建筑机房节能与能效管理解决方案江森自控系统产品经理郑仲建筑能耗的发展特点2现代建筑能耗成本越来越高,节能从何入手?3楼宇全部能源消耗全部空调能源消耗冷冻机房能源消耗一般现代商业建筑能耗组成有没有系统平台可以帮助我控制和管理能源?5自动进行能源数据的采集与分析?是否有优化节能控制算法?能否预测未来能源消耗?....能耗分析是否科学令人信服?可否一键式获得能源数据报表?既能进行定量分析又能定性评估?江森自控建筑(机房)能源解决方案经典冷站群控CPA优化节能控制CPO10能源报告系统EE能源管理平台EA6北京李宁总部基地合同能源管理项目项目汇报与下一阶段工作讨论汇报给:北京李宁管理总部汇报方:江森自控全球能源解决方案中国区合同能源管理汇报人:曾艺一、Metasys系统经典冷机群控策略---CPA机房群控的意义水泵冷却塔冷水机组自动优化控制C制冷机房能效的一个重要环节是制冷机本身江森自控能提供冷站优化控制系统–现实生活中,制冷季99%的时间都处于部分负荷日,机组的设计意在实际运行中最大化自身效率–配置YORKOptiSpeed™变频驱动器,能源消耗能够低至0.20kW/TR,较定频机组减少每年能源成本多达30%–设计并接受较低的冷却水入水温度,为机组带来更高的效率、可靠性,并延长使用周期–利用较低的冷却水入水温度,允许并提高机组自身输出能力的30%–可选择热泵或热回收应用9应用环保冷媒YORK是世界上最节能的机组之一一套功能卓越的BAS系统是优化制冷站能效的先决条件–不仅仅是自动启停设备–智能化的对设备进行选择,对运行模式进行选择,并不断通过自适应算法,顺应变化–利用BACnet等标准的通讯协议,确保信息的传递、分享和识别–在准确的时间、正确的地点、显示并传达合适的、不同层面的可视化信息–这些信息将帮助您了解优化能源的潜在机会,以及如何保持10Metasys是优化机房能效的理想平台实施中央机房及优化的金字塔模型11优化系统自动化控制系统系统的应用系统组件的选择系统基础结构的设计实施及运行因素设计因素测量与审计运行与维护设计、实施及运行因素有待改进的机房12冷水机房效率范围(kw/ton)没有数据跟踪记录和报告被动保养没有优化手动控制采用不正确的系统配置设备效率最低全定速设计、实施及运行因素仍有空间改善的标准机房13冷水机房效率范围(kw/ton)手动测量,定期报告计划性保养有一些优化措施常规的反馈型自控系统配置可接受中等效率的设备部分变频设计、实施及运行因素高效机房14冷水机房效率范围(kw/ton)实时测量,仪表报告,故障分析预防性保养程序全优化持续自适应的控制回路最合适的系统配置高效设备全变频冷机群控目的(自动,节能)自动加机、减机自动判断建筑负荷需求,按需开启冷水机组;自动维持稳定的水系统压力;自动选择并投入备用设备;冷水机与水泵、冷却塔、阀门联锁设备自动轮循(冷冻机、水泵、冷却塔)平均运转时间,减少故障可能性;设备互为备用,自动切换;监测冷冻机内达200-300项数据故障报警、恢复运行报告控制模式控制模式按运行方式分全自动运行模式半自动运行模式全手动模式按季节转换节能模式分(冷机+板换)普通制冷模式(全冷机)过渡模式(冷机+板换)自然冷却模式(全板换)按冷机类型分电控冷机吸收式冷机风冷热泵按冷机负荷分小机组优先大小机组优先智能转换大机组优先调各运行模式子模块,组合及智能转换。。。。。。系统自动控制策略介绍JohnsonControls17自适应启停控制AdaptiveStart/Stop机组排序/选择ChillerSequencing/Selection水泵排序和控制PumpSequencingandControl水阀控制WaterValvesControl冷冻水重设ChilledWaterReset冷却水重设CondenserWaterReset冷却塔控制CoolingTowerControl全面冷站优化TotalChillerPlantptimizationLOADABC自适应启停控制JohnsonControls18运行时间表启/停决策逻辑判断启动机组号下次启/停的冷冻机组排序/选择水泵/冷却塔排序和控制,互锁策略运行时间表OPERATIONSCHEDULE手/自动启/停Manual/RemoteStart/Stop时间程序TimeProgram假日Holidays周末/平日Weekend/Weekday白天/黑夜模式*Day/NightMode冬/夏模式*Winter/SummerMode优化启/停OptimalStart/Stop1234STARTPlantControlsSystemA自适应启停控制JohnsonControls19123AOperationw/TimeProgramEquip.Operationw/OptimalStart/StopScheduleMidnightMidnight7:30am7:00am6:00pm延时启动DelaySTART提前停止EarlySTOPOccupancyPeriodCooling•最大限度较少设备能耗ToMinimizeEquipmentEnergyUse•调整每日最佳启/停时间AdjustDailyOptimumStart/StopTimetext5:45pm分析冷冻机组负载AnalyzeChillerLoads判决最少工作冷冻机组台数ToDetermineMinimumNo.ofDutyChiller(s)达到需求负载MeetingDemandLoads123A机组排序/选择JohnsonControls20冷负荷计算公式:Load=(T-T)*FL*1.19SRFL=3140*FLS*R2参数释义单位Load建筑物冷负荷TonTR冷冻水回水温度DegCTS冷冻水供水温度DegCFLS冷冻水流速m/sFL冷冻水流量L/sR冷冻水管半径m流量计算公式:A机组排序/选择JohnsonControls21判定逻辑123判断建筑负荷需求按需开启冷水机组以下二个条件任意一个满足:1、冷冻水总管供水温度加机温度设定值2、建筑物冷负荷加机冷负荷设定值并且当前开启冷机数量小于最大冷机数量,且STAGE=1为ON,则Stage-UP为ON加机标志位Stage-UP触发条件:以下三个条件全部满足:1、冷冻水总管供水温度加机设定值;2、冷冻水总管回水温度减机温度设定值3、建筑物冷负荷减机冷负荷设定值并且当前开始冷机数量大于1台则Stage-DN为ON减机标志位Stage-DN触发条件:判断建筑负荷需求按需开启冷水机组启动顺序DPSEQUENCECHILLER123VFDVFD压差旁通控制A123JohnsonControls24启动顺序DPSEQUENCECHILLER123VFDVFDA123JohnsonControls25启动顺序DPVFDVFDA123如果启动失败自动切换至下一台SEQUENCECHILLER123JohnsonControls26冷冻水温度重设基于如下条件自动调节冷冻机组出水温度AdjustSupplyChilledWaterTemperatureSetpointforChiller(s)basedon室外温度/湿度OutdoorTemperature/Humidity30C7.0C27C7.5C干球温度出水温度设定LeavingChilledWaterTemp.Setpoint稍微上调SlightlyIncreaseBJohnsonControls27每提高一度:一般机组节能0.9-1.35%VSD机组节能3.6-5.4%B冷冻水温度重设要决定最小冷机冷却水进水温度设定值(ECWT)ToDetermineMINIMUMEnteringCondenserWaterTemperature(ECWT)Setpoint为维持冷机最大效率冷机冷却水进水温度尽可能低AsCOLDaspossibleforMaximumChillerEfficiencyBasedon室外空气温度OutsideAirConditions最小安全温度(例如:12.7deg.C)MinimumSafeTemp.forChiller(e.g.12.7deg.C)T室外温度(湿球)ECWTtextOSAT(WB)B冷却水温度重设28C30C26C28C出水温度设定LeavingChilledWaterTemp.Setpoint稍微下调SlightlyDecreaseJohnsonControls29每降低一度:平均节能3%B冷却水温度重设冷却塔控制要维持到机组的最小冷却水进水温度(ECWT)ToMaintainMINIMUMEnteringCondenserWaterTemp.(ECWT)toChiller基于机组运行来分级进行冷却塔/风扇控制SteppedTower/FanControlBasedonChillerOperationT冷机冷却水进水温度(ECWT)B旁通阀常闭BypassValve(NC)JohnsonControls31分类较多:一塔单定频风机;一塔多定频风机;一塔单多速风机;一塔多多速风机;一塔单变频风机;一塔多变频风机等;全面冷站优化传统的冷站控制往往将冷冻机、水泵、冷却塔独立开来,各自拥有独立的DDC/PLC控制单元,即使是随着变频节能技术的应用,其带来的效益仍然是孤立的各个“局部效率”的提升,比如:1)离心式冷水机组变频带来的冷机在部分负荷(需冷量较小或冷却水温较低)时能通过变频调节代替导叶阀调节,避免导叶阀关闭带来的能量损失,因此冷水机组效率(NPLV)会得到提升;2)水泵变频使得在部分负荷时可以降低电机转速,而不用关闭水阀来调节流量,避免了阀门的能量损失,从而使得水系统输送系数提高,而全年能耗降低;3)冷却塔变频能带来优于台数控制的节能效果,比如三台冷却塔变频的效果优于两台冷却塔满载的效果,带来冷却塔整体效率的提升。可见,目前仍然缺乏从冷站整体效率出发的控制策略,即当冷站系统中所需控制的目标有多个时,如何协调各自之间的逻辑关系,如何协调冷机控制、冷冻水泵控制、冷却水泵控制、冷却塔控制甚至是末端调节之间的关系,因此需以冷站整体效率(ChillerPlantEfficiency)为目标来制定控制策略。CJohnsonControls32全面冷站优化以最大限度地提高整体机房效率,而不是单一设备。水泵冷却塔冷水机组自动优化控制C系统软件界面及管理功能介绍系统登录Login运行监控RealTimeSchematic事件管理EventManagement趋势分析TrendGraphs汇总报告SummaryReport时间计划Schedule安全设置SecuritysettingsAB系统登陆系统为B/S结构,采用Web浏览的人机界面,客户端不需要安装专用软件;用户根据需要可配置不同权限的操作者,通过该Web界面进行监控管理;A运行监控A软件界面用户界面为具有高分辨率的彩色图像(可选3D图形);采用动态图形和易于理解的符号表示被监视的内容,例如表现风扇和泵的状态的旋转动作,以便用户可以迅速检查、识别异常情况;操作者使用鼠标点击即可发出命令、设定系统参数和强制设备启停等;主要包括:群控主界面冷冻侧界面冷却侧界面机组界面用户在监控室便可直观查看各设备运行情况,迅速做出决策,如同在现场,这样即保证了运行的安全性,也减少了人力物力的投入。运行监控A事件管理B包括设备本身的报警和用户操作的记录;可以区分信息显示的优先次序,用户也可以自行定义报警功能;事件观察程序,可按时间顺序、报警类型、报警优先级等显示和筛选事件;可以根据报警的级别和类别,将这些事件和消息发送到打印机、电子邮箱或其它应用管理服务器中;审计跟踪程序,所有用户的活动和操作均被记录在安全日志中;B趋势分析可以设定按照一定的时间周期记录现场的数据;采用表格或图形的形式,将以上数据在趋势分析工具的视图