼宇能耗的60%以上，为使空调系统以最小的能耗达到最佳的运行效果，即满足国际上最新的“能量效率”的要求，因此，研究空调的控制系统具有很大的经济意义。
（二）闭环控制系统的基本结构
整个调节系统采用的是闭环反馈控制，由传感器、调节器、执行器、调节对象组成。当传感器检测出被调节对象的参数θa后，与给定值θG进行比较得出偏差信号e，然后再把偏差信号送入调节器中。调节器得到偏差信号后，根据其调节规律，自动输出调节信号p来控制执行器。执行器根据输入信号而动作，如控制调节阀开度，从而控制流过调节阀的介质流量，这样就实现了被控对象参数的自动调节。
本次实验室空调自动控制系统中，共有4个闭环控制环节，分别为：空调系统制冷量的闭环控制、空调系统供热量的闭环控制、实验房间空气温湿度的闭环控制、实验房间送风风速的闭环控制。
（三）自动控制系统设计
1.控制系统组成原理图
图2为计算机分布式控制系统原理图。其上位机采用pC机，与通信接口等组成中央控制设备。pC机通过通信接口和RS-485总线冷连接，实现上位机与制冷系统、供热系统、主/副空调机组控制器的正常通信。下位机控制器采用pLC，其主要功能是读取现场数据、控制存储和解读用户逻辑、执行各种运算程序、输出运算结果、执行系统诊断程序、完成与中央控制主机和外部设备的通信。
各种控制设备因有pLC作为下位机，可独立运行，完成各自的功能；各控制设备也可以在上位机的控制和协调下运行，实现预定的各种功能。由于各控制设备可以脱离上位机工作，上位机的故障影响面大大减小，系统运行更加安全、可靠。
2.空调系统冷源控制原理图
实验室空调系统的冷源由制冷系统提供，整个冷源系统由冷却塔、定压补水箱、冷冻水泵、冷却水泵，冷凝机组组成。其中冷冻水泵和冷却水泵都是一备一用。控制系统的现场监测和控制设备有下位机pLC、冷冻水供/回温度传感器、冷却水供/回水温度压力传感器、水泵流量传感器、水泵压力
传感器、变频控制箱、电磁阀等组成。其控制系统原理图如图3所示：
系统的监控原理如下：
（1）pLC下位机对冷凝机组、冷却水泵、冷冻水泵和冷却塔的运行状态、故障状态、手/自动状态反馈信号进行监测，并控制这些设备的启停，并能对故障进行报警。
（2）对冷却水供/回水温度、冷冻水供/回水温度进行监测保证其在正常范围。其中冷冻水供水温度的典型值为7℃，冷冻水回水温度的典型值为12℃，冷冻水供回水温差为5℃，冷却水供水温度的典型值为32℃，冷却水回水温度的典型值
为37℃，冷凝机组进出口温差和进水最低温度应按冷凝机组的具体要求确定。
（3）监测冷冻水流量，再根据供回水温差计算空调系统的冷负荷，根据冷负荷的大小，通过变频调速装置调节冷冻水泵转速的快慢，实现节能的目的。其中水泵变频器运行频率上限值为45Hz、下限值为30Hz。
3.空调系统热源控制原理图
实验室空调系统的热源由供热系统提供，整个热源系统由蒸汽锅炉、补水定压箱、凝水箱、热水循环泵、补水泵、板式换热器组成。其中热水循环泵为一备一用。控制系统的现场监测和控制设备由下位机pLC、热给/回水温度传感器、
水泵流量传感器、水泵压力传感器、锅炉出口蒸汽压力传感器、锅炉出口蒸汽温度传感器、板式换热器冷介质出/入口温度传感器、板式换热器热介质出/入口温度传感器、电磁阀等组成。
其控制系统原理图如图4所示：
系统的监控原理如下：
（1）pLC下位机对蒸汽锅炉、热水循环泵、补水泵的运行状态、故障状态、手/自动状态反馈信号进行监测，并控制这些设备的启停，并能对故障进行报警。
（2）对热水的供、回水温度进行监测保证其在正常范围。锅炉输出饱和的蒸汽，经热交换后向空调机组提供温度较高的热水。回水温度反映了系统热负荷的大小，回水温度高，系统热负荷小，反之热负荷高。
（3）对板式换热器的运行参量、运行状态监测及控制，如：板式换热器一次侧蒸汽出/入口温度的检测，二次侧热给水出口温度的检测，二次侧热循环水入口温度的检测。
4.试验房间空调机组控制原理图
实验房间空调机组主要由新风阀、回风阀、排风阀、过滤器、冷/热盘管、送风机组成。控制系统中的现场设备由下位机pLC、送/回风温度传感器、送/回风湿度传感器、送/回风风速传感器、送风管道静压传感器、回风二氧化碳传感器、
防冻开关、压差传感器、风阀执行器、电磁阀等组成。
其控制系统原理图如图5所示：
系统的监控原理如下：
（1）电动风阀与送风机回风机的连锁控制。当送风机、回风机关闭时，新风阀、回风阀、排风阀都关闭。新风阀和排风阀同步动作，与回风阀动作相反根据新风、回风及送风焓值的比较，调节新风阀和回风阀的开度。当风机启动时，新风阀打开；风机关闭时，新风阀关闭。
（2）当过滤网两侧压差超过设定值时，压差开关送出过滤网堵塞信号，并由监控工作站发出报警信号。
（3）送风温度传感器检测出实际送风温度，送往计算机与给定值进行比较，经计算机的计算后，输出相应的模拟信号，控制水阀的开度，直到实测温度非常逼近和等于设定温度。
（4）送风湿度传感器检测出实际送风湿度，送往计算机与给定值进行比较，经计算机的计算后，输出相应的模拟信号，调节加湿阀的开度，控制房间湿度达到设定值。
（5）由设定的时间表对风机启停进行控制，并自动对风机手动/自动状态、运行状态和故障状态进行监测；对送风机、回风机的启停进行顺序控制。
（四）结束语
本文设计了以pC机和pLC为核心的暖通空调计算机分布式控制系统，实现了制冷系统的自动控制、空热系统的自动控制、空调机组的自动控制，并使各子系统协调工作，节能减耗。并使得实验室暖通空调系统更加完善，方便了同学和
老师今后进行实验。
【参考文献】
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版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2005年10月
[5]于海生.微型计算机控制技术[m].北京:清华大学出版社,
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节水统计制度篇2
关键词：办公大楼中央空调节能改造技术
中图分类号：te08文献标识码：a文章编号：
引言
随着国民经济的发展、人民生活水平的提高，空调应用日益广泛、普及，特别是办公大楼中的空调用电占总用电总量的比例不断上升，空调能耗已占总能耗20％左右，因而空调节能技术改造成为当务之急。同时，在办公大楼中央空调系统的设计和空调设备选择过程中，应以空调最大负荷作为设计工况，随着实际的需求进行调节，现实中由于各方面的原因，空调运行中存在着很多高能耗的现象。因此，办公大楼中央空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行以及在系统设计中对设备进行节能选配，成为中央空调节能的重要环节。中央空调系统耗电高的主要原因是水循环方式设计不合理。冷冻水和冷却水循环均采用开式循环系统，虽然中间水箱可以保证系统的稳定供水，但是，经过10层楼的循环水返回地下室水箱后，压力将从0.5mpa下降为0，造成静压损失，下次循环需重新泵送，增加了输出功率。另外，30m³的冷冻水箱换热面积大，保温措施不当，造成冷冻水冷量损失大，增加了冷水机组压缩机的数量。
1.办公大楼中央空调系统的节能运行改造
办公大楼中央空调系统的节能运行主要可从以下几个方面考虑
1.1系统的选择
在办公大楼中央大楼的空调系统设计过程中，应选定空调方案或者系统方式将节能作为中央空调设计的重要依据之一。办公大楼的中央空调能耗一般包括三部分：空调冷热源、空调机组及末端设备和水或空气输送系统。这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的50%左右，这方面是中央空调节能的主要内容，因此，在办公大楼中央空调系统的设计和选取中应注重系统的选择。办公楼中央空调系统设置情况考虑到大楼办公和商业的运行时间不同以及计费的需要，将办公与商业空调系统分开，而且两栋大楼的商业不是一个业主，商业部分又单独设置空调系统，因此，一般可以将办公大楼的中央空调设置若干个个空调系统，编号分别为系统1、2、3等，几个空调系统设置在地下二层的冷冻机房。其中两栋楼的塔楼设置一个空调系统为系统1，每栋楼的裙楼分别设置了一个空调系统，a栋群楼为系统2，B栋群楼为系统3。
1.2采用冰蓄能系统
冰蓄冷技术是利用峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间，从而节约运行费用。对于传统的冰蓄能系统，主机所耗的总能量变化不大，因而可节约运行费用但不节能；如采用再冷式冰蓄能系统则因采用了新型的冰剥离法，而减少了剥离能耗，即可节约运行费用又可节能。
1.3采用变风量系统，以减少空气输送系统的能耗
在办公大楼中央空调系统运行过程中，全空气空调系统的设计要求确定运输到空调输入空间，经过一定数量的空气设置处理，吸收室内的余热和余湿，以便保持所需的室内温度和湿度的空气的数量。当室内残留的热值的变化和室内的温度保持恒定，可以采用：一是恒定的空气量：将空气容积L固定，改变供给空气的温度。二是变风量。通过固定送风温度，使得空气流向发生变化。变风量空调（VaV）控制系统可以克服恒定的空气量系统的许多不足之处，它可以根据每个房间的温度要求进行温度控制的调节，通过不断调节空气量，以满足办公大楼不同区域负载变化的需求。通过不断调节中央空调空气调节设备的运行能力，在这种方式中，可以进一步地减少能量消耗，可以节省设备投资的成本，达到舒适，节能效果。
1.4根据能源政策、能耗指标合理选择冷热源
在办公大楼中央空调制冷机组的选择方面，应根据国家能源政策，鼓励采用电制冷机组，限制使用燃煤锅炉产品。同时，我们可以积极发展太阳能空调机组和燃气空调。一是太阳能空调。使用内置的太阳能热水器，在太阳能空调应用程序的基础上，可以充分利用太阳能制冷和制热。二是燃气空调。燃气空调有利于削减夏季用电高峰，填补夏季燃气槽的好处。三是水源热泵系统。水源热泵系统空调系统是一种水冷式的整体式冷却/加热装置，通过冷却/加热循环，保证中央空调的常年运行空气调节设备，达到节能高效的效果。
2.空调系统设计中的设备节能选配方案
2.1离心式冷水机组的选择
在办公大楼中央空调系统的设计过程中，应该注重提倡使用节能制冷机，但也反对盲目追求能源效率。在实际操作过程中，应结合当前的经济发展水平，选取高效的离心式冷水机组以及系统运行方法。在实际中，有很多蒸汽压缩式冷水机组满的负荷效率存在很大的差异。因此，办公大楼中央空调的冷水机组的选择，必须注意不同的条件下对制冷机及空调机组性能的影响，考虑并满足气候和水质条件的要求，以保证设备长期高效的运行。
2.2末端设备
国内风机的线圈和机盘与国外同类产品相比，在整体水平方面相差无几，但与国外先进水平相比的主要差距表现在空调的耗电量、盘管重量和噪声等。因此，在办公大楼中央空调的设计过程中，应该注重空调系统的重量设计、单位风机功率制冷供热机组的选择。中央空调系统机组应选用本机组风机风量、空调机组风机风量，合理搭配风压，减少空调系统运行过程中的传热系数。
2.3冷冻水泵
办公大楼中央空调水系统的能耗约占空调总能耗的20％，在一般公众和民间建筑中，空调水系统的能耗约占空调总能耗占15％左右。此外，中央空调水系统节能还具有非常重要的意义。在办公大楼中央空调系统建设设计和施工过程中，除了要注意中央空调水系统设计，科学地进行水系统回路设计，并采取适当的措施，以确保每个循环水系统水力平衡，使得办公大楼中央空调节能变频调速水泵变流量运行。关于冷冻水循环系统的节能改造，包括以下几个方面：一是取消原30m³的玻璃钢冷冻水箱，系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，以避免静压损失，将冷冻水循环系统改为闭式循环。二是为容纳系统的水因膨胀而增加的体积，同时也是为了稳定系统压力，增加一套膨胀水箱补水装置。膨胀水箱容积取400L，并分别设置用浮球阀控制的自动补水管和由闸阀控制的急速补水管，水箱的自动补水高度为250mm。三是为消除系统内空气，在总供水管和总回水管的最高点分别设置一个Zp-Ⅱ型Dn15自动空气排放阀。冷冻水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。四是冷冻水泵的改型。冷水机组冷冻水设计额定流量为120m3/h，进水冷却塔自来水箱膨胀水箱压力为0.5—0.7mpa，最高冷冻水循环高度为38m。根据设计规范，水泵的流量为额定流量的1.1—1.2倍，扬程H为供回水管最不利环路的总水压降的1.1—1.2倍。
3.系统运行过程中的节能
3.1加强中央空调的运行管理，采用一定的计量方法
在办公大楼中央空调系统运行的过程中，中央空调的能源消耗在很大程度上是因为空调系统管理不善以及计量方法不科学造成的。办公大楼中央空调运行系统的各项规章制度和节能措施，直接关系到空调运行系统的技术质量。因此，应加强办公大楼中央空调操作人员的培训，完善中央空调的质量管理，实行许可证制度，保证中央空调操作人员按规定操作。此外，要积极完善中央空调系统计量收费，在欧美和其他国家（地区）的热计量是一项成熟的节能技术，根据有关调查数据表明：实施集中的中央空调计量收费，可以使中央空调系统的节能率保持在15%左右。
3.2通过控制设备进行调节控制
当前，电能计量收费制度的改革，如何正确配备一个控制装置的室内空调系统，装配温控阀，对于办公大楼中央空调系统的节能高效运行显得至关重要。高效节能包公大楼中央空调系统的控制设备应配置相应调节设备和系统，实时进行系统调整，具体包括自力式流量控制阀，压力控制阀，温度控制阀等。在具体操作中，应在控制模式的基础上，结合中央空调系统建设的具体特点，充分考虑气候条件、使用状态的灵活性等。在中央空调系统管理过程中，应考虑有关年度的经营管理、过渡季节运行、室外空气的利用以及新风量的控制和利用；在中央空调系统的日常运作和管理过程中，主要考虑中央空调的日常节能运行模式，重视室外温度的变化，这样可以为中央空调系统高效节能运行提供一个合理的自动控制系统以及手动调节系统。
3.3利用建筑构造实现节能
一是合理控制窗墙比、对外墙及屋顶的导热系数。根据热量消耗的具体要求，合理控制办公大楼中央空调系统建设的总消费量，保持占总消费量的35％—45％。在办公大楼中央空调系统施工前的设计，确保室内照明，保证合理的窗墙比的前提下。二是提高门窗的气密性。应保持窗户和门的良好气密性，加强额外的密闭条是提高门窗的气密性的重要手段之一。第三，充分使用节能环保的建筑节能材料。在中央空调系统建设过程中，使用环保节能的建筑材料，可以有效地减少热传递，通过建筑围护结构降低空调负荷，增强空调主要设备的运行能力，实现办公大楼中央空调的节能效果。
3.4中央空调冷却水循环系统的节能改造
一是在办公大楼中央空调系统中，取消原30m³的冷却水箱，使系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，减少静压损失。二是在冷却塔接水盘上安装一条由浮球阀控制的自动补水管和一条由闸阀控制的急速补水管，以补偿系统的水损耗。三是冷却水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。
4.结语
节能和环保是实现可持续发展的关键。作为能源使用大的中央空调，其能耗一直占能源消费总量的20％左右，因此，实行中央空调节能技术改造的意义是巨大的。从可持续发展的理论而言，中央空调系统在设计和安装方面应该做到如何适应的能源效能高的需求，在中央空调系统的负荷运行及空调节能系统的设计上选择节能设备，已达到节约能源，降低运营成本的目的。在办公楼的中央空调系统的设计和管理过程中，节能降耗问题应引起足够的重视，积极进行空调系统节能改造，促进节能降耗。
参考文献[1]陆亚俊.暖通空调[m].中国建筑工业出版社,2007.
节水统计制度篇3
关键词:中央空调变频控制设计节能
中图分类号：te08文献标识码：a文章编号：
正文:
对于整个的中央空调系统而言，一定是按照实际的最大需求量进行设计的，并且，在配置冷冻机组过程中，也要以最大负荷为参考依据进行配置的，而且，还保持10%一20%的设计余量。所以，在节能设计时，要对电机电源的频率进行分析，通过合理的调节，改变电机转速，有效地控制泵的转速、流量和轴功率，从而整个系统就可以达到良好的节能目的。
1中央空调变频控制设计
1.1主机制冷系统
在主机制冷系统变频控制设计中，需要注意以下方面的内容:
首先，对于压缩机进行变频控制。在变频控制设计中，压缩机作为制冷系统的核心部分，一方面，可以减少振动、降低温度、避免运行过程中噪声过大，另一方面，还可以检测出负载变化，使得起动电流大大降低，有效地实现了软制动和软启动，并且，还可以同时调整输出。为此，需要加强对压缩机的变频控制，以设计要求为标准，结合实际需要和运行的相关参数，达到所需要的精度要求，另外，要通过机组的运行情况，降低功耗量，使得主机系统保持最佳的运行状态。目前，已经投人到运行中，经过过实践证明，压缩机变频控制设计，在低负荷的情况下，节能效果可以达到70%以上，而在高负荷运行下，全年节能可达30%以上，这在很大程度上增强了节能效果。
其次，对于压缩机连接方式的选择。在制冷变频设计过程中，压缩机可以采用制冷关联的方式有效地进行。l)在每次开机之前，要将所有的压缩机全部投人运行，利用冷冻水，将出口温度降到8℃以下;2)在系统运行1一1.sh后，将一部分压缩机关闭，对于剩余的压缩要，继续保持原有的制冷量，进行变频运行;3)需要在相同的时间内，控制好冷冻水的出口温度，一般情况下，其所允许的波动范围在9一12℃之间，一方面，既可以保证节能效果，另一方面，还可以保持良好的制冷效果。
1.2送风系统
对于系统中的送风系统，其变频控制设计主要通过相关的送风设备来完成，一般主要用到的送风设备有盘管风机、变风量风机以及回风机、新风机等等。
l)对地风机转速的改变，要用变频器来实现，保持风机稳定运行，一方面，可以避免冷冻水从顶棚上漫出来，另一方面，方便于系统控制、而且节能效果良好，是中央空调系统实现节能的一种根本途经。
2)变频风机最好通过恒温piD来进行控制，因为对于整个的空调区域而言，由于其空间不大，但是对舒适性的要求却比较高，为此，在实践中，一定要结合运行需求，进行具体调整。
3)对于大型空调来讲，若是在节假日，那么则要采用多段速变风量的方法进行控制。这种控制方式区别于其他控制方式的主要特点就是其在对风量估算的基础，结合已有的经验，来完成的程序控制，在系统运行时，风量需求较小时，可以通过改变吸风机转速的方法控制风量，同时，还可以有效地减少风机能耗。温差较磊，情况则与以上情况截然相反。所以，根据情况分析，我们可以得知，在热负载不断变化的过程中，冷冻水泵机组的转速也会不断地发生变化，这样，一旦系统中的每一台电机达到其额定功率，仍旧没有达到相关的要求，就可以通过系统，将第二台电机进行起动，以此类推，实现变频运行(如图2)。在整个的水循环系统中，通过变频调整控制，确保中央空调系统的良好运行。
图1送风系统
图2冷冻水循环系统变频图
1.3水循环系统
在变频设计中，水循环系统的变频控制设计也是非常关键的一个环节。通常情况下，主要是通过变频调速技术，使得水循环系统冷却水和冷冻水发生改变，并且结合水泵电机的运行，保持整个水循环系统的良好运行，但是一定要控制好水泵电机的转速，使电机在输送能量过程中，确保能量的充分利用。在实践中，对于水循环系统的变频设计，还要结合具体情况进行具体调整:
第一，冷冻水循环系统。在制冷机组中，要注意出水量和温差的控制，可通过设置一个温度传感器，安装在冷冻水回水管上方，并且与变频器和piD调节器三者的结合应用，构成一个良好的闭环控制系统。与此同时，还要考虑到冷冻水的温差，将变频器频率控制在合理的范围内，保证电机转速的稳定性。在这个过程中，对于冷冻水出水量调节，其主要的作用就是通过风机组件，使得冷冻水能够有足够的时间释放，并且在相同的时间内，使得水泵电机的功耗就大大降低。在这里我们以制冷模式为例作具体详细地说明:一般而言，如果温差小，那么则说明室内温度较低，室内负荷也比较小，这时，通过变频控制，使得冷冻水泵的转速有效地降低，相应的变频也会有所下调;如果温差较磊，情况则与以上情况截然相反。所以，根据情况分析，我们可以得知，在热负载不断变化的过程中，冷冻水泵机组的转速也会不断地发生变化，这样，一旦系统中的每一台电机达到其额定功率，仍旧没有达到相关的要求，就可以通过系统，将第二台电机进行起动，以此类推，实现变频运行(如图2)。在整个的水循环系统中，通过变频调整控制，确保中央空调系统的良好运行。
第二，冷却水系统。在整个系统中，冷却水系统的变频控制与冷冻水循环系统一样，其控制方式是一样的，都是通过冷却水的回水温度，结合相关的机组，构建闭环系统，从而进行变频调节。在系统中，如果温差小，则说明机组产生的热量较小，那么需要将冷却泵的转速有效地降低，下调频率，进而有地控制在冷却水的循环速度;若是温差大，则采用相反的方式进行频率调整方可。
2节能分析
2.1节能率的比对测试
工程上常用工频/变频隔日交替运行的比对方法测定节能率。在同一个中央空调系统中，使用相同的设备，用相同的能量计量仪表，每天运行相同的时间段，隔日交替工频与变频运行，且默认各测试日的气候条件和负荷状态基本相同;可选择总共运行测试2d或4d或6d等，计算节能率=(e0－ev)/e0，其中，e0为工频运行日的耗能平均值，ev为变频运行日的耗能平均值。节能率可按冷热水泵、冷却水泵、冷却塔风机、主机分别作测试计算;也可按水系统、主机两部分测试计算(唐军等，2009)。
2.2节能率的估测
在对新建中央空调系统实施变频调速装置配置设计前，在对既有中央空调系统实施变频调速节能改造设计前，对节能率作估测是很有必要的，这很可能关系到工程项目的实际效果。
a)冷水一次泵节能率的估测影响冷水一次泵节能率的主要因素是制冷源的实际负荷率，即制冷机实际提供的资用冷量与负荷侧实际需要的冷量之间的差值;其外在的运行参数表现是冷水供回水温差，供回水温差越是小于额定温差，上述差值越大，采用适当的变频调速控制后的节能可能性越大。制冷机供回水额定温差都为5℃。对既有系统可检测运行时的实际供回水平均温差Δt℃，按1－(Δt/5)3估算最高节能率。
再考虑变频器自身的耗能，电动机效率可能发生下降，低限工作频率(30Hz)的制约，控制系统存在静态误差等原因，可乘以(0．7～0．9)的折扣后用以估测节能率。如实测Δt=3．5℃，可按［1－(3．5/5)3］(0．7～0．9)=46%～59%估测平均节能率。受变频器低限工作频率制约，实测冷水供回水平均温差＜3℃时，宜按1－(3/5)3=78%估算最高节能率，按55%～70%估测平均节能率。
b)热水一次泵节能率的估测热水一次泵节能率的估测方法同冷水一次泵。用热泵供热时供回水额定温差取5℃，经由热交换器供热时供回水额定温差取10℃。用同一台水泵或同一组水泵分季供冷或供热时，供热时的节能率通常都会高于供冷时的节能率。
c)冷却水泵节能率的估测影响冷却水泵节能率的主要因素是冷却塔的实际散热能力，即冷却塔实际提供的资用散热量与制冷机实际需要的排热量之间的差值;其外在的运行参数表现是冷却水出水温度和冷却水进出水温差。对既有系统来讲，实测冷却水出水温度等于或低于额定出水温度且冷却水进出水温差较小时，节能率较高;冷却水出水温度较低时，节能率较高。节能率与当地气候条件关系很大。按设计规范配置和运行水系统，在正常气候条件下冷却水泵变频调速的节能率一般在40%～70%范围内。d)制冷机节能率的估测水系统变频调速节能控制能使制冷机节能的必要条件是:水系统变流量必须在适当的范围内、平稳地控制运行;水系统自身的节能空间较大即节能率较高;制冷机自身具有良好的自动能量调节能力，最好具有能量连续无级调节的能力;冷水泵和冷却水泵降频降流量运行，首先应保证不增加制冷主机耗能，尽可能地使主机效率即Cop值维持不变或下降很小。中央空调系统中，主机耗能常为水系统耗能的3～4倍。水泵节能很多而主机增加耗能更多的结果是不能接受的;冷水和冷却水循环系统，在流量即流速未变情况下，水泵消耗的电能，没有用来改变流体的动能，也没有用来改变流体的重力位能，只用以克服管阻做功。克服管阻做功意味着流体撞击管壁，与管壁发生摩擦，流体分子相互摩擦和碰撞，最终都会使流体升温，这部分附加冷负荷也是需由制冷机承担的。水泵变频降功率运行，这部分附加冷负荷随之下降，制冷机可望因此节能。按上述原理，可对制冷机的节能率作出粗略估测。工程实践中，对按规范设计配置、正常运行的系统，若制冷机具有良好的能量调节能力，制冷机的节能率常为3%～8%左右。热水泵耗能发热对热源制热的贡献是正面的，热水泵变频降流量不能降低制热源能耗。
2.3节能量的估测节能总量的估测关系到工程的经济性，如初投资的回收期，业主的得益等;也关系到工程的社会效益，如Co2、So2的减排量等。年节能量=(设备工频时的实际功率)×(节能率)×(年运行小时数)(kw·h)。水泵、风机和主机工频下运行时，实际功率一般都小于其额定功率;水泵、风机常为0．8×(额定功率)左右，制冷机常为(0．5～0．7)×(额定功率)左右。目前，我国火力发电厂的平均供电煤耗为404(克标准煤)/kw·h，每发电1kw·h产生的污染物:Co2约990g，So2约10g，noX约5g，总悬浮颗粒物约1．4g;可由此估算变频调速节能控制对环境保护的价值。
3结语
总而言之，在中央空调的节能设计中，要采用变频控制，有效控制主机以及空调系统，提升系统及机组的工作效率，降低空调能耗，达到增收节支、降低运营成本的目的。
节水统计制度篇4
关键词:中央空调;变频节能;设计
一、概述
在中央空调系统中,各种类型和不同功能的风机水泵的容量是根据建筑物最大设计冷热负荷设计选定的,并留有一定的设计余量。由于四季的变化,阴晴雨雪及白天与黑夜时,外界温度不同,使得中央空调的冷热负荷在绝大部分时间时远比设计负荷低。也就是说,中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。据有关资料统计,67%的工程设计热负荷值为94～165/m2,而实际上83%的工程热负荷只有58～93w/m2,满负荷运行时间非常少。各种风机水泵一年四季在工频状态下全速运行,采用节流或回流挡板等方式来调节流量和风量,产生大量的节流或回流损失,因此造成了能量的较大浪费。随着科技的发展,变频器已广泛应用于各行各业,其较高的性价比和成熟的技术,在中央空调的各种风机水泵等电机拖动系统中接入变频系统,利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力以及温度等参数的变化以取代阀门控制流量,将取得显著的节能效果。
二、现场工作概况
某生物药品有限公司是一家新建生物药品的生产厂家,新建的厂区已投入生产,为进一步提高公司产品的竞争力、节能降耗、最大限度的降低生产和人员成本,准备对公司生产运行中的能源大户进行节能改造,提高工艺设备的自动化程度,以满足gmp生产车间工艺要求。目前,现场涉及到的中央空调系统设备都是人为控制,设备的启动、停止、控制都是在人为干预的情况下进行操作,各个风机、水泵开机运行就在额定状态下运行,只是通过调整风道和管道上的各种阀门开度进行调节,能耗非常大,造成生产成本增大。根据现场设备运行情况分析,将以上设备进行变频自动化改造将有效地节约能源、提高设备的运行效率、并对设备和电网进行有效的保护,同时系统运行的自动化程度也得到了进一步提高。
我们根据目前设备运行情况,初步准备对动力中心中央空调系统、采暖循环泵系统、冻干机系统、纯水站循环泵、动物房空调系统、猪瘟疫苗车间空调系统蓝耳车间进行节能改造,其他需要改造的部分可以根据用户要求进行增加。
三、变频运行节能原理
(一)变频节能。由流体力学可知,p(功率)=q(流量)×h(压力),流量q与转速n的一次方成正比,压力h与转速n的平方成正比,功率p与转速n的立方成正比,如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速n可成比例的下降,而此时轴输出功率p成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如:一台水泵电机功率为55kw,当转速下降到原转速的4/5时,(运行频率为40hz,额定频率为50hz)其耗电量为28.16kw,省电48.8%,当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6.875kw,省电87.5%。
(二)功率因数补偿节能。无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,由公式p=s×cosф,q=s×sinф,其中s-视在功率,p-有功功率,q-无功功率,cosф-功率因数,cosф越大,有功功率p越大,普通水泵电机的功率因数在0.6～0.7之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,cosф≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
(三)软启动节能。由于电机为直接启动或y/d启动,启动电流等于4～7倍的额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备维护费用。
综上所述,对风机、水泵电机进行变频改造,是提高系统自动化程度和节能的最好途径。
四、实施方案
根据现场情况我们经与甲方领导多次沟通并根据资金状况和现场运行状况分析,决定采用单机变频节能改造,此方案一次投入资金相对较少,同样可以达到系统节能的要求,但没有完成整个系统自动化的集成,就系统节能测算,该方案的投资可在3年内收回。
(一)设计说明。该方案主要针对用户已经安装好的中央空调系统进行改造,特别针对厂区内能耗大户中央空调系统和冻干机系统进行单一变频节能改造,不实现整个系统的自动化集成,每一个各控制点需要现场采集测控信号,经pid运算后直接传送给现场变频控制柜,以实现对该点该设备的闭环控制,通过对各点的改造,实现各控制点的最佳变频运行状态,进而达到节能的目的。
1、单机变频控制柜的设计
(1)动力中心的空调风机共13台。其中新风机组两台,三台高效排风机,冷热水循环系统各一套,制冷系统冷却水循环系统(联动冷却塔风机)一套,以及冻干机系统中冷却水循环系统(联动冷却塔风机)一台,动物房空调风机三台,猪瘟疫苗车间空调系统三台,纯水站循环水泵3台,蓝耳疫苗车间空调系统(2个控制点)共35个控制点;其他如补水系统、地下水系统、锅炉系统以及自来水系统等涉及电机拖动的各系统不在此次改造范围之内,但可以根据要求和需要进行整个改造和集成。
(2)上述35个控制点中,26个空调风机控制点设计变频控制柜23台;3台高效风机工频运行,与需要产生负压的空调风机联动设计,保证三个负压车间正常;水系统各控制点设计7台变频柜,其中冷却水循环泵与冷却塔风机联动,三台纯水循环系统各设计一台控制柜,根据安装在现场传感器采集的信号分别送入各自控制柜以实现对单系统的闭环恒压力或恒温度运行。
(3)各控制柜分别具有现场手动操作(手动工频起停操作)、现场变频操作(现场手动变频器起停、频率手动设定操作)和远传微机控制三种操作方式;以便系统操作和今后需要系统集成时备用。
(4)控制柜设计微电脑定时装置,可以对设备运行的不同时间段、运行时间进行全面自动控制;减少人为误差。
(5)本次设计没有涉及到的其他部分可以根据甲方提出的要求进行增加,以达到整个工厂变频节能改造和自动控制的目的。
2、制冷系统
(1)冷却水循环。冷却水循环泵:45kw两台,一用一备,采用温度传感器对回水进行恒温度控制;45kw变频柜一台,配供回水温度传感器和控制器单泵恒温控制,具有定时切换功能,防止备用水泵长时间不运行造成腐蚀。
(2)冷冻水循环。冷冻水循环泵:18.5kw三台,两用一备,采用温度传感器对回水进行恒温度控制;18.5kw变频柜一台,配回水温度传感器,具有循环软启动功能。
(3)冷却塔风机。冷却塔风机7.5kw一台,采用温度变送器采集冷却塔出水温度进行控制,出水温度低于30度时停止运行,高于35度工频启动运行,与冷却水循环泵变频控制系统联动运行。
3、制热系统
热交换器后热媒水循环泵11kw两台,采用温度传感器对回水进行温度控制;11kw变频柜一台,配回水温度传感器恒温度控制,具有备循环软启动功能。
4、冻干机系统
(1)冷却水循环泵18.5kw两台,采用温度变送器对回水进行恒温差控制;18.5kw单泵变频柜一台,配回水温度传感器单泵恒温控制,具有定时切换功能,防止备用水泵长时间不运行造成腐蚀。
(2)冷却塔风机7.5kw一台,采用温度变送器采集冷却塔出水温度进行控制,出水温度低于30度时停止运行,高于35度工频启动运行,与冷却水循环泵变频控制系统联动运行。
5、组合式变风量空调机组
(1)新风机组,两台套(k2a-x、k2b-x),功率:11kw,采用变频定频率运行,运行频率根据现场情况设定,既保证新风量的补充,又保证风道系统的压力和温度的恒定,两台11kw变频柜,具有手动和变频运行功能。
(2)空调风机正压区,十台套,7.5kw风机六台(jk2a-1、2、3、4、5和jk2b-4),18.5kw风机三台(jk2a-6、jk2b-1、jk2b-6),新增3kw风机一台。采用静压传感器采集回风口风道静压,经控制器运算输出控制变频器闭环变频运行,当频率达到50hz时输出开关量信号,判定高效过滤器堵塞需要更换;采用7.5kw单泵变频控制柜六台、18.5kw单泵变频控制柜三台,变频柜分别具有现场手动操作(手动工频起停操作)、现场变频操作(现场手动变频器起停、频率手动设定操作)、恒变量闭环自动运行以及远传微机控制四种操作方式;以便系统操作和今后需要系统集成时备用。
(3)空调风机负压区,三台套,7.5kw风机三台(jk2b-2、jk2b-3、jk2b-5)。由于负压区循环风道上分别有三台功率2.2kw高效排风风机,需要与送风机联动配合,在保证车间负压的前提下对送风风机进行变频调速控制。
(4)动物房间组合空调风机三台,功率分别为7.5kw、2.2kw和4kw各一台,与上述空调风机正压区控制一致;设三台变频控制柜,功率分别为7.5kw、2.2kw和4kw。
(5)纯水站循环水泵三台套,功率为3kw,由于白天夜间用水量变化较大,拟采用压力传感器进行恒压力控制,设计单泵变频柜三台,功率为3kw。
(6)新增猪瘟疫苗车间空调系统三台;功率分别为3kw、5.5kw和7.5kw各一台,与上述空调风机正压区控制一致;设三台变频控制柜,功率分别为3kw、5.5kw和7.5kw。
以上共涉及33个控制点,施工地点分别在动力中心风机15台、水系统3台、冻干机房1台、动物房风机3台,纯水站3台,猪瘟车间风机3台,5个施工地点。
(二)冷冻水、冷却水变频改造示意图(如图1所示)。
(三)冷冻(媒)水、热媒水泵系统的闭环控制。
1、制冷模式下冷冻水泵系统的闭环控制
该方案在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下,确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为下限频率并锁定,变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度,再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减,其控制方式为:冷冻回水温度高于设定温度时频率无极上调最大达到50hz。反之频率无极下调最低达到最低运行频率。
2、供热模式下热媒水泵系统的闭环控制
该模式是在冬季采暖模式下热媒水循环水泵系统的控制方案。热源为厂区锅炉热交换产生;同制冷模式控制方案一样,在保证最末端设备热媒水流量供给的情况下,确定一个热媒水泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为下限频率并锁定,变频热媒水水泵的频率调节是通过安装在热水系统回水主管上的温度传感器检测回水温度,再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减。同理,循环水回水温度低于设定温度时频率无极上调最大达到50hz。反之频率无极下调最低达到最低运行频率。
(四)冷却水系统的闭环控制。目前,在冷却水系统进行改造的方案最为常见,节电效果也较为显著。该方案同样在保证冷却塔有一定的冷却水流出的情况下,通过控制变频器的输出频率来调节冷却水流量,当中中央空调冷却水出水温度低时,减少冷却水流量;当中中央空调冷却水出水温度高时,加大冷却水流量,从而达到在保证中中央空调机组正常工作的前提下达到节能增效的目的。
现有的控制方式大都先确定一个冷却泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为下限频率并锁定,变频冷却水泵的频率是取冷却回水温度信号来调节,当回水温度大于设定值时,频率无极上调,当回水温度小于设定值时,频率无极下调,同时当冷却水回水温度高于设定值时,频率优先无极上调最大至50hz,当冷却水回水温度低于设定值时频率优先无极下调达到最低运行频率。另外配合室外冷却塔风机运行,当冷却水回水温度低于30℃时停止,大于35℃开启;应与冷却水循环水泵变频控制柜一同设计。
(五)变频风机的静压pid控制方式。送风机的空气处理装置是采用冷热水来调节空气温度的热交换器。大型商场、人员较集中且面积较大的场所常使用此类装置。图2给出了一个空气处理装置中送风机的静压控制系统。如果送风干管不只一条,则需设置用静压要求最低的传感器控制风机。风管静压的设定值(主送风管道末端最后一个支管前的静压)一般取250～375pa之间。若各通风口挡板开启数增加,则静压值比给定值低,控制风机转速增加,加大送风量;若各通风口挡板开启数减少,静压值上升,控制风机转速下降,送风量减少,静压又降低,从而形成了一个静压控制的pid闭环。
(六)冷却塔散热风扇的改造。冷却塔的散热风扇主要是用来加快冷却水在喷淋过程中的散热速度。对于风扇的控制可采用回水温度控制的方式,当循环冷却水泵运行在变频控制状态,冷却回水温度大于35℃时,冷却塔风机自动开启运行,当冷却回水温度小于30℃时,冷却塔风机自动停止运行,从而避免为满足冷却塔出水水温≤32℃,必须使风机处在工频状态下运行,而造成水温过低,形成不必要的能源浪费。
(七)纯水站3kw循环泵改造。涉及到3个3kw循环水泵的变频改造,拟采用循环水出水恒压变频控制,或采用分时段定频率运行方式进行改造,控制柜设计3kw单泵控制柜各一台,恒出水压力控制。
(八)动物房三台变风量空调机组。按照静压传感器恒压力变频运行以达到节能效果。
(九)设备的选型,主要包括:
1、变频器
变频器是此次节能改造的重要设备,设备的稳定性和操作的灵活性简便是该系统可靠、安全的根本,同时结合操作人员的掌握程度,我们选用了日本三垦、富士产品。
2、低压电器
低压电器的主要元器件我们选用了施耐德产品,以提高控制设备的可靠性,其他电器件选用国内知名品牌。
(1)整个改造系统我们将保留原系统控制设备,以确保改造前后系统运行的可靠性和延续性。
(2)根据对改造设备安装现场的考察,我们采用了一个控制点一台设备的设计方案,确保单一系统故障时不影响其他设备的正常运行操作。
(3)传感器选用了美国的kmc产品。
五、结语
该系统已于2007年10月正式投入使用,从运行效果看,完全能满足设计需要,节能效果平均达到15%～20%;单从节能收益分析,三年内即可收回全部投资,设备运行稳定性和自动化程度明显提高,延长了设备使用寿命,符合国家“十一五”规划的节能减排、节能降耗的要求,有着广泛的社会效益。目前中央空调系统大都采用水源热泵空调系统,虽然达到利用地热恒温水达到降耗目的,但由于自动化系统大都采用电动风阀、电动阀门来调节温度、湿度以及新风的补给量,风机和水泵一直运行在工频状态,因此水系统和风系统具有广泛的节能改造空间,通过变频改造,以达到系统全部节能变频运行的目的,最大限度使系统运行在最佳节能状态。
参考文献:
1.李林,《智能大厦系统工程》,北京:电子工业出版社,1998
2.邹根南,《制冷装置及其自动化》,北京:机械工业出版社,1987
节水统计制度篇5
关键词锅炉房/计算机控制/供暖
abstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.
Keywordscomputercontrol，heating，boiler
5.1供暖热水锅炉房内监测与控制的主要目的应为：
·提高系统的安全性，保证系统能够正常运行；
·全面监测并记录各运行参数，降低运行人员工作量，提高管理水平；
·对燃烧过程和热水循环过程进行有效的控制调节，提高锅炉效率，节省运行能耗，并减少大气污染。
对于热水锅炉，可将被监测控制对象分为燃烧系统和水系统两部分分别进行讨论。整个计算机监测控制管理系统可按图5-1形式由若干台现场控制机（DCU）和一台中央管理机构成。各DCU分别对燃烧系统、水系统进行监测控制，中央管理机则显示并记录这两个系统的在线状态参数，根据供热状态况确定锅炉、循环泵的开启台数，设定供水温度及循环流量，协调各台DCU完成各监测控制管理功能。
5．1．1燃烧系统监测与控制
图5-1锅炉房计算机的监控系统
对于链条式热水锅炉，燃烧过程的控制主要是根据对产热量的要求控制链条速度及进煤挡板高度，根据炉膛内燃烧状况及排烟的含氧量及炉膛内的负压度控制鼓风机、引风机的风量，从而既根据供暖的要求产生热量，又获得较高的燃烧效率。为此需要监测的参数有：
·排烟温度：一般使用铜电阻或热电偶来测量；再配之以相应的温度变送器，即可产生4～20ma或0～10ma的电流信号，通过DCU的模拟量输入通道ai即接入计算机。
·排烟含氧量：目前较多采用氧化锆传感器，可以对0.1%～21%范围内的高温气体的含氧量实现较精确的测量，其输出通过变送器后亦可转换为4～20ma或0～10ma电流信号。
·空气预热器出口热风温度：同上述测温方法。
·炉膛、对流受热面进出口、省煤器出口、空气预热器出口、除尘器出口烟气压力：测点可根据具体要求增减，一般采用膜盒式或波纹管式微压差传感器，再通过相应的变送器变为4～20ma或0～10ma电流信号，接入DCU的ai通道。
·一次风、二次风风压，空气预热器前后压差：测量方法同上。
·挡煤板高度测量：通过专门的机械装置将其转换为电阻信号，再变成标准电流信号，送入DCU的ai通道。
·供水温度及产热量：由水系统的DCU测出后通过通讯系统送来。
燃烧系统需要控制调节的装置为：
·炉排速度：由可控硅调压，改变直流电机转速
·挡煤板高度：控制电机正反转，通过机械装置带动挡板运动
·鼓风机风量：调鼓风机各风室风阀或通过变频器调风机转速
·引风机风量：调引风机风阀或通过变频器高风机转速
为了监测上述调节装置是否正常动作，还应配置适当的手段测试上述调节装置的实际状态。炉排速度和挡煤板高度可通过适当的机械机构结合霍尔元件等位置探测传感器来实现，风机风量的调节则可以通过风阀的阀位反馈信号或变频器的频率输出信号得到。
燃烧过程的控制调节主要包括事故下的保护，启停过程控制，正常的燃烧过程调节三部分。
·事故保护：这主要是由于某种原因造成循环水停止或循环量过小，以及锅炉内水温太高，出现汽化。此时最重要的是恢复水的循环，同时制止炉膛内的燃烧。这就需要停止给煤，停止炉排运行。停止鼓风机，引风机。DCU接收水温超高的信号后，就应立即进入事故处理程序，按照上述顺序停止锅炉运行，并响铃报警，通知运行管理人员，必要时还可通过手动补入冷水排除热水，进行锅炉降温。
启停控制：启动点火一般都是人工手动进行，但对于间歇运行的锅炉，封火暂停机和再次启动的过程则可以由DCU控制自动进行。封火过程为逐渐停止炉排运动，停掉鼓风机，然后停止引风机。重新启动的过程则是开启引风机，慢慢开大鼓风机，随炉温升高慢慢加大炉排进行速度。
正常运行调节：正常运行时的调节主要是使锅炉出口水温度维持在要求的设定值，同时达到高燃烧效率，低排烟温度，并使炉膛内保持负压。这时作为参照的测量参数有炉膛内的温度分布、压力分布、排烟含水量氧量等。锅炉的给煤量可以通过炉排速度和挡煤板高度（即煤层厚度）确定，鼓风机则可以根据空气预热器进出口空气的压差判断其相对的变化，此时可以调整控制量有炉排速度、煤层厚度（调整挡煤矿板高度）、鼓风机转速、各风室风阀、引风机转速或风阀。上述各调节手段与各可参照的测量参数都不是单一的对应关系，因此很难用如piD算法之类的简单控制调节算法。目前，控制调节效果较好的大都采用"模糊控制"方法或"规则控制"法，都是根据大量的人工调节运行经验而总结出的调节运行方法。
当燃烧充分时，锅炉的出力主要取决于燃煤量，因此锅炉出口水温的控制主要靠炉排速度及煤层厚度来调节，煤层厚度与煤种有很大关系，炉膛内燃烧状况可以通过炉膛内温度分布及煤层风阻来确定。燃烧充分时炉膛内中部温度最高，炉排尾部距挡渣器前煤已燃尽，温度降低。鼓风机则应根据进煤量的增减而增减送风量，同时通过观测排烟的含氧量最终确定风量是否适宜。引风机则可根据炉膛内负压状态决定运行状态，维持炉内微负压，从而既保证煤的充分燃烧，又不会使烟气和火焰外溢。根据如上分析，可采用如下调节规则：
每h一次，根据炉膛内温度分布调整煤层厚度及炉排速度，最高温度点后移，则将炉排速度降低5%，同时将挡煤板提高5%，当最高温度点前移时，则将炉排速度提高5%，同时将挡煤板降低5%。
每2h一次：若出水温度高于设定值2℃以上，则将炉排速度降低5%，若出水温度低于设定值2℃以上，则将炉排速度加大5%，加大和减小炉排速度的同时，还要相应地将鼓风机转速开大或减小。当采用风阀调整鼓风量时，则调整风阀，观察空气预热器前后压差使此压差增大或减少10%。
每15min一次：若排烟含氧量高于高定值，则适当减少鼓风同风量（降低转速或关小风阀），若低于高定值，则增加鼓风机风量。
每15min一次：若炉膛负压值偏小（或变为正压），加大引风机转速或开大风阀，若负压值偏大，则降低引风机风量。
以上调节规则中，所谓"合理的炉膛温度分布"取决于锅炉形式及测温传感器安装位置，需通过具体运行实测分析后，给出"合理"，"最高温度前移"，"最高温度后移"的判据，然后将其再写入DCU控制逻辑中。同样，排烟含氧量的设定值，含氧量出现偏差时对鼓风机风量的修正等参数也需要在锅炉试运行后，根据实际情况摸索，逐步确定。当然这几个修正量参数也可以在运行过程中通过所谓"自学习"的方法得到，在这里不做过多的讨论。
5．1．2锅炉房水系统的监测控制
锅炉房水系统的计算机监测控制系统的主要任务是保证系统的安全性；对运行参数进行计量和统计；根据要求调整运行工况。
·安全性保证：保证主循环泵的正常运行和补水泵的及时补水，使锅炉中循环水不会中断，也不会由于欠压缺水而放空。这是锅炉房安全运行的最主要的保证。
·计量和统计：测定供回水温度和循环水量，以得到实际的供热量；测定补水流量，以得到累计补水量。供热量及补水量是考查锅炉房运行效果的主要参数。
·运行工况调整：根据要求改变循环水泵运行台数或改变循环水泵转速，调整循环流量，以适应供暖负荷的变化，节省运行电费。
图5-2为由2台热水锅炉、4台循环水泵构成的锅炉房水系统示意图。图中还给出建议的测量元件和控制元件。
2台锅炉的热水出口均安装测温点，从而可了解锅炉出力状况。为了了解每台锅炉的流量，最好在每台锅炉入口或出口安装流量计，一般可采用涡街式流量计。涡街式流量计投资较高，可以按照图5-2那样在锅炉入口调节阀后面安装压力传感器，根据测出的压力p3，p4与锅炉出口压力p1之压差，也可以间接得到2台锅炉间的流量比例。2台锅炉入口分别安装电动调节阀来调整流量，可以使在2台锅炉都运行时，流量分配基本一致，而当低负荷工况下1台锅炉停止或封火，循环水泵运行台数也减少时，自动调节流量分配，使运行的锅炉通过总流量的90%以上，封火的锅炉仅通过总流量的5%～10%，仅维持其不至于过热。
图5-2锅炉房水系统原理及其测控点
温度传感器t3，t4，t5和流量传感器F1一起构成对热量的计量。用户侧供暖热量为，GF1cp(t3-t4)，其中GF1为用流量F1测出的流量。锅炉提供的热量则为GF1cp(t3-t5)，二者之差是用于加热补水所需要的热量。长期记录此热量并经常对其作统计分析，与煤耗量比较，既可检查锅炉效率的变化，及时发现锅炉可能出现的问题，与外温变化情况相比较，则又可以了解管网系统的变化及供热系统的变化，从而为科学地管理供暖系统的运行提供依据。
泵1～4为主循环泵。压力传感器p1，p2则观测网路的供回水压力。安装4台泵时的一般视负荷变化情况同时运行2台或3台水泵，留1台或2台备用。用DCU控制和管理这些循环水泵时，如前几讲所述，不仅要能够控制各台泵的启停，同时还应通过测量主接触器的辅助触点状态测出每台泵的开停状态。这样，当发现某台泵由于故障而突然停止运行时，DCU即可立即启动备用泵，避免出现因循环泵故障而使锅炉中循环水停止流动的事故。流量传感器F1也是观察循环水是否正常的重要手段。当外网由于某种原因关闭，尽管循环水泵运行，但流量可以为零或非常小，此时也应立即报警，通过计算机使锅炉自动停止，同时由运行值班人员立即手动开启锅炉的旁通阀V4，恢复锅炉内的水循环。
泵5，6与压力测量装置p2，流量测量装置F2及旁通阀V3构成补水定压系统，当p2压力降低时，开启一台补水泵向系统中补水，待p2升至设定的压力值时，停止补水。为防止管网系统中压力波动太大，当未设膨胀水箱时，还可设置旁通阀V3来维持压力的稳定。长期使一台补水泵运行，通过调整阀门V3来维持压力p2不变。补水泵5，6也是互为备用，因此DCU要测出每台泵的实际启停状态，当发现运行的泵突然停止或需要启动的泵不能启动时，立即启动另一台泵，防止系统因缺水而放空。流量计F2用来计算累计的补水量，它可以是涡街流量计，也可以采用通常的冷水水表，或有电信号输出的水表。
5．1．3锅炉房的中央管理机
如图5-1所示，可采用一台中央管理计算机与各台DCU连接，协调整个锅炉房及热网的运行调节与管理。中央机主要工作任务为：
·通过图形方式显示燃烧系统、水系统及外网系统的运行参数，记录和显示这些参数的长期变化过程，统计分析耗热量、补水量、外温及供回水温度的变化。
·根据外温变化情况，预测负荷的变化，从而确定供热参数，即循环水量及泵的开启台数、供水温度、锅炉运行台数。将这些决定通知相应的DCU产生相应原操作或修改相应的设定值。负荷的预测可以根据测出的以往24h的平均外温w来确定：
(5-1)
式中为Q0设计负荷，t0为设计状态下的室外温度，Q为预测出的负荷。考虑到建筑物和管网系统的热惯性，采用时间序列的方法来预测实际需要的负荷，可能要更准确些。
式（5-1）中的负荷尽管每h计算一次，但由于是取前24h的平均外温，因此它随时间变化很缓慢。每hQ的变化ΔQ仅为：
（5-2）
其中tw,τ-tw,τ-24为两天间同一时刻温度之差，一般不会超过5℃，因此ΔQ的变化总是小于Q的1%，所以不会引起系统的频繁调节。
根据预测的负荷可以确定锅炉的开启台数nb：nb≥Q/q0，其中q0为每台锅炉的最大出力。由此还可确定循环水泵的开启台数。
要求的总循环量G=max（Q/(Δt·cp）Cmin)，其中Gmin为不产生垂直失调时要求的最小系统流量，Δt为设定的供回水温差。由于多台泵并联时，总流量并非与开启台数成正比，因此可预先在计算机中预置一个开启台数成正比，因此可预先在计算机中预置一个开启台数与流量的关系对应表，由此可求出要求的运行台数。
·分析判断系统出现的故障并报警。锅炉及锅炉房可能出现的故障及由计算机进行判断的方法为：
--水冷壁管或对流管爆管事故此时补水量迅速增加，炉膛内温度迅速下降，排烟温度下降，炉膛内温度迅速下降，排烟温度下降，炉膛内压力迅速由负压变为正压。
--水侧升温汽化事故此时锅炉热水出口温度迅速提高，接近达到或超过出口压力对应的饱和温度。
--锅炉内压力超压事故测出水侧压力突然升高，超过允许的工作压力；
--管网漏水严重测了水侧压力降低，补水量增大；
--锅炉内水系统循环不良测出总循环水量GF1减少很多，压差p3-p1或p4-p1加大；
--除污器堵塞测出总循环水量GF1减少，当阀门V1、V2全开时压差p3-p2、p4-p2仍偏小，说明压力传感器p2的测点至循环水泵入口间的除污器的堵塞。
--炉排故障测出的炉排运动速度与设定值有较大差别；
--引风机、鼓风机、水泵故障相应的主接触器跳闸，或所测出的空气压差或水循环流量与风机、水泵的设计状况有较大出入。
利用计算机根据上述规则及实测运行参数不断进行分析判断，即可及时发现上述事故或故障，并立即采取报警和停炉等相应的措施，从而防止事故的进一步扩大或故障转化为事故，提高运行管理的安全性。
5．2蒸汽-水和水-水换热站的监测与控制
对于利用大型集中锅炉房或热电厂作为热源，通过换热站向小区供热的系统来说，换热站的作用就同上一节的供暖锅炉房一样，只是用热交换器代替了热水锅炉。
图5-3为蒸汽-水换热站的流程及相应的测控制元件。水侧与图5-2一样，控制泵5、6及阀V2根据p2的压力值补水和定压；启停泵1～4来调整循环水量；由t2，t3及流量测量装置F1来确定实际的供热量。与锅炉房不同的是增加了换热器、凝水泵的控制以及蒸汽的计量。
图5-3蒸汽-水换热站的测量与控制
蒸汽计量可以通过测量蒸汽温度t1、压力p3和流量F3实现，F3可以选取用涡街流量计测量，它测出的为体积流量，通过t1和p3由水蒸气性质表可查出相应状态下水蒸气的比体积ρ，从而由体积流量换算出质量流量。为了能由t和p查出比体积，要求水蒸气为过热蒸汽。为此将减压调节阀移至测量元件的前面，如图5-3中所示，这样即使输送来的蒸汽为饱和蒸汽，经调节阀等焓减压后，也可成为过热蒸汽。
实际上还可以通过测量凝水量来确定蒸汽流量。如果凝水箱中两个液位传感器L1、L2灵敏度较高，则可在L2输出无水信号后，停止凝水排水泵，当L2再次输出有水信号时，计算机开始计时，直到L1发出有水信号时，计时停止，同时启动凝水泵开始排水。从L2输出有水信号至L1开始输出有水信号间的流量可以用重量法准确标定出，从而即可通过DCU对这两个水位计的输出信号得到一段时间内的蒸汽平均质量流量，代替流量计F3，并获得更精确的测量。当然此处要求液位传感器L1、L2具有较高灵敏度。一般如浮球式等机械式液位传感器误差较大，而应采取如电容式等非直接接触的电子类液位传感器。
加热量由蒸汽侧调节阀V1控制。此时V1实际上是控制进入换热器的蒸汽压力，从而决定了冷凝温度，也就确定了传热量。为改善换热器的调节特性，可以根据要求的加热量或出口水温确定进入加热器的蒸汽压力的设定值。调整阀门V1使出口蒸汽压力p3达到这一设定值。与直接根据出口水温调整阀门的方式相比，这种串级调节的方式可获得更好的调节效果。
供水温度t3的设定值，循环泵的开启台数或要求的循环水量的确定，可以同上一节一样，根据前24h的外温平均值查算供热曲线得到要求的供热量，并算出要求的循环水量。供水温度的设定值t3,set可由调整后测出的循环水量G、要求的热量Q及实测回水温度t2确定：
t3,set=t2+Q/（cp·G）
随着供水温度t3的改变，t2也会缓慢变化，从而使要求的供水温度同时相应地改变，以保证供出的热量与要求的热量设定值一致。
对于一次网为热水的水-水换热站，原则上可以按照完全相同的方式进行，如图5-4。取消二次供水侧的流量计F1，仅测量高温热水侧的流量F3，再通过即可和到二次侧的循环水量，一般高温水温差大，流量小，因此将流量计装在高温侧可降低成本。测量高温水侧供回水压力p3、p4可了解高温侧水网的压力分布状况，以指导高温侧水网的调节。
图5-4水-水换热站的测量与控制
调整电动阀门V1改变高温水进入换热器的流量，即可改变换热量。可以按照前述方法确定二次侧供水温设定值，由V1按此设定值进行调节。在实际工程中，高温水网侧的主要问题是水力失调，由于各支路通过干管彼此相连，一个热力站的调整往往会导致邻近热力站流量的变化。另外，高温水侧管网总的循环水量也很难与各换热站所要求的流量变化相匹配，于是往往造成外温降低时各换热站都将高温侧水阀V1开大，试图增大流量，结果距热源近的换热站流量得到满足，而距热源远的换热站流量反而减少，造成系统严重的区域失调。解决这种问题的方法就是采用全网的集中控制，由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀V1的阀位或流量，各换热站的DCU则仅是接收通过通讯网送来的关于调整阀门V1的命令，并按此命令进行相应的调整。高温水侧面管网的集中控制调节。将在一下节中详细介绍。
5．3小区热网的监测与调节
小区热网指供暖锅炉房或换热站至各供暖建筑间的管网的监测调节。小区热网的主要问题也是冷热不均，有些建筑或建筑某部分流量偏大，室内过热，而另一些建筑或建筑的另一部分却由于流量不足而偏冷。这样，计算机系统的中心任务就是掌握小区各建筑物的实际供暖状况，并帮助维护人员解决冷热不均问题。
测量各户室温是对供暖效果最直接的观测，但实际系统中尤其是对住宅来说，很难在各房间安装温度传感器。比较现实的方法就是测量回水温度，根据各支路回水温度的差别，就可以估计出各支路所负责建筑平均室温的差别。如果各支路回水温度调整到相同值，就意味着各支路所带散热器的平均温度彼此相同，因此可以认为室温也基本相同。一般住宅的回水温度测点可选在建筑热入口中的回水管上。对于大型建筑，可选在设备夹层中几个主要支路的回水干管上。
要解决冷热不均问题就需要对系统的流量分配进行调整，在各支路上都安装由计算机进行自动调节的电动调节阀成本会很高，同时一旦各支路流量调节均匀，在无局部的特殊变化时，系统应保持冷热均匀的状态，不需要经常调整。因此可以在各支路上安装手动调节阀，通过计算机监测和指导与人工手动调节相配合的方法实现小区供暖系统的调节和管理。为便于人工手动调节，希望各支路的调节阀有较准确的开度指示。目前国内推广建研院空调所等几个单位研究开发流量调配阀，有准确的阀位指示，阀位可锁定，并提供较准确的阀位-阻力特性曲线，采用这种阀门将更易于计算机指导下的人工调节。
根据上述讨论，计算机系统要测出各支路的回水温度，并将其统一送到供暖小区的中央管理计算机中进行显示、记录和分析。测出这些回水温度的方法有如下两种方式：
集中十余个回水温度测点设置1台DCU。此DCU仅需要温度测量输入通道。再通过专门铺设的局部网或通过调制解调器经过电话线与小区的中央管理联接。当这十几个温度相互距离较远时，温度传感器至DCU之间的电缆的铺设有时就有较大困难，温度信号的长线传输亦会有一些干扰等影响。这种方式仅在建筑物较集中、每一组联至一台DCU的测温点相距不太远时适用。
采用内部装有单片机的智能式温度传感器，可以连接通讯网通讯或通过调制解调器搭用电话线连至中央管理计算机。这样，可以在距测点最近的楼道墙壁上挂上一台带有调制解调器的温度变送器，通过一根电缆接至回水管上的温度传感器，再通过一根电缆搭接邻近电话线。目前这类设备每套价格可在1000～1500元人民币之间。如果每1000～3000m2建筑安装一个回水温度测点，则平均每m2供暖建筑投资在0.50～1元间。
小区的中央管理计算机采集到各点的回水温度后，可在屏幕上通过图形方式显示，使运行管理人员对当时的供热状况一目了然。还可根据各支路间回水温度的差别计算各支路阀门需要的调整量。对于一般的带有阀位指示的调节阀，这种分析只能采用某种基于经验的规则判断法，下面为其一例：
找出温度最高的10%支路的平均温度max，温度最低的10%支路和的平均温度min，全网平均回水温度。
若max-min<3℃，不需要再做调节。
若max->2℃，将温度最高的10%支路阀门都关小，与相比温度每高1℃关小3%5～%；
若max-<-2℃，将温度最低的10%支路阀门都开大，与相比温度每高1℃开大3%～5%；
根据上面的分析结果，计算机显示并打印出需要调节的支路及其调节量。运行管理人员根据计算机的输出结果到现场进行手动调节。在供暖初期每3天左右进行一次这种调节。一般经过6～8次即可使一个小区基本实现均匀供热。
采用流量调配阀时可以使调节效率更高，效果更好。此时需要将现场各流量调配阀的实际开度、流量调配阀的开度-阻力特性性能曲线及小区管网的连接关系图输入中央管理计算机，有专门的算法可以根据调整阀门后回水温度的变化情况识别出管网的阻力特性及热用户的热力特性，从而可较准确地给出各流量调本阀需要调整的开度[4]，每次调整后，调整人员需将实际上各调节阀的调整程度输入计算机。计算机进而计算了下一次需要的调整量，像这样一次高速可间隔2～5d。模拟分析与实验结果表明，一般只要进行3～4次调节，即可使各支路的回水温度调整到相互间差值都在3℃以内，实现较好的均匀供热[8]。
目前，许多供热公司和有关管理部门开始提出装设热量计，以按照实际供热量收供暖费，各种采用单片计算机的热量计相应出台。这种热量计多是由一台转子式流量计和两台温度传感器配一台单片计算机构成。转子式流量计每流过一个单元流量即发出一个脉冲，由单片机测出此脉冲，得到流量，再乘以当时测出的供回水温差，即可行到相应的热量，由单片要对此热量值进行累计和其它统计分析就成为热量计。目前的单片机稍加扩充就可以具有通讯功能，通过调制解调器将它与电话线连接，就能实现热量计与小区供暖的中央管理机通讯。这样，不但各用户的用热量能够及时在中央管理机中反映，各用户的回水温度状况还能随时送到中央管理计算机中，从而可以对网的不平衡发问进行分析，给出热网的调节方案。这样，将热量计、通讯网与小区中央管理计算机三者结合，就可以全面实施小区热网的热量计量、统计与管理、运行调节分析三部分功能，较好地解决小区热网的运行、管理与调节。
5．4热电联产的集中供热网的计算机监控管理
热电联产的集中供热网可以分成两部分：热源至各热力站间的一次网，热力站至各用户建筑的二次网。后者的控制调节已在前几节讨论，本节讨论热源至各热力站间的一次网的监控管理。
一次网有蒸汽网和热水网两种形式，对于蒸汽网，各热力站为前面讨论过的蒸汽-热水换热站，一次网的管理主要是各热力站蒸汽用量的准确计量，这在前面也已讨论。下面主要研究热水网的监测控制调节。
若忽略热网本身的惯性，则系统各时刻和热力站换热量之和总是等于热源供出的总热量，此外各热力站一次网循环水量之和又总是等于热源循环泵的流量，不论是冷凝式、抽汽式还是背压式热电厂，其输出到热网的热量都不是完全由各热力站的调节决定，而是由热电厂本身的调节来决定，取决于进入蒸汽-水换热器的蒸汽量。由于热电厂控制调节输出热量时很难准确了解各热力站对热量的需求，同时还要兼顾发电的要求，不能完全根据各热力站需要的热量调整，于是热源供出的热量就很难与各热力站实际需求的热量之和一致，这样，就导致控制调节上的一些矛盾。
为简单起见，假设热电厂向蒸汽-水加热器送入固定的蒸汽量Q0，如图5-5，若此热量大于各热力站需要的热量，则各热力站二次侧调节纷纷关小。以减小流量。由此使总流量相应减少，导致供回水温差加大。如果电厂维持蒸汽量Q0不变则各热力站调节阀的关小并不能使总热量减少，而只是根据网的特性及各热力站调节特性的不同，有的热力产流量减少的多，使得供热量有所减少；有的热力站流量减少的幅度小，则供热量反而电动阀加。同样，如果Q0小于各热力站需要的总热量时，各热力站的调节阀纷纷开大，使流量增加，由此导致供回水温差减小。热力站1，2可能由于热量增大的幅度大于水温降低的幅度，供热量的需求得以满足，但由于流量增大，泵的压力降低，干管压降又减小，导致3，4的资用压头大幅度下降，阀门开大后，流量也增加不多，甚至还要下降，这样，供热量反而减少。由此可见在这种情况下各热力站对一次侧阀门的调节实际是对各热力站之间的热量分配比例的调节，而不是对热量的调节，如果各热力站都是这样独立地根据自己小区的供热需求进行调节，而热电厂又不做相应的配合，则整个热网不可能调整控制好。实际上热电厂也会进行一些相应的调节，例如发现t供升高时会减少蒸汽量，t供降低时会增加蒸汽量，但Q0总是不可能时刻与各热力站总的需求量一致，上述矛盾是永远存在的。
图5-5热电厂与各热力站之间的平衡
因此，就不宜对各个热力站按照第5.1、5.2节中的讨论的，根据外温独立调节。既然各热力站一次侧阀门的调节只解决热量的分配比例，那么对它们的调节亦应该根据对热量的分配比例来调节。一种方式是如果认为供热量应与供热面积成正比，则测出每个热力站的瞬时供热量，根据各热力站的供热面积，计算每个热力站的单位面积q。对q偏大的热力站关小调节阀，对q偏小的则开大调节阀，这样不断修正，直至各热力站的q相同为止。再一种方式则是认为各散热器内的平均温度相同，房间的供热效果就相同。由于散热器的平均温度等于二次侧的供回水平均温度，因此可以各热力站二次侧供回水平均温度调整成一致目标，统一确定热力站二次侧供回水平均温度的设定值，根据此设定值与实测供回水平均温度确定开大或关小一次侧调节阀。按照这一思路，对各热力站的调节以达到热量的平均分配为目的，以实现均匀供热。热电厂再根据外温变化，统一对总的供热量进行调整，以保证供热效果并且不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物效果并不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物均处在同一外温下，因此，一旦系统调整均匀，对各热和站调节阀的调整很少，热源的总的供热以数随外温改变，各热力站的调节阀则不需要随外温而变化，只当小区二次系统发生一些变化时才需要进行相应的调节。
要实现这种调节方式，就必须对全网各热力站的调节阀实行集中统一的控制调节。可以在每个热力站设一台DCU现场控制机，测量一、二次侧的水温、压力、流量及二次侧循环泵状态，并可控制一次侧电动调节阀。通过通讯网将各热力站连至中央管理计算机。由于热力站分布范围很大，通讯距离较过远，这时的通讯可通过调制解调器搭用电话线，也可以随着供热干管同时埋设通讯电缆，使用双绞线按照电流环方式通讯。中央管理机不断采集各热力站发送来的实测温度、压力、流量，定期计算热力站发送来的实测温度、压力、流量，定期计算热力站发送来的实测温度的设定值与和各热力站实测值的比较，直接命令各热力站DCU开大/关小电动调节阀。各热力站二次侧回水温度的变化是一惯性很大且缓慢的过程，因此应采有0.5～1h以上的时间步长进行调节，以防止振荡。
除对热网工况进行高速外，计算机控制系统还应为保证系统的安全运行做出贡献。当热力站采用直连的方式，不使用热交换器时，最常见的事故就是管道内超压导致散热器胀裂，DCU可直接监视用户的供回水管压力，发现超压立即关闭供水阀，起到保护作用。无论直连还是间连网，另一类严重的事故就是一次网漏水。严重的管道漏水如不能及时发现并切断和修复，将严重影响供热系统和热电厂的运行。根据各热力站DCU监测的一次网供回水压力分布，还可以从其中的突然变化判断漏水事故及其位置，这对提高热网的安全运行有十分重要的意义，这类系统压力分析与事故判断的工作应属于中央管理机的工作内容。
5．5参考文献
1温丽，锅炉供暖运行技术与管理，北京：清华大学出版社，1995。
2陆耀庆主编，实用供热空调设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1993。
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4江亿，集中供热网控制调节策略探讨，区域供热，1997，（2）。
5江亿，城市集中供热网的计算机控制和管理，区域供热，1995（5）。
6YiJiang,Faultdetectionanddiagnosisindistrictheatingsystem.pan-pacificsymposiumonbuildingandurbanenvironmentalconditioninginasia.nagoya,Japan,1995,..
节水统计制度篇6
关键词计量供热双管系统室外供热系统供热调节
计量供热按热量计量是建筑节能的一项基本措施，是我国集中供热发展趋势。建设部提出，在城市供热住宅中推行分室控温，分户计量。
天津市在计量供热设计方面积极探索，经过各有关部门多年实验研究和实践，积累了不少经验。编制了《集中供热住宅计量供热设计规程》，总结计量供热技术成果，规范住宅供热系统设计。在规程中，提出新建集中供热住宅，应按照按户分环，分室控温的计量供热方式进行设计。采用户用热量表计量方式时，应采用热表到户，一户一表形式。在多层或高层住宅内，采用下分式双管系统，设共用供回水立管，连接各层户内系统。为了传统的双管垂直制式系统加以区别，本文将这种系统称为"新双管"系统。在供热设计实践中，这一系统已经逐步被采用。本文通过对"新双管"系统主要特点的分析，探讨与之匹配的室外供热系统的调节控制策略，以期在工程实践中使这一系统更加完善。
一、"新双管"系统分析
建筑物内供暖系统为下分式双管系统，系统的不平衡率K
（1）
式中：Δp1--首层环路的资用压头pa
Δp2--顶层环路的资用压头pa
（2）
式中：Δp1h--首层环路中户内系统的资用压头pa
Δp2h--顶层环路中户内系统的资用压头pa
Δpy--主立管沿程阻力pa
Δpg--主立管局部阻力pa
H--顶层散热器与首层散热器之间的高差m
h--重力水头pa/m
取Δpg=0.5Δpy，且在85℃/60℃工况下，每米垂直供回水管产生的附加压头为143pa。
（3）
将（3）代入（1），（4）
一般来说，"新双管"系统各层户内系统形式一致，资用压头基本相同。在正常运行之前，对户内系统进行预调节，使这时，
（5）
当主立管的阻力能够抵消由于温差和高差产生的重力水头时，K趋于0，最利于平衡。
这时，1.5Δpy=143H，又Δpy=2HΔpj（Δpj为主立管上的平均沿程比摩阻）
"新双管"系统中，由于户内管道系统的阻力远大于传统中的仅接一组散热器的阻力值。由（4）式知，Δp1比较大，有利于系统平衡。
由以上分析可知，此系统具有良好的稳定性。在设计中认真进行水力计算，调整管径克服重力水头影响，可彻底解决水力失调问题。避免了传统双管"上热下冷"这种逐层温降的不均匀性。
2．户内系统（图1）
户内供暖系统宜采用双管系统。在双管系统中，散热器进出口温差大，流量对散热器的影响大，容易通过温控阀制散热器的散热量，便于调节。而且，这种系统是个变流量系统，可以根据热用户的要求进行量调节。
温控阀除了调节室温，恒定室温外，还可以通过改变阀门的流量大小平衡系统，解决水力失调问题。在双管系统中选有高阻值的可预调节自力式温控阀，其调节性较好，能实现室温自动调节。并且系统正常运行之前，可对温控阀进行预调节，提高系统稳定性。正是由于增加了温控阀，热能表等高阻值设备，户内系统水平并联的各组散热器才能保持平衡，新双管系统才能更好运行。
二、运行调节
实施分户热计量后，"新双管"供热系统的调节性能大大增强，用户根据自己的需求调节温控阀，通过改变散热器的流量大小来调节从热量，从而控制室内温度。由于温控阀的主动调节，使热网水力工况变化很大，室外供热系统要有完善的调节控制措施和高水平的运行管理，才能适应整个系统变流量运行的需要。
我国传统常规的室外供热系统多采用集中式热力站，供热管网分为一级管网和二级管网。供热系统运行时应是质调节和量调节相结合，根据供热负荷发生变化（如室外气温变化）采用质调节，再根据热用户末端负荷变化采用量调节。供热管网系统的稳定运行是保障供热计量的前提，为避免整个供热系统的水力失调，要采取各种严格的措施。
对于"新双管"系统，由于温控阀的主动调节，室内系统压力和流量随时变化。如某一用户的温控阀关小，相对应的管路流量减少，造成总流量减少，干管上压力损失也相应减少。这样，外网给这个用户所提供的资用压头将增加。在热力入口设自力式差压控制阀，可以根据压差的变化自动调节，使外网提供的用户资用压头基本保持不变，保证系统在调节运行中有平衡的水力工况。双管系统散热器间为并联状态，在定压差控制时，任意调节，流量都可以满足用户需要。
2．二次网的调节（图3）
由于温控阀的主动调节，二次网是个变流量系统，二次网循环泵应采用变频调速控制，及时调整水泵的转速，适应室内系统的流量调节，以达到节能目的。
为了保证热量充分供应，要求在任何时候用户都有足够的资用压头，可以采用供回水定压差控制。把供热网某用户的供回水压差作为压差控制点。当各个用户所要求的次用压头相同时，压差控制点选在最远用户处：当各个用户所要求的资用压头不同时，压差控制点选在要求资用压头最大的用户处，其压差设定值为所要求的最大资用压头。在运行中保证该用户的供回水压差不变。比如说，由于热用户的调节导致流量减少，压差控制点的压差升高，降低循环泵的转速，恢复其压差设定值。
3．一次网的调节（图3）
由热源至热力站的一级管网，宜采用分阶段改变流量的质调节方式。根据采暖期室外温度的变化，可将采暖期分为不同阶段。在不同阶段调整锅炉运行台数和后来水泵运行台数，分阶段改变一级管网循环流量。同时根据室外温度的变化，改变热源的从回水温度。这样可保证热源的安全运行，又达到理想的节能效果。
应该注意的是，我们希望二次网的供水温度只与室外温度有关，不因一些用户的调节而改变，影响其他用户。这样，热力站内应充温度自动调节装置。气温补偿器给出随室外温度变化的水温调节曲线，对应一个室外温度，有一个供水温度的给定
值。当室内某些温控阀动作时，二次网的供水温度就会发生变化，气温补偿器就会通过信号动作，调节一次网通过换热器流量，使二次网供水温度保持在设定的运行曲线上。
集中供热分户计量作为一种新型的供热模式有很好的发展前景，在节能方面相比传统的供热方式有明显的优势。本文所分析的"新双管"供热系统是这种新型的供热模式之一，在实践中，应不断总结经验，改进完善。做为年轻的工程设计人员，希望能以此向同行师长求教。
参考文献：
节水统计制度篇7
建筑楼宇的暖通空调系统对环境的温度、湿度、通排风是通过交换形式完成的。建筑能耗中的暖通空调系统的能耗，主要表现在：首先，受到环境系统及设备的设计与选型、运行维护与管理以及各种技术配置与能效比未能合理有效使用等的影响，都会使实际能耗升高，能量使用效率及能费比下降。其次，建筑物内实际空气环境的冷热质量及其变化因素的存在，也会影响到暖通空调系统的设计运行质量。
2暖通空调系统节能技术分析
根据建筑楼宇现场环境的具体情况和用户的要求，通过合理配置新风温度、建筑环境内部温度和房间温度设定值，采用冷热量回收、湿热转换等方式合理运行暖通空调以达到节省能源，从而提高能源的使用效益的目的。
（1）在暖通空调工程中发展蓄冷（热）技术，其节能的意义在于：采取将一部分高峰电负荷转移到低谷（移峰填谷）。可以提高发电厂的一次能源利用率；一定程度的缓解电力紧张。对于用户来说，由于实行分时电价政策，可节省电费开支，降低运行费用。暖通空调节能采用蓄冷（热）空调系统，蓄冷（热）系统包含：蓄冷（热）设备、制冷（热）设备、连接管路、控制系统。蓄冷（热）空调系统包括：蓄冷（或热）系统、空调及循环控制系统。主要依靠直接数字控制系统（DDC），实现自控。暖通空调系统节能DDC控制器技术的应用，其主要控制功能有：a.将实际的提供的冷冻水温度与回水温度及回水流量进行比较，计算得出冷冻水系统的冷负荷。根据实际冷负荷及最佳的节能状态（冷冻水供回水温度为12/6度），决定投入运行的制冷机组及相关设施的数量。b.投入运行的冷冻水泵采用双机备用机制，DDC控制器结合制冷机组及有关水泵的运行时间累计，每次启动累积时间最少的一台制冷机组及水泵运行，补足需要的冷冻水量，以实现冷（热）蓄能。且在设备故障情况不中断，延长设备使用寿命的效果。
（2）根据建筑物内环境设定温度以及控制回风和新风的风比例，运用空调机组、新风机组最佳启停控制器，计算暖通空调开/关的最佳时间及起动次数、运行时间累计，通过节能DDC控制器技术应用提升节能效益：a.根据建筑物内环境要求，实时调节合适的新风阀和回风阀开度。停机时回风阀全开，新风阀全关。b.冷冻水阀与风机联动控制，新风温度接近室内温度设定时，尽量引入新风，风机停时，冷冻水阀自动关闭。c.空调机组、新风机组送风总管上设温度传感器，其所测风温与设定值比较后，输出电信号，调整回水管比例积分电动调节阀的开度，调节水流量，保证回风温度在设定的波动范围内。采用通排风余热采集回收技术的热回收装置，使建筑物内暖通空调随季节气候环境变化合理实时调节。室外新风温度低于（或高于）建筑物内暖通空调通排风温度，室外新风含湿量低于（或高于）排风含湿量，应用安装在通排风出口的热交换器，通过排风和新风各自的通道进行分别间接接触以达到换热取能效果；利用热回收装置及通排风余热收集技术，来预热和加湿新风（或利用余冷来预冷新风，降低新风温度和湿度）。
（3）采用循环热源提取的热泵技术。热泵技术的运用，其优势在于：通过规模化地利用江河湖海、城市污水、工业污水、地下土壤或空气，实现获取低温热能的方式的多样化；利用获取的低温热能并加以转化，这种运用能通过少量不可再生的能源将大量的低温热量提升为高温热量，是目前最节省一次能源（即煤、石油、天然气等）的供热系统；在一定条件下既可供热，也可用以制冷，即一套设备兼作热源和冷源。热泵技术具有很好的节能效益、经济效益和社会效益，是一种可持续发展的建筑节能新技术，具有广阔的应用前景。例如：采用从地下水水源中获取热能的热泵技术。即，采用热泵从抽取的地下水中收集并获取热量，之后，再将水回灌到地下。这种技术在应用中受到地下水文地质条件的限制，应用条件及场所有很大的局限性。采用土壤源热泵技术。即，将循环工质通入地下埋管，构成与土壤间所形成的循环工质换热器。根据季节的不同及季节的转换，通过这一换热器从地下取热（或冷），成为热泵的热（或冷）源；实现冬存夏用或夏存冬用。采用污水源热泵技术。即，收集城市污水中所能提取的热量，综合利用污水处理过程中所收集的热能充当热源，从而解决城市供暖用热并有效提高其效费比。由于能够有效地降低一次能源消耗，因而可以减少C0气体和其它燃烧产生的污染物的排放。
（4）采暖、空调系统在绝大部分时间内，实际负荷小于设计热（冷）负荷，其所使用的水和空气作为热量和冷量的载体，其流量也是随着负荷的变化而变化。暖通空调领域变流量技术的运用，可以根据不同的季节、以及在一天之内不同的时段的变化，使暖通空调系统动态地满足经常变化的负荷要求，从而最大限度的节省能耗。暖通空调在热水供暖系统、循环冷冻水、冷却水系统以及通排风系统中应用改变系统动力的变流量技术，可以极大改善暖通空调的能耗，有利于节能和环保，有较好的经济性。
（5）绿色建筑节能要求在建筑围护结构（包括屋顶、外墙、门窗等）中使用绿色建材作为保温、隔热材料以节约能源。可以减少基本建筑材料的用量，减轻围护结构的自重，而且在保证建筑物的室内空气品质的同时，采用自动调节室内温度、湿度的新型墙体材料，可以大幅度节能降耗，推动建筑业的可持续发展。
3加强暖通空调的节能设计
对于绿色建筑来说，应对当地的环境、气候、资源等以及建筑物内部暖通空调的运行应用环境进行综合考虑，加强暖通空调的节能设计。
（1）绿色建筑在温度及湿度调节运行、循环通排风等的能耗，要求对选择的暖通空调的通风气流、温度、湿度及其环境影响等，运用模拟软件进行分析，要有最佳的节能方式。
（2）暖通空调整体的设计质量在很大程度上取决于空气系统控制水平。设计调整空调系统的能量损耗，使其与室内的湿热环境参数、人体对湿热的感受指标保持平衡，最大限度的实现资源节约。
（3）选择正确的暖通空调的冷热源系统的节能设计，对绿色建筑结构、建筑设备的能耗，冷热源节能系统事关重大。充分利用比如太阳能、风能、地热、水能等可再生资源，在暖通空调设计中，在基于保证室内空气质量的基础之上，通过置换式送风、低温送风系统，并结合冷辐射吊顶系统，实现节能目标。
节水统计制度篇8
关键词：节能变频冷却泵 冷冻泵 能源
1引言
能源的利用情况标志着一个国家科技进步的水平。在我国大力推广节能产品，禁止使用耗能过大的设备，提高能源的利用率，以缩短与世界先进国家的差距，为中国的现代建设提供能源的保证。在中央空调使用中，它的耗能量是很大的，约占整个供电部门供电量的4o％左右。例如一家建筑面积为8万多平方米综合性的大型医院，有门诊大楼1栋，住院大楼2栋，中央空调系统有800kw冷却主机3台，冷冻水泵机组有93kw电机4台，冷却水泵机组有93kw电机4台，通过对冷冻水泵机组和冷却水泵机组的变频节能的改造使用11个月，节约电费41.5万元，为中央空调的节能，创造了有益的经验。现将其系统组成、设计、实现方法作一介绍。
2中央空调变频节能的原理系统组成
中央空调进行变频节能系统，需要硬件及软件技术的组合，利用矢量控制手段将动态过程相应补偿，恒转矩调压、瞬流干扰负向抑制技术综合使用。变频调速技术产生的新产品，通过同步跟踪，调压、调相、调节频率、瞬流抑制于一体，具有：
(1)恒转矩的条件下调节控制电压，限制电流，使电机负载处于最适当、最小、最省电力的电压和电流运行状态；
(2)矢量控制和模糊逻辑控制的优化调频技术，具有最先进通用变频器的全部功能；
(3)由微机采样跟踪，实现功率因数动态补偿；
(4)瞬流干扰抑制技术，过滤瞬流波动减小其所造成的损失和干扰。
正是由于这些优势，使中央空调变频节能有实施的理论依据和进行控制的可行性。其主要应考虑的因素有：
1)在中央空调设计时为保证在天气温度最高的情况下能满足要求，所以按最大的负荷设计并有15％左右的富裕量，而平时使用时并不能达到满负荷，所以存在较大的裕度，其中主机常常可以根据负载变化自动加载，卸载，而水泵的流量却不能随主机匹配调节，存在很大浪费；
2)系统的流量压力必须靠截流阀和旁路阀调节来完成，因此不可避免存在较大截流损失和消耗大流量高压力主机，以及低流量小温差的现象。不仅大量浪费电能，而且还可能造成空调冷暖不适的情形，同时对系统设备带来不利的影响；
3)电机起动电流为额定值的5倍左右。电机在如此大的电流冲击下，进行频繁的起停，对电机、接触器触点、空气形状触点带来电弧冲击，同时也会给电网带来一定的有害冲击。同时起动时带来的机械冲击和停止时的承重现象也会给机械传动、轴承、阀门等带来疲劳损伤。
4)变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势，因此这不仅能有效改良现代空调系统的工艺不足，还能大幅降低能耗节省运行成本。因此，在中央空调系统中安装变频控制系统并设置闭环自动调节，使节能效果更好。
3中央空调变频系统设计的依据
在我国的南方特别是深圳地区周围，每年空调开的时间大约1o个月左右。这样一年之中，中央空调系统中的冷却泵机组和冷冻水泵机组都在固定的大流量下工作。另外由于季节、昼夜和用户负荷的变化，实际上空调负载在绝大部分时间内比设计负载低很多，如图1和图2所示。
可由建筑物的实测得到热负载变化率的情况。这样，就可以决定水泵流量和压力的最大(100％)设计负载，这样相比，一年中负载率在50%以下的时间占全部运行时间的50%以上，一般冷冻水设计温差为5～7℃，冷却水的设计温差为4～6℃，在系统流量固定的情况下，全年绝大部分运行时间温差仅为1～3℃，即在温差低、流量大的情况下工作，增加了管路系统的能量损失，浪费了水泵运行的输送能量。一般空调水泵的耗电量占空调系统耗电的20～30％。因此，节约水泵在低负载时系统供水输出能量具有很重要的意义，所以随负荷而改变水流量的空调水泵系统就显示出巨大的优越性，而得到越来越广泛的重视及应用。采用变频器调节泵的转速可以很方便地调节水的流量其节能率通常可达35%～50%左右。例如水泵的运行特性如下：
1)水泵的流量与转速的一次方成正比：Q=n；
2)温差t与转速一次方成反比，t=l/n；
3)扬程H与转速二次方成正比，H=n2；
4)轴功率p与转速的三次方成正比，p=n3；
它们之间的关系如表1所示。
4中央空调变频系统的设计
变频系统只涉及冷冻水机组和冷却水机组的变频调节控制。
4．1冷冻水系统
它的水温取决于蒸发器的设定值，回水温度取决于蒸发器接收的热量，中央空调冷冻水出的温度与冷冻水的回水温度设计最大温差为5"C(出水为8"C，回水为13"C)。现采用在蒸发器的出水管和回水管上装有检测温度的变送器。再与piD温度调节器、pLC和变频器组成闭环控制系统，通过冷冻水的温差来控制，使冷冻水泵机组的转速相应于热负载的变化而变化，当第一台电机已达到工频时，还达不到要求时就可起动第二台电机，工频运行，然后调控第一台电机。这样不断调整控制，使其达到最佳的效果。
4．2冷却水系统
降低水的温度取决于冷却塔的工作状态，我们只需控制高温冷却水的温度(冷凝器出水口)即可控制温差。现采用温度变送器，piD调节器，pLC变频器组成的闭环控制系统，冷凝器出水温度控制在t2，(例如38"C)，使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化。同样，当第一台电机已达到工频时，还达不到要求时，就可起动第二台电机实行工频运行，然后调控第一台电机，使之达最佳的状态。
5系统的特点及效果
变频节能系统由于采用闭环控制，电机按需要设定温度，使设备容量随时间季节变化，热负荷通过转速调节能在满足要求的前提下最大限度的节能，并减少对电网的冲击。由于本系统加入了各种保护措施，使安全可靠性大大提高。本系统进行变频节能改造后，一直稳定连续运行，累计运行了l1个月，其数据如表2。
以电机容量90kw为例，计算其变频节能效益。
(1)冷冻水泵变频节能效益
实际耗电量5298×4=211920kw；
变频后平均功率2l1920／5839=363kw；
节电率(1-36.9/90)×loo%=59.7%；
节约费用(90×5839—211920)×0.78=244660元
(2)冷却水泵变频节能效益
实际耗电量3452×40=138080kwh；
变频后平均功率138080／3968=34.8kw；
节电率(1—34.8／90)×100％=61.3％，
节约费用(90×3968—138080)×0.78=170851元
两项节约费用共计415．511元。由此可见，采用此系统为用户节约了成本，提高了效益，取得较好的社会收益。
6结论
本文分析了所设计的中央空调节能系统的原理，设计方法和经济效益。由于此系统节能效果显著，不少酒店大厦中央空调的物业管理部门都十分关注，并不断的加入节能的改造行列，所以前景十分好。因此会产生较大的影响，为节能做出贡献。
7参考文献
1颜全生，等．智能供水系统的设计与实现．电力系统及其自动化学报，2002，14(3)：60～62
2吴忠智，等．变频器应用手册．北京：机械工业出版社，1991
节水统计制度篇9
关键词：中央空调采暖水系统能耗管理效益分析
中图分类号：G267文献标识码：a文章编号：
在我国的建筑行业不断发展的今天，建筑的能耗也越来越大。近年来，国内的居民建筑基本能源消耗量（不包括热水提供）占据了全国总能耗的百分之十五。而在这些数据中，尤以中央空调和采暖水系统的能源消耗量最大，约占据了居民建筑总能耗的百分之六十左右，而这还不包括在居民建筑建造过程中的一系列能耗。因此建筑行业的飞速发展，一方面推动了我国的国民经济进步，另一方面也给国家带来了极其严重的能源危机。在未来的几年，中国的建筑能耗还会持续的增长，面对日趋严重的能源危机，必须积极的探索减低建筑物能源消耗的方法。
一、中央空调的能耗计量管理
在建筑的能耗中，随着人们的生活水平不断提高，空调的普遍使用使得空调能耗成为居民建筑能耗的主要成分。而近年来频频出现的夏季用电高峰期的拉闸限电情况也更进一步的说明了这一问题。而中央空调由于其克服了以往分体式的空调所存在的一系列缺点而逐渐的成为住宅建筑空调的较为热门的发展方向。
完整的空调系统，其能耗包括制冷系统能耗、制热系统能耗、风系统能耗和水系统能耗。下面以空调制冷系统为例，对空调能耗的影响因素和节能手段进行分析。
（1）空调制冷负荷
空调制冷负荷的大小影响到制冷设备、风系统、水系统的能耗大小。室内外的温差对空调制冷系统的能耗影响很大，由于室外温度是人不可控制的，所以室内预期温度的设置显得至关重要。若只要求舒适性而一味地降低室内的预期温度，则会大幅度的增加空调的制冷负荷，提高空调能耗。因此我国对于公共建筑的夏季室内温度明确规定不得低于26度，而对于居民建筑而言，由于无法对室内温度进行强制规定，只能通过对这一信息进行广泛的宣传，指导居民自觉限制室内温度，积极响应节能减排。除此之外，建筑物的户型以及面积大小、楼层高度、建筑和房间朝向、建筑围护结构（包括建筑形体、窗户面积、建筑材料性能）、室内的照明设备的排布和功率等都需要进行规定。
（2）中央空调的系统能耗
中央空调的主机能耗是整个空调系统的主要能耗，其受到中央空调制冷设备的冷冻水、冷却水温度和能效比的影响，为了降低中央空调主机能耗，应选择能效比较高的设备、较低温的冷却水，降低出水温度。中央空调的系统未能广泛的得以应用，主要原因是节能设备的质量达不到普遍的较好水平，同时主机的配备容量相对较大，导致制冷系统无法在最佳状态下工作，使能耗偏高。
风机与水泵的能耗也是应当考虑的内容。水泵与风机的功率随着系统流量的增大而增大，其能耗受到通水量和通风量的大小影响。同时水、风系统还存在着一些其他影响：水泵与风机的选择直接与流量和轴功率挂钩的特点使得泵与风机即使全负荷运行也不一定能够处于最佳工作状态；预定温差大于实际温差，导致耗电量急剧升高。
综上所述，为达到中央空调节能减排效果，要做到以下几点：做好围护结构保温，降低能耗，建立健全与相关标准法规相结合的制度，同时加强监管，对于不遵照管理制度运行的开发商应当加大处罚力度；对社会进行节能减排意识的普及教育，使人们意识到空调系统的节能重要性；加强管理，提高能源利用率，降低无用消耗。
二、集中采暖水系统的能耗计量管理
（1）采暖系统的室内计算温度以及热负荷的计算
为了避免对于负荷的过大估算对锅炉容量、水泵配置、散热设备等产生影响，在施工设计时，所有进行采暖的建筑的热负荷计算应当按照国标的规定进行计算，而不能仅仅凭借热负荷的指标进行估算，且对于所有的建筑物应当按照相同的计算标准。
（2）住宅建筑的热水集中采暖系统
对于进行单户温度调控的用户应设置热消耗量的单独计量装置。住宅房屋内的公共利用空间如果进行集中采暖，则应当单独设置采暖系统与热消耗量的计量装置。
采暖系统的选择应与热量计、温度调控相匹配，为实现新建住宅的集中采暖的分户独立，方便自主调控与单独计量，可采用双管系统进行采暖。而公用的立管水平分环系统能够供暖的层数与系统的水力平衡、器械材料的抗压能力相关。
（3）采暖水系统的计量方式
对所有的集中采暖用户，分别设置热量表，用于测定用户所获得的热量、流量、回水温度等等。利用热量分配表计算用户的散热设备的散热量，用来确定用户所使用的热量。由于每户不可能只有一组散热器，并且不能同时在每户中设置多个热量表，所以选择在每户一组散热器上设置一个热量的分配表，以测量实际散热量。再通过计算用户热负荷确定用热量，决定用户需要交的供暖费用。
（4）各种分户计量系统的形式热力工况分析
在水平单管串联的系统中，所有热水都逐个流过所有的散热器。若流量降低，第一组的散热器散热量并不会发生变化，但由于流量的减少会导致其出水的温度低于往常，这时下一组散热器的入水温度则会降低，影响散热量。随之是以下所有的散热器散热量均受到影响。
为达到在不影响其他散热器的条件下对某一组散热器的散热量进行调节，通常会设置一条流量旁通管，用于减少散热器的水量，通过温控阀来控制散热量。这一做法的首要技术就是对旁通系数进行计算，这一计算是对实际运行时的一系列数据进行分析之后计算出来的，以这一旁通系数指导旁通管的安装，虽然不能保证所有的散热器都可以达到最佳的工作状态，但基本上都满足了建筑室内热负荷的基本要求，同时也实现了对温度的控制。
而水平双管并联式的系统具有较好的温控调节能力，散热器的供回水具有相同的温度，在进行温度调解时也不会对其他的散热器的散热量造成影响。
结语：能耗计量管理的首要工作是对能耗数据的统计，为最终达到节能减排的目标，对于计量管理得到的数据进行节能策略的方案设计是首要任务。通过数据分析，合理确定设备最佳运行状态，调整运行方式，达到节能减排的效果。同时，能耗计量管理数据的分析对于评估节能建筑的性能指标也提供了一个参考。
参考文献：
[1]朗四维.建筑节能与采暖空调方式探讨［m］.北京:中国建筑工业出版社，2001:56-70.
节水统计制度篇10
关键词：中央空调;系统;节能设计
abstract:Centralair-conditioningsystemcanadjustindoortemperatureandhumidity,improveindoorcomfortandenvironmentalstandards,isnowwidelyusedindomesticandforeigntechnology.inthemodernintelligentbuilding,centralairconditioningsystemispartofnotless.therefore,thereisimportantsignificancetostudyenergyconsumptionofcentralair-conditioningsystem.
Keywords:centralairconditioningsystem;energy-savingdesign;
中图分类号:tU201.5文献标识码：a文章编号：
中央空调系统具有经济性，可以将整个建筑物有效整合，有效降低单位能耗，节约功能成本。其次，中央空调系统的具有适应性，对于各种需求不同的客户可以提供各种有效的服务。其三，中央空调系统具有集约性，中央空调系统可以减少建筑物内空调系统的占地空间，提高了建筑物室内的使用面积。最后，中央空调系统具有易操作性，主机和各用户端由计算机控制，用户只需根据需要做出调控动作即可完成操作。
1中央空调系统的构成1.1冷冻机组这是中央空调的“制冷源”，通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”，降温为“冷冻水”。1.2冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各房间内进行热交换，带走房间热量，使房间内的温度下降。从冷冻机组流出、进入房间的冷冻水简称为“出水”，流经所有的房间后回到冷冻机组的冷冻水简称为“回水”。1.3冷却水循环系统由冷冻泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷冻机组进行热交换，使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压人冷却塔，使之在冷却塔与大气进行热交换，然后在将降了温的冷却水，送回到冷却机组。如此不断循环，带走了冷冻机组释放的热量。流进冷冻机组的冷却水简称为“进水”，从冷冻机组流回冷却塔的冷却水简称为“回水”。1.4冷却风机冷却塔风机用于降低冷却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。可以看出，中央空调系统是工作过程室一个不断地进行热交换的能量转换过程。在这里，冷冻水和冷却水循环系统是能量的主要传递者。冷却水温度过高、过低都会影响冷冻机组使用寿命，因为温度过低影响机组，但温度过高将导致制冷剂高压过高。因此，对冷却风机的控制便是中央空调控制系统的重要组成部份。变频控制冷却风机的转速使冷却水出水温度保持在28～30℃之间，既节能又延长冷冻机组使用寿命。
2中央空调设计中的关键环节
2.1冷热负荷设计控制
在中央空调系统施工图设计阶段，必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。负荷计算应采用动态的计算方法，依据实际负荷情况选择合适的冷热源。由于系统冷热源及设备在部分负荷下的性能对系统节能有重要影响，因此，在设备选型时，一方面要考虑到特定的设计工况，同时还应该强调系统运行工况和部分负荷的系统性能的影响。
设计的空调系统的冷热负荷设计过大，设备选型没有充分考虑空调系统的负荷特点和设备性能，空调机组容量、管道直径、水泵配置、末端设备设计偏大，导致投资、运行费用增大。而很多建筑的空调系统都达不到满负荷运行，即使在最热月仍有闲置的空调机组。水泵选型过大或水泵选配电机功率过大，低效率运行，浪费能源。多台冷冻水泵并联运行时，没有根据供冷负荷的变化调整开启台数，而是无论冷负荷大小，都是按最大冷负荷开动冷冻水泵，白白浪费了电能。
2.2空调水系统的设计控制
水系统大多是定流量，设计水流量按最大冷负荷和5℃的供回水温差确定。而实际普遍存在大流量小温差现象，最大负荷出现的时间很少，绝大部分时间在部分负荷下运行，实际温差小于设计温差，实际流量比设计流量大1.5倍以上，大大超过设计流量，水泵电耗大大增加。
设计人员应重视水系统设计，对每个水环路进行水力平衡计算，对压差相差悬殊的回路要采取有效措施，保证各环路水力平衡，避免水力、热力失调现象，认真校对和计算空调水系统相关参数，切实落实节能设计标准的要求值，利用电动二通阀对经过空调末端的水流进行控制，使流量随负荷变化而变化，积极推广变频调速水泵，冬、夏两用双速水泵等节能措施。近年来的研究结果表明，加大供回水温差使输送系统减少的能耗大于由此导致的设备传热效率下降所增加的能耗，因此对整个空调系统而言具有一定的节能效益，不仅要杜绝大流量、小温差现象，还要逐步引入小流量、大温差的设计方法。由于加大供回水温差，设备的运行参数发生变化，设计方案要经过技术经济比较后确定。同时还应该关注冷却水温度对空调系统能耗的影响。
（1）降低冷却水温度
由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数就越高。冷却水的供水温度每上升1摄氏度，冷机的Cop下降近4%。降低冷却水温度就需要加强冷却塔的运行管理。首先，对于停止运行的冷却塔，其进出水管的阀门应该关闭。否则，因为来自停开的冷却塔的水温度较高，混合后的冷却水水温就会提高，冷机的制冷系数就减低了。其次，冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效率会下降，不能充分地为冷却水降温。
（2）提高冷冻水温度
冷冻水温度越高，冷机的制冷效率就越高。冷冻水供水温度提高1摄氏度，冷机的制冷系数可提高3%，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。首先，不要设置过低的冷机冷冻水设定温度。其次一定要关闭停止运行的冷机的水阀，防止部分冷冻水走旁通管路，否则，经过运行中的冷机的水量就会减少，导致冷冻水的温度被冷机降到过低的水平。
3中央空调的节能设计
3.1新风系统的节能设计
新风系统的合理使用，也可以有效地控制能耗使用量。在满足卫生条件的情况下，减少新风量或根据实际需要采用变风量系统进行调节。有排风系统的，利用室内能量对新风进行预热与预冷处理（即热回收技术）等都能够有效减少空调系统的能耗。
3.2系统运行过程中的节能
（1）加强中央空调的运行管理，采用一定的计量方法
在空调能耗中，有很大一部分是由于管理不善而引起的。各项调节和节能措施的实施，亦与操作人员的技术素质直接相关。故应加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质，实行空调操作人员操作证制度。另外，集中空调实行计量收费，是建筑节能的一项基本措施。目前在欧美等国热量计量已是成熟的技术，据国外调查资料表明：实行集中空调计量收费后，其节能率在8％～l5％。我国在计量方面也已取得了一定的成就。
（2）通过控制设备进行调节控制
随着用能计量收费体制的改革，室内空调系统装配温控阀后整个空调系统如何正确配备控制设备是非常重要的。
每一个有效节能的空调系统都应配置相应的调节控制设备，如自力式流量控制阀、压差控制阀、温度控制阀等等。在控制模式上需根据建筑物的具体功能、气候条件、使用状况等灵活处理，无统一的模式可循。如：①年运行管理问题，主要应考虑过渡季节的运行：室外新风的利用、新风量的确定等；②日运行管理问题，主要应考虑随室外温度的变化采取不同的日节能运行模式，这可采用合理的自控系统及一定的手动调节装置来实现；③建筑预冷预热时间的合理选择。建筑预冷预热时间的选择将直接影响冷热设备的大小，从而影响初期投资。特别是对于大空间的体育场馆等蓄热量较大的建筑，如何做到既不影响正常使用，又能实现节能或节约投资，预冷预热时间的合理选择是关键。