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中央空调的智能化实现路径探究
编辑:admin   时间:2019-03-04 14:58

目前,节能减排已经成为国家战略重点,并成为了现代建筑面临的全新课题,特别是中央空调的智能化应用,再次为绿色建筑发展空间的拓展提供了可能。所谓中央空调智能化,是指依托信息化智能系统,采用系统集成技术、模糊控制技术、集约型变频技术等,通过中央工作站的软件操控,实现对冷暖系统的智能化、人性化、科学化管控,最终达到节能降耗的目的。因此,结合中央空调智能化的优势,探讨其具体的实现路径,无疑具有非常重要的现实必要性。
1 中央空调智能化系统概述
1.1基本概念
中央空调智能化系统是通过监视中央空调系统末端的新风机、变风量风机等核心装置的运行状态,根据既定参数设定进行精细化控制,以求达到节能降耗目的的操作系统。该系统利用DDC进行相关量值检测,然后实施PID运算,进而完成对上述核心装置的PID控制,最终达到节能降耗的效果,为动态变流量空调节能系统的运行提供重要支撑。
采用通用变频器对水泵和风机进行控制,以降低能耗,同时利用采集供、回水压差或温差实施PID调节,以达到节能目的。据统计,这种方式能够有效解决20%-30%的电能消耗。另外,当空调负荷出现变动时,采集并模糊运算一组参数值,并调节核心机组的运行工作参数,调整冷水机组的工作状态,能够改变冷却水流量以及冷却塔风机风量,进而确保整个冷水机组始终处于最佳的运行状态,最终实现整个系统的节能降耗。
1.2运行原理
末端设备通过对中央空调的运行状态进行远程实时监控,再将现场实际温度环境反馈给中央主机,然后模糊控制系统进行运行参数的重新设定,最后将相关指令传送给核心机组,调整其运行状态,最终达到智能化控制。目前,许多中央空调还添加了红外人体感应控制、自动切断电源控制、自行监测窗户开关控制等,在大型建筑空间内可有效实现多台空调的集中管控。此外,还可以在空调末端设计安装智能切换器,以达到节能降耗的效果。随着科技的成熟进步,弱电智能化触屏控制面板将在中央空调智能化系统方面得到有效应用,届时将进一步优化中央空调的安装流程,节约人员成本和维护成本。
2 中央空调智能化运行的价值
目前,中国建筑规模已经达到了全球第一,据权威数据显示,我国每年建筑中央空调的能耗近94%,而发达国家的这一数据仅为68%,也就是说,我国中央空调的利用率远低于发达国家,高能耗已经成为现代建筑发展的一大掣肘。结合中国节能委员会调查的数据,中央空调在我国已经成功覆盖了670亿平方米的建筑,能源损耗每年高达21亿万元。若是全部实现智能化运行,不仅可以每年节约4000多万元的能耗损,而且能够减少约3万吨的二氧化碳排放量,将有效推动绿色建筑的可持续发展。随着我国城镇化进程的加快,我国建筑面积也将持续增加,而智能化中央空调的普及应用无疑将节约更多的社会成本,尤其是中央政府已经明确提出,要加快绿色建筑的发展,注重中央空调智能化和节能化设计。可见,中央空调智能化运行在节能降耗方面发挥着至关重要的作用。
3 中央空调智能化运行的实现
3.1BAS系统的智能化
BAS系统,即楼宇自动化系统。作为以中央空调智能化系统为基础的机电设备监控系统,BAS系统的根本目的在于提高系统管理效率,降低维护成本和运行能耗。就本质而言,BAS系统即中央空调、冷源和热源系统的智能化运行。具体来讲,BAS系统就是对中央空调冷水机组、冷却水泵、配套冰冻水泵、冷却塔等核心机组的集中控制。因此,要想实现BAS系统的智能化运行,首先需要相关机组生产商提供BAS系统接入口,并将机组内部参数开放给BAS系统。而要想达到预期良好的运行效果,不仅要对设备进行有效控制,而且还要确保核心设备之间的协调运行,同时还要保证使用方式的合理性。例如,可结合具体的上下班时间和温度状况,执行提前预冷、提前关闭等动作,并且要结合具体开启程度确认冷却机运行数量和运行模式等,这些具有较强协调性的参数需要借助BAS系统来获取,随后经过计算分析才能实现。另外,就冷源系统智能化来讲,其主要包括根据具体冷量瞬值、累计值实施监测,对运行台数进行合理控制,根据既定时间程序或通过人为操控,顺序连锁启停相关机组,实现最佳化数量匹配;全程监控供水、回水温度和压差,设备运行状态等;构建相应的故障警示体系。可以说BAS系统的智能化能够实现对送排风系统、楼层空调机组、新风机组的动态监控,是中央空调智能化实现的先决条件。
3.2PID调节系统的智能化
智能化运行就是在实施动态管控过程中能够实现开放化的调整,而不是按照既定发展方向和固定模型进行硬性管控,强调的是利用知识和模拟真实经验来进行合理判定、精准计算和规律改变,从而使控制方式更加科学有效,确保管控效果的最佳化。目前,智能化管控主要分为三类,包括专家型管控、神经网络管控和模糊管控。而PID调节系统的智能化运行,就是利用智能管控的方式对PID参数修正和运行规律进行动态监控,主要是根据输入、输出、偏差等数据构成的生成性规则,实现真实作业经验、PID的普适性和稳定性的完美融合,最终达到预期良好的管控效果。PID调节系统智能化可实现温度的智能调节,且操作流程相对简单,能够广泛应用于不同性能属性的设备上。
PID调节系统的智能化运行,通常是基于反馈机制,依托于微分、积分实施具体管控。而需要特别强调的是,PLC技术能够帮助PID调节系统实现智能化运行的线路设计,并通过自动化编程达到温控智能化效果的最佳化。
3.3监控系统的智能化
所谓“中央空调监控系统”智能化,是指利用远程计算机技术实时监测机组工作状态,进而根据实际情况进行管控的一种手段。最重要的是,中央空调监控系统能够将远程监控计算机与现场设备进行网络连接,这样就能够对现场设备的运行状态进行分析检测,一旦发现相关设备出现故障,就会根据实际情况及时警示。远程监控过程中所产生的大量信息数据,可以被智能化监控系统自动整合处理,进而生成相应的报告。在中央空调监控系统的智能化建构中,我们可以使用自控公司生产的楼宇管理系统MSEA。该系统所采用的系统架构完全集成化、网络化,而且融入了信息技术、互联网技术等一干先进技术元素。在网络化架构上增加丰富的控制经验,无疑决定了该系统具有较强的适应性和稳定性,非常适用于中央空调监控系统的智能化建构。近几年,中央空调智能化控制领域的快速发展,促使MSEA操作站已经成为当今控制领域最先进和最成熟的系统集成和管理平台。MSEA操作站着眼于国际通用标准,提供给用户高级管理系统和适应将来发展的工业微机控制,支持多种国际工业标准,具有非常强的环境适应性及使用灵活性,它动态的图形、历史记录和趋势等功能,为用户提供了最为直观简洁的管理界面。
不可否认,当前中央空调智能化,已经是推动我国绿色建筑实现可持续发展的主要路径之一。其将弱电智能化控制系统作为运行基础,通过对机房环境、制冷暖通动力环境、温度湿度、漏水排水以及红外线嵌入式机房环境进行监控,将监控节点进行有机联动,进而实现中央空调智能操作。此种“智能化”的实现与突破,以及在现代建筑中的广泛应用,对建设节约型社会具有非常重要的现实意义。因此,我们必须要加强中央空调智能化的设计研究,通过技术优化和安装优化,为其广泛推广奠定坚实基础。


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