中央空调系统节能.ppt

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1、中央空调系统节能 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一，中央空调节能简介一，中央空调节能简介 随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提高，中央空调正越来越广泛的得到应用。从早先的宾馆，高，中央空调正越来越广泛的得到应用。从早先的宾馆，大型场馆，到现在分布密集的商场、办公场所等。大型场馆，到现在分布密集的商场、办公场所等。中央空调是高耗能产品。它在为人们提供舒适生活环中央空调是高耗能产品。它在为人们提供

2、舒适生活环境的同时，也在大量的消耗宝贵能源。一个随处可见的几境的同时，也在大量的消耗宝贵能源。一个随处可见的几万平米的建筑，空调主机及辅助万平米的建筑，空调主机及辅助 设备一个制冷季节的耗电设备一个制冷季节的耗电量，即可达到数百万度电。量，即可达到数百万度电。2-1 1，中央空调系统，中央空调系统的典型运行过程的典型运行过程中央空调系统运行的过程实质上是热量转移的过程。中央空调制冷时，典型的热量转移过程如下：空调室内热空气经风机盘管中的冷水吸收，热量被转移到冷水中；制冷机耗能做功，把冷水中的热量转移到冷却水中；冷却水的热量经冷却塔喷淋、气化被转移到环境大气中。空调在营造舒适小环境的同时，消耗大

3、量能源和淡水，向大气排放的热量和CO2气体污染了环境。3-2，中央空调系统节能的内在因素，中央空调系统节能的内在因素n n传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷 需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失统容量；水泵按上述设定的流

4、量和最不利支路的压力损失统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失确定其功率。确定其功率。确定其功率。确定其功率。n n 由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全年中有年中有年中有年中有70

5、%70%以上的时间，都是在设计负荷的以上的时间，都是在设计负荷的以上的时间，都是在设计负荷的以上的时间，都是在设计负荷的50%50%左右或以左右或以左右或以左右或以下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状况与之相似。况与之相似。况与之相似。况与之相似。n n 大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功大多数空调主机已具有根据负荷变化自动

6、调节能量的功能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷

7、还加重了主机的负荷。4-3 3，中央空调节能的几个主要方面，中央空调节能的几个主要方面，中央空调节能的几个主要方面，中央空调节能的几个主要方面，空调主机节能，空调主机节能 设计：提高空调主机的能效比设计：提高空调主机的能效比-选用高能效比主机选用高能效比主机 螺杆式主机螺杆式主机EER4.1EER4.15.25.2，离心式主机，离心式主机EER4.4EER4.45.85.8 风冷热泵：风冷热泵：EER3 EER34 4。发展：改变设计；改变制造工艺；压缩发展：改变设计；改变制造工艺；压缩 机变频压缩；控机变频压缩；控 制系统提高自动化控制能力等。制系统提高自动化控制能力等。，空调辅机节能（对压

8、缩式主机约占整个能耗，空调辅机节能（对压缩式主机约占整个能耗3030左右）左右）冷冻水泵、冷却水泵、风机节能冷冻水泵、冷却水泵、风机节能变频调速控制变频调速控制，空调系统管理节能，空调系统管理节能 调节设备投入调节设备投入按季节和时段变化；按高能效点运按季节和时段变化；按高能效点运行，提高主机效率。行，提高主机效率。加强管理，减少能量损失加强管理，减少能量损失保温、关闭不用场所；保温、关闭不用场所；加强维护，提高效率等加强维护，提高效率等及时清洗，提高传热效率。及时清洗，提高传热效率。5-4，对中央空调系统节能产品的最基本要求，对中央空调系统节能产品的最基本要求 节能运行不应影响空调服务质量；

9、节能运行不应影响空调服务质量；节能运行必须保障主机安全高效运行；节能运行必须保障主机安全高效运行；空调实际运行工况下，冷冻水泵、冷却水泵运空调实际运行工况下，冷冻水泵、冷却水泵运 行受最小流量和堵转频率限制，因此存在最低行受最小流量和堵转频率限制，因此存在最低 工作频率设置；工作频率设置；需能优化工况运行，提高空调主机的节能率；需能优化工况运行，提高空调主机的节能率；需长期可靠运行；需长期可靠运行；初投资的费用少，节能费用尽量高，投资回收初投资的费用少，节能费用尽量高，投资回收 期尽可能短。期尽可能短。6-5 5，中央空调变流量节能方法，中央空调变流量节能方法 中央空调系统节能的技术原理是将水

10、系统定流量运行，改变为变流量运行，使空调负荷自动跟踪并满足用户的需要。目前常用的节能方法：台数控制变流量：控制设备投入台数，步进式运行，设备频繁启/停，影响设备寿命。节能不能获得最佳；变频调速变流量：实现设备连续无极调速，节能效率高。有利于改善工作环境，有利于设备长期安全运行。国家发改委节能中长期专项规划十大重点节能工程实施意见：推广电机变频调速技术，逐步淘汰阀板、阀门等节流调节方式；推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制系统等，实现电机系统经济运行。(电机效率提高2个百分点，全国形成年节电能力200亿kWh。)7-6 6，中央空调系统变流量节能运行，中央空调系统变流量节能运行 温度传感

11、器实时检测冷水供回水温度和冷却水进出水温度，控制器按内建算法输出各变频器的工作频率，变频器控制各水泵和风机调速运行，水泵和风机变流量运行使各设置温度与实际温度之差达到或接近设定值；水泵和风机消耗功率与转速（工作频率）的三次方成正比，频率45Hz工作时，理论上节电率可达27.1%，频率30Hz工作时节电率可达78.4%。冷却塔风机变频运行，除大幅度减少电能 消耗，还大量减少水资源 蒸发.。变频调速的优势：高效节能，自动化程度高，软启动软停机，机械磨损和机械噪声大幅度减小。8-二，中央空调四代节能产品分析二，中央空调四代节能产品分析1 1，四代技术及产品对比简介，四代技术及产品对比简介，四代技术及

12、产品对比简介，四代技术及产品对比简介第一代技术第一代技术第一代技术第一代技术 ：基于基于“可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC）+电器控制系统电器控制系统”设计的节能控制技术设计的节能控制技术 技术应用：技术应用：技术应用：技术应用：直燃式中央空调变流量节能控制装置直燃式中央空调变流量节能控制装置直燃式中央空调变流量节能控制装置直燃式中央空调变流量节能控制装置 压缩式中央空调变流量节能控制装置压缩式中央空调变流量节能控制装置 9-第二代技术第二代技术：基于基于“工控机工控机/PC/PC模块模块+电器控制系统电器控制系统”设计的设计的节能控制技术节能控制技术 技术应用：技术应用：技术

13、应用：技术应用：一体化（工控机一体化（工控机/板卡）控制的节能装置板卡）控制的节能装置 集中式（上位机集中式（上位机/执行模块）控制的节能装置执行模块）控制的节能装置 分布式（上位机分布式（上位机/智能下位机智能下位机DDCDDC）控制的节能）控制的节能装置装置 10-第三代技术第三代技术第三代技术第三代技术 ：基于基于“中继控制器中继控制器/PC/PC模块模块”设计的节能控制技术设计的节能控制技术 技术应用：技术应用：技术应用：技术应用：分布式（各子系统控制中心）节能装置分布式（各子系统控制中心）节能装置 11-第四代技术第四代技术第四代技术第四代技术 ：基于基于“嵌入式芯片嵌入式芯片”设计

14、的节能控制技术设计的节能控制技术 技术应用：技术应用：技术应用：技术应用：通用变频调速智能控制节能工作站通用变频调速智能控制节能工作站 适用于适用于各种类型的电机拖动系统各种类型的电机拖动系统 12-2 2，第一代技术及产品，第一代技术及产品，第一代技术及产品，第一代技术及产品 第一代产品是基于第一代产品是基于“可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC）+电电器控制系统器控制系统”设计的节能控制产品（详见下表）设计的节能控制产品（详见下表）这类产品最具有代表性的是某单位开发、已申请发明这类产品最具有代表性的是某单位开发、已申请发明专利直燃机变流量节能控制系统和压缩式中央空调专利直燃机变

15、流量节能控制系统和压缩式中央空调自适应变流量节能控制装置的中央空调节能控制装置。自适应变流量节能控制装置的中央空调节能控制装置。其中前一种发明专利和专有技术已有偿转让给另一公司生其中前一种发明专利和专有技术已有偿转让给另一公司生产产 。13-表表2-1 2-1 第一代中央空调节能控制系统产品第一代中央空调节能控制系统产品 名名 称称 直燃机变流量节能控直燃机变流量节能控制系统制系统压缩式中央空调自适压缩式中央空调自适应变流量节能控制装应变流量节能控制装置置适用范围适用范围 吸收式冷热水机组为吸收式冷热水机组为主机的中央空调系统主机的中央空调系统节能控制。节能控制。压缩式冷水机组为主压缩式冷水机

16、组为主机的中央空调系统节机的中央空调系统节能控制。能控制。控制模型控制模型 模糊模糊PIDPID控制控制 自适应模糊自适应模糊PIDPID控制控制 14-设设计计原原理理与与控控制制方方法法 1 1）用工控机内置的控制软件和模糊控制模型作为全系）用工控机内置的控制软件和模糊控制模型作为全系 统参数设置与修改、运行控制和管理；统参数设置与修改、运行控制和管理；2 2）各子系统都由小型）各子系统都由小型PLCPLC的的CPUCPU模块，模块，AIAI、AOAO、DIDI、DODO模块及其相对应的继电器阵列所构成；模块及其相对应的继电器阵列所构成；PLCPLC软件系软件系统由系统程序和用户程序组成，

17、系统程序由统由系统程序和用户程序组成，系统程序由PLCPLC的制造的制造厂编制，固化在厂编制，固化在PLCPLC中，随产品提供给用户，用户程序中，随产品提供给用户，用户程序由制造厂商提供的编程语言自行编制的应用程序；由制造厂商提供的编程语言自行编制的应用程序；3 3）用冷热水总管检测供回水温度及压差，控制旁通阀）用冷热水总管检测供回水温度及压差，控制旁通阀开度和冷热水泵运行频率；开度和冷热水泵运行频率；4 4）用冷却水总管检测进出水温度，利用设定的温差数）用冷却水总管检测进出水温度，利用设定的温差数值控制冷却水泵运行频率，用冷却水进水温度值控制冷值控制冷却水泵运行频率，用冷却水进水温度值控制冷

18、却塔风机运行频率却塔风机运行频率；15-产产品品的的优优缺缺点点1 1）这类产品在国内率先突破传统的中央空调冷冻水只能）这类产品在国内率先突破传统的中央空调冷冻水只能定流量运行，更改为变流量运行的观念，使水系统流量定流量运行，更改为变流量运行的观念，使水系统流量跟随空调负荷的需要而变化，实现了大幅度节能。跟随空调负荷的需要而变化，实现了大幅度节能。2 2）这类产品设计时过于复杂，增加了许多冗余的器件和）这类产品设计时过于复杂，增加了许多冗余的器件和不需要的功能，使用了相当多的元器件，每台电控机柜不需要的功能，使用了相当多的元器件，每台电控机柜面板上安装几十个到上百个按钮、开关和指示灯，增加面板

19、上安装几十个到上百个按钮、开关和指示灯，增加了操作难度；了操作难度；3 3）这类产品由于设计缺陷，加大了生产、调试、现场安）这类产品由于设计缺陷，加大了生产、调试、现场安装、维护的难度和产品价格居高不下；装、维护的难度和产品价格居高不下；4 4）PLCPLC最主要的缺点是它的专属性，一旦选择了某厂商最主要的缺点是它的专属性，一旦选择了某厂商的的PLCPLC产品，还得使用该产品，还得使用该PLCPLC相关的软硬件产品，如操相关的软硬件产品，如操作系统、编程方法、网络、处理器、作系统、编程方法、网络、处理器、I/OI/O模块等，影响模块等，影响了自己产品的应用和开发，始终被锁定在该了自己产品的应用

20、和开发，始终被锁定在该PLCPLC所提供所提供的技术之中。的技术之中。16-3 3，第二代技术及产品，第二代技术及产品，第二代技术及产品，第二代技术及产品 第二代产品是基于第二代产品是基于“工控机工控机+PC+PC模块模块”设计的节能控设计的节能控制产品（详见表制产品（详见表2-22-2）采用单片机进行设计，并尽量简化，降低成本，定采用单片机进行设计，并尽量简化，降低成本，定位在该项目的低端市场，具有较强的竞争能力。位在该项目的低端市场，具有较强的竞争能力。使用使用8 8位位CPUCPU自行研发专用模块。系统以工控机为中自行研发专用模块。系统以工控机为中央控制器，内置系统运行软件，面对控制对象

21、选用相应的央控制器，内置系统运行软件，面对控制对象选用相应的模块，构成集中式中央空调节能控制系统。模块，构成集中式中央空调节能控制系统。中央空调分布式节能控制装置。这类产品是以工控中央空调分布式节能控制装置。这类产品是以工控机为中央控制器（上位机），以各控制机柜的机为中央控制器（上位机），以各控制机柜的CPUCPU模块模块（DDCDDC）为下位机，用优质通用的）为下位机，用优质通用的AOAO、AIAI、DODO、DIDI等等模块设计成中央空调分布式节能控制系统。模块设计成中央空调分布式节能控制系统。17-表表表表2-2 2-2 第二代中央空调节能控制系统产品第二代中央空调节能控制系统产品第二代

22、中央空调节能控制系统产品第二代中央空调节能控制系统产品名称名称 集中式中央空调集中式中央空调节能控制装置节能控制装置 集中式中央空调集中式中央空调节能控制系统节能控制系统 分布式中央空调分布式中央空调控制节能系统控制节能系统 适用适用范围范围 吸收式冷热水机组或压缩式冷水机组为主机的中央空吸收式冷热水机组或压缩式冷水机组为主机的中央空调系统节能调系统节能控制控制模型模型 PIDPID控制控制 PIDPID控制控制模糊模糊PIDPID控制控制 18-设设计计原原理理与与控控制制方方法法 (1(1)1 1）用单片机进行设计，）用单片机进行设计，取消了作为中央控制取消了作为中央控制机的工控机；机的工

23、控机；2 2）设定冷冻水供回水）设定冷冻水供回水温差为温差为4 46 6，将，将冷冻水供回水温度传冷冻水供回水温度传感器测量值进行处理，感器测量值进行处理，从而控制冷冻水泵转从而控制冷冻水泵转速；速；3 3）设定冷却水进水温）设定冷却水进水温度为度为30303232，出，出水温度为水温度为34343737，将出水温度测量值，将出水温度测量值进行处理从而控制冷进行处理从而控制冷却水泵的转速；却水泵的转速；1 1）用工控机作中央）用工控机作中央控制器，作为全系控制器，作为全系统参数设置、控制统参数设置、控制策略、运行控制和策略、运行控制和管理。管理。2 2）用自制的五种模）用自制的五种模块组合，完

24、成各控块组合，完成各控制机柜的制机柜的I/OI/O功能及功能及简单的控制和保护简单的控制和保护功能。功能。3 3）用冷温水总管供）用冷温水总管供回水温度及压差，回水温度及压差，控制旁通阀开度和控制旁通阀开度和冷温水泵运行频率。冷温水泵运行频率。1 1）以工控机为上位机，）以工控机为上位机，利用组态方式编制的利用组态方式编制的模糊控制软件和其他模糊控制软件和其他软件协调、控制、管软件协调、控制、管理各下位机及各控制理各下位机及各控制机柜。机柜。2 2）采用基于）采用基于PCPC的数的数据采集及控制的独立据采集及控制的独立控制器作下位机，既控制器作下位机，既能作为独立单元，又能作为独立单元，又能作

25、为分布式控制系能作为分布式控制系统的一部分，即在上统的一部分，即在上位机和位机和/或下位机控制或下位机控制下均完成同样功能。下均完成同样功能。19-设设计计原原理理与与控控制制方方法法(2(2)4 4）将冷却水进水温度）将冷却水进水温度测量值送入变频器的比测量值送入变频器的比较电路，并经比例积分较电路，并经比例积分电路运算，从而控制冷电路运算，从而控制冷却塔风机的转速；却塔风机的转速；5 5）未涉及节能控制的）未涉及节能控制的器件和电路全部取消，器件和电路全部取消，每个电控机柜只保留一每个电控机柜只保留一只运行指示灯。只运行指示灯。4 4）用冷却水总管）用冷却水总管进出水温差控制冷进出水温差控

26、制冷却水泵运行频率。却水泵运行频率。5 5）用冷却水总管）用冷却水总管进水温度控制冷却进水温度控制冷却塔风机运行频率。塔风机运行频率。4 4）用冷却水总管的冷）用冷却水总管的冷却水出水温度控制冷却水出水温度控制冷却水泵运行频率。却水泵运行频率。5 5）用冷却水总管冷却）用冷却水总管冷却水进水温度控制冷却水进水温度控制冷却塔风机运行频率。塔风机运行频率。20-系系统统产产品品的的优优缺缺点点1 11 1）系统产品有一定）系统产品有一定的节能效果，但节的节能效果，但节能控制模型过于简能控制模型过于简单，节能数值和运单，节能数值和运行稳定性会受到一行稳定性会受到一定的影响；定的影响；2 2）系统设计

27、简单，）系统设计简单，使用器材大幅度减使用器材大幅度减少，生产成本、安少，生产成本、安装调试与维护费用装调试与维护费用大幅度下降，对于大幅度下降，对于低端市场有很强的低端市场有很强的竞争能力；竞争能力；1 1）本控制系统主要采）本控制系统主要采用该公司申请五项专利用该公司申请五项专利模块，组合成系统产品。模块，组合成系统产品。每种模块的每种模块的CPUCPU单元仅单元仅有有4KB4KB的存储器，仅用的存储器，仅用于模块本身端口处理，于模块本身端口处理，不可能再装入控制模型不可能再装入控制模型软件；另外开关电源噪软件；另外开关电源噪声过大，使工作不稳定。声过大，使工作不稳定。2 2）生产时，增加

28、了许）生产时，增加了许多与产品工作无关的器多与产品工作无关的器件，设计十分繁琐。产件，设计十分繁琐。产品在现场运行时，故障品在现场运行时，故障率较高，节率较高，节能效果不理想。能效果不理想。1 1）本系统由中央控制）本系统由中央控制器为上位机，每个分系器为上位机，每个分系统设备由基于统设备由基于PCPC的数据的数据采集与控制系统的采集与控制系统的CPUCPU单元为下位机，构成典单元为下位机，构成典型的分布式控制系统。型的分布式控制系统。上位机和下位机都安装上位机和下位机都安装了控制软件，上位机可了控制软件，上位机可以控制下位机工作，下以控制下位机工作，下位机也可以脱离上位机位机也可以脱离上位机

29、独立工作，因此，系统独立工作，因此，系统可靠性大幅度提高。可靠性大幅度提高。2 2）本系统使用按工业）本系统使用按工业标准大批量生产的模块，标准大批量生产的模块，这些模块质量好，运行这些模块质量好，运行性能稳定可靠。性能稳定可靠。21-系系统统产产品品的的优优缺缺点点 2 23 3）本系统产品属计）本系统产品属计算机集中控制系统，算机集中控制系统，并不适宜大型系统并不适宜大型系统控制。该系统从控制。该系统从2020世纪世纪7070年代开始就年代开始就存在系统安全隐患，存在系统安全隐患，只要单片机死机，只要单片机死机，就可能造成系统崩就可能造成系统崩溃。因此，必须采溃。因此，必须采取多种技术手段

30、，取多种技术手段，防止和解决单片机防止和解决单片机死机问题。死机问题。3 3）该系统产品应该）该系统产品应该加强政府权威部门加强政府权威部门检测和鉴定。检测和鉴定。4 4）从计算机系统发）从计算机系统发展的角度，计算机展的角度，计算机集中控制系统也存集中控制系统也存在第一种单片机集在第一种单片机集中控制系统相同风中控制系统相同风险。险。3 3）本系统设计进行了）本系统设计进行了简化，去除了过多的冗简化，去除了过多的冗余设计和不必要的功能。余设计和不必要的功能。面板设计比较简洁，操面板设计比较简洁，操作简易。作简易。4 4）本系统兼顾吸收式）本系统兼顾吸收式冷热水机和压缩式冷水冷热水机和压缩式冷

31、水机组。安装在北京某大机组。安装在北京某大厦的直燃机控制系统，厦的直燃机控制系统，和武汉某医院的螺杆机和武汉某医院的螺杆机组节能控制系统，节能组节能控制系统，节能效果十分明显。效果十分明显。22-4 4，第三代技术及产品，第三代技术及产品，第三代技术及产品，第三代技术及产品 第三代产品是用第三代产品是用“中继控制器中继控制器/PC/PC模块模块”设计的节能设计的节能控制产品（详见表控制产品（详见表2-32-3）在中央空调分布式控制系统基础上，重新设计了中继在中央空调分布式控制系统基础上，重新设计了中继控制器和下位机控制器，构成中央空调负荷动态跟踪智能控制器和下位机控制器，构成中央空调负荷动态跟

32、踪智能控制系统。向国家知识产权局申请了发明专利中央空调控制系统。向国家知识产权局申请了发明专利中央空调负荷动态跟踪智能控制系统和中央空调节能控制系统负荷动态跟踪智能控制系统和中央空调节能控制系统中继装置。中继装置。23-表表2-32-3第三代中央空调节能控制系统产品第三代中央空调节能控制系统产品名称名称中央空调负荷动态跟踪智能控制系统中央空调负荷动态跟踪智能控制系统适用适用范围范围吸收式冷热水机组或压缩式冷水机组为主机的中央空吸收式冷热水机组或压缩式冷水机组为主机的中央空调系统节能调系统节能控制控制模型模型模糊模糊PIDPID控制控制设计设计原理原理与控与控制方制方法法 1 1）以工控机为上位

33、机，实现系统状态显示、参数设）以工控机为上位机，实现系统状态显示、参数设置，提供运算算法、控制策略和系统管理。置，提供运算算法、控制策略和系统管理。2 2）下位机是各子系统的控制中心，根据用户端负荷，）下位机是各子系统的控制中心，根据用户端负荷，实时控制变频器运行频率。实时控制变频器运行频率。3 3）中继控制器是系统强弱电隔离机构。）中继控制器是系统强弱电隔离机构。4 4）测量分系统为系统节能算法提供实时采集数据。）测量分系统为系统节能算法提供实时采集数据。5 5）变频器控制器控制变频器运行状态。）变频器控制器控制变频器运行状态。24-系系统统产产品品的的优优缺缺点点 1 1）本控制系统是在中

34、央空调分布式控制系统基础上的）本控制系统是在中央空调分布式控制系统基础上的创新，具有该系统的全部优点。创新，具有该系统的全部优点。2 2）重新设计了中继控制器，将强弱电系统实施了有效）重新设计了中继控制器，将强弱电系统实施了有效的物理隔离，省去了大小功率的电源滤波器，节省了大的物理隔离，省去了大小功率的电源滤波器，节省了大量的馈电线缆，提高了抗干扰能力。量的馈电线缆，提高了抗干扰能力。3 3）以主机边界条件范围内的负荷动态跟踪实现节能。）以主机边界条件范围内的负荷动态跟踪实现节能。4 4）以最少的硬件接点实现系统功能。）以最少的硬件接点实现系统功能。5 5）以最小的冗余实现系统的最佳组合。）以

35、最小的冗余实现系统的最佳组合。6 6）节能数值与分布式控制系统相当。）节能数值与分布式控制系统相当。25-5 5，第四代技术及产品，第四代技术及产品 第四代产品是基于第四代产品是基于“嵌入式芯片设计嵌入式芯片设计”的节能控制产的节能控制产品（详见表品（详见表2-42-4）第四代产品采用变频调速技术、计算机系统集成技术第四代产品采用变频调速技术、计算机系统集成技术和自动控制理论开发成设计简约的、使用方便的、具有开和自动控制理论开发成设计简约的、使用方便的、具有开放性和通用能力的节能控制装置，适用于国内外各种交流放性和通用能力的节能控制装置，适用于国内外各种交流电动机拖动系统的节能应用和智能控制。

36、电动机拖动系统的节能应用和智能控制。本产品向国家知识产权局申请了无缝嵌入变频调速本产品向国家知识产权局申请了无缝嵌入变频调速系统的智能控制装置等系统的智能控制装置等4 4项发明专利和项发明专利和 2 2项实用新型专项实用新型专利。利。26-表表表表2-4 2-4 第四代变频调速智能控制节能工作站产品第四代变频调速智能控制节能工作站产品第四代变频调速智能控制节能工作站产品第四代变频调速智能控制节能工作站产品 名称名称 变频调速智能控制节能工作站变频调速智能控制节能工作站 适用适用范围范围 适用于国内外各种交流异步电动机拖动系统的节能应适用于国内外各种交流异步电动机拖动系统的节能应用和智能调速控制

37、用和智能调速控制控制控制模型模型 模糊模糊PIDPID控制与全局寻优节能控制控制与全局寻优节能控制 设计设计原理原理与控与控制方制方法法 1 11 1）本节能工作站专注于节能控制，不涉及系统其余控）本节能工作站专注于节能控制，不涉及系统其余控制内容。制内容。2 2）本节能工作站采用无缝嵌入方式，使节能控制环路）本节能工作站采用无缝嵌入方式，使节能控制环路与动力控制回路、系统工作状态控制回路分离设置，与动力控制回路、系统工作状态控制回路分离设置，独立运行。这种系统普遍适用于交流电动机拖动系统独立运行。这种系统普遍适用于交流电动机拖动系统的变频调速运行，具有很强的电磁兼容性，可靠性高。的变频调速运

38、行，具有很强的电磁兼容性，可靠性高。27-设计设计原理原理与控与控制方制方法法 2 23 3）本工作站运用全局寻优节能控制原理、计算机系）本工作站运用全局寻优节能控制原理、计算机系统高度集成技术，极大地简化了设计、降低了生产成统高度集成技术，极大地简化了设计、降低了生产成本，大幅度地降低了能源消耗。本，大幅度地降低了能源消耗。4 4）采用了传感器的自动识别装置，保证自动控制装）采用了传感器的自动识别装置，保证自动控制装置始终按约定的输入输出关系运行，降低了失误率，置始终按约定的输入输出关系运行，降低了失误率，提高了工作效率。提高了工作效率。系统系统产品产品的优的优缺点缺点 1 11 1）突破了

39、传统的）突破了传统的PLCPLC和智能控制器的设计方法，将和智能控制器的设计方法，将本工作站设计成一种简约的、方便的、低价高效的、本工作站设计成一种简约的、方便的、低价高效的、具有通用能力的变频调速装置。具有通用能力的变频调速装置。2 2）本节能工作站既适用控制中央空调系统节能，也）本节能工作站既适用控制中央空调系统节能，也适用于工业应用中的水泵、风机、空压机、抽油机、适用于工业应用中的水泵、风机、空压机、抽油机、恒压供水、恒流量输送系统等设备的节能控制，具有恒压供水、恒流量输送系统等设备的节能控制，具有通用性。通用性。28-系统系统产品产品的优的优缺点缺点 2 23 3）本节能工作站将强弱电

40、系统进行了物理隔离，抗）本节能工作站将强弱电系统进行了物理隔离，抗干扰能力强。干扰能力强。4 4）在控制中央空调系统时，节电率良好。）在控制中央空调系统时，节电率良好。5 5）生产、安装、调试十分简单，成本低廉。）生产、安装、调试十分简单，成本低廉。结论：采用变流量控制方式对集中供热或制冷结论：采用变流量控制方式对集中供热或制冷的中央空调系统而言，是节能的重要手段，是今后的中央空调系统而言，是节能的重要手段，是今后的发展趋势。的发展趋势。29-三，节电三，节电公司公司的中央空调水系统的中央空调水系统 S SPCPC-6 6变频调速节能控制装置变频调速节能控制装置 整合当代计算机控制技术、智能控

41、制技术、变频调速技术，对高耗能的中央空调水泵和风机系统实施变频调速节能改造，实现中央空调系统综合高效节能。产品具有自主知识产权，并获得五项发明专利。SPC-6型变频调速节能控制装置，实现中央空调水泵、风机节能达6080；制冷主机节能达 5以上。30-1 1，产品概述，产品概述，产品概述，产品概述 SPC-6型变频调速节能控制装置是一台精心设计、制变频调速节能控制装置是一台精心设计、制造的调速、节能专用计算机。有模拟量输入口，用于连接造的调速、节能专用计算机。有模拟量输入口，用于连接受控系统的温度、压力、流量传感器；有模拟量、数字量输受控系统的温度、压力、流量传感器；有模拟量、数字量输入输出口，

42、用于连接受控系统的变频器；计算机内建多种智入输出口，用于连接受控系统的变频器；计算机内建多种智能控制模型和智能控制算法，可同时运行能控制模型和智能控制算法，可同时运行4 4类交流电机拖动类交流电机拖动系统，实现闭环变频调速节能控制。系统，实现闭环变频调速节能控制。本产品为冷冻水、冷热水、冷却水、冷却塔风机、热回本产品为冷冻水、冷热水、冷却水、冷却塔风机、热回收和恒压供水、恒流液态物质输送等收和恒压供水、恒流液态物质输送等 电机拖动系统的变频电机拖动系统的变频调速和调速和 节能控制提供规范化的人机交互方式，方便操作使节能控制提供规范化的人机交互方式，方便操作使用，适合于各类应用系统的节能控制，也

43、适用于自来水厂、用，适合于各类应用系统的节能控制，也适用于自来水厂、工矿企业、油田等有调速需要的交流电机的变频调速和节能工矿企业、油田等有调速需要的交流电机的变频调速和节能控制。控制。31-2 2，产品特点，产品特点，产品特点，产品特点2.12.1模糊智能控制模糊智能控制 本产品无缝嵌入受控系统的动力回路，与动力回路的本产品无缝嵌入受控系统的动力回路，与动力回路的控制电路不交叉重叠，各自独立设置，从而保证了本产品控制电路不交叉重叠，各自独立设置，从而保证了本产品的简约性和良好的电磁兼容性。的简约性和良好的电磁兼容性。2.22.2消除继电器逻辑控制消除继电器逻辑控制 本产品充分应用软件技术替代传

44、统节能控制中繁复的本产品充分应用软件技术替代传统节能控制中繁复的继电器逻辑控制，大幅度地降低了产品的硬件成本和制造继电器逻辑控制，大幅度地降低了产品的硬件成本和制造成本，提高了产品的工作可靠性。成本，提高了产品的工作可靠性。2.32.3人性化的人机交互界面人性化的人机交互界面 本产品以一组键盘、一个显示屏替代了传统的多个控本产品以一组键盘、一个显示屏替代了传统的多个控制按钮、控制开关和指示灯方式的操作界面，大幅度地降制按钮、控制开关和指示灯方式的操作界面，大幅度地降低了现场操作人员的劳动强度和操作失误。低了现场操作人员的劳动强度和操作失误。32-3 3，产品适用范围，产品适用范围 (1)(1)

45、中央空调冷热水泵、冷却水泵、冷却塔风机变频调中央空调冷热水泵、冷却水泵、冷却塔风机变频调速；速；(2)(2)恒压供水系统变流量供水；恒压供水系统变流量供水；(3)(3)恒流系统供水和液态物质的定流量输送；恒流系统供水和液态物质的定流量输送；(4)(4)空气压缩机的恒压控制系统；空气压缩机的恒压控制系统；(5)(5)中央空调冷却水余热回收控制系统；中央空调冷却水余热回收控制系统；(6)(6)其他需要变频调速的电机拖动系统。其他需要变频调速的电机拖动系统。33-4 4，控制系统组成型号和意义，控制系统组成型号和意义，控制系统组成型号和意义，控制系统组成型号和意义 SPCSPCZK ZK 智能中央控

46、制系统（柜）智能中央控制系统（柜）智能中央控制系统（柜）智能中央控制系统（柜）其中其中ZK ZK 为中央控制系统为中央控制系统 本系统包括两种组成：本系统包括两种组成：由由SPCSPC6 6变频调速智能控制装置或其组合形成的智能控变频调速智能控制装置或其组合形成的智能控制装置。其结构精简，节能控制功能完整。在配置时，都制装置。其结构精简，节能控制功能完整。在配置时，都与驱动控制组合成综合机柜。与驱动控制组合成综合机柜。由工业控制计算机和由工业控制计算机和 SPC SPC6 6变频调速智能控制装置或其变频调速智能控制装置或其组合形成的智能控制装置。本系统具备上位机和下位机联组合形成的智能控制装置

47、。本系统具备上位机和下位机联合控制的节能控制功能，并具备上位机的管理、监视控制、合控制的节能控制功能，并具备上位机的管理、监视控制、报警、保护等功能。报警、保护等功能。两种配置均能完成节能控制，可根据需要选择。两种配置均能完成节能控制，可根据需要选择。34-SPC SPC LRSxx LRSxx 冷热水泵驱动控制柜冷热水泵驱动控制柜 其中：其中：LRS LRS 表示冷热水泵驱动表示冷热水泵驱动 xx xx 表示适应驱动功率表示适应驱动功率 SPC SPC LQSxx LQSxx 冷却水泵驱动控制柜冷却水泵驱动控制柜 其中：其中：LQS LQS 表示冷却水泵驱动表示冷却水泵驱动 xx xx 表示

48、适应驱动功率表示适应驱动功率 SPC SPC LQTxx LQTxx 冷却塔风机驱动控制柜冷却塔风机驱动控制柜 其中：其中：LQT LQT 表示冷却塔风机驱动表示冷却塔风机驱动 xx xx 表示适应驱动功率表示适应驱动功率35-5应用举例应用举例5.1中央空调水系统典型应用系统（图中央空调水系统典型应用系统（图3）36-图图3典型中央空调水系统原理图典型中央空调水系统原理图其中：其中：CH1、CH2空调制冷主机；空调制冷主机；P1、P2 冷冻（热）水泵；冷冻（热）水泵；P3、P4冷却水泵；冷却水泵；B1、B2 冷却塔风机；冷却塔风机；T1、T2、T3、T4 冷冻（热）水、冷却水温度传感器；冷冻

49、（热）水、冷却水温度传感器；VF1、VF2、VF3、VF4 冷冻（热）水泵、冷却水泵控制变频器冷冻（热）水泵、冷却水泵控制变频器；3737-设备配置设备配置设备配置设备配置 SPC-6 SPC-6变频调速节能控制装置变频调速节能控制装置 1 1台；台；100PT 100PT温度传感器温度传感器4 4只（只（T1T1，T2T2，T3T3，T4T4）；）；冷热水泵变频器冷热水泵变频器 2 2台（台（VF1VF1，VF2VF2）；）；冷却水泵变频器冷却水泵变频器 2 2台（台（VF3VF3，VF4VF4）；）；冷却塔风机变频器冷却塔风机变频器 2 2台（台（VF5VF5，VF6VF6）。）。38-5

50、.2 5.2 恒压供水应用（图恒压供水应用（图4）p1压力传感器压力传感器卫生热水箱卫生热水箱VF1P1其中：P1卫生热水循环泵；p1压力传感器；VF1卫生热水循环泵 控制变频器；图图4恒压供水系统原理图恒压供水系统原理图旁通阀旁通阀补水补水39-如图4所示，卫生热水循环泵P1为用户提供卫生热水，当用户不使用热水或很少用户使用热水时，P1泵输出的热水压力升高，多余的热水就通过压力旁通阀流回卫生热水箱。使用恒压供水系统后，即可按用户需求供水，并实现水泵电机最佳节能。设备配置设备配置 SPC-6变频调速节能控制装置 1台；压力传感器1只（p1）；卫生热水循环泵变频器1台（VF1）；40-附录：各种