建筑机房节能与能效管理解决方案.ppt
通过建筑智能化系统,绿色建筑能实现能源的有效管理。 #生活常识# #日常生活小窍门# #节能建议# #绿色建筑标准#
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TotalChillerPlantptimizationABC自适应启停控制JohnsonControls18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/StopSTARTPlantControlsSystemA自适应启停控制JohnsonControls19AOperationw/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/StopTime5:45pm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MeetingDemandLoadsA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AJohnsonControls24启动顺序
DPSEQUENCECHILLER123VFDVFDAJohnsonControls25启动顺序
DPVFDVFDA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)ECWTOSAT(WB)B冷却水温度重设28C30C26C28C出水温度设定LeavingChilled
WaterTemp.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中显示出来;帮助用户分析系统潜在的隐患和能源消耗状况等;汇总报告系统能够将任何模拟量、特殊事件的发生次数和设备运行时间进行累计;将以上数据提供给维护及服务程序,使用户更容易预测系统可能存在的问题;时间计划B允许用户定义设备运行的日期和时间,例如制冷站启动和停止的时间点;可以按周为循环单位,并排除假日或特定的日历日来安排时间表;安全设置B系统安全通过要求输入用户名和密码来鉴别试图连入系统的用户;有效用户可在该账户相应的授权范围内访问系统;这种授权范围是通过设备分类、动作设定和时间表三方面共同作用的;可对个人进行设定,亦可对从用户组统一设定;综合的系统控制使用所有可用的信息做出最好的控制策略充分利用所有机房设备节约能源兼容性和可靠性改善冷水机房的操作和维护保护冷水机房投资降低操作成本冷水机房群控系统总结北京李宁总部基地合同能源管理项目
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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:曾艺二、冷机群控优化策略---CPO10
CentralPlantOptimization10(CPO10)是CCT内置的标准化应用程序,通过对冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及相关附属设备的优化顺序启停来实现设备的最优运行。CPO10——简介灵活包含了大多数冷热源应用场合模块化编程可以根据将冷机群控划分为众多独立模块可靠程序模块经过工厂测试CPO10应用范围
1、最多支持到8台冷机(离心,螺杆;定频,变频)2、8台一次冷冻水泵(并联,串联;定频,变频);3、8台二次冷冻水泵(并联,变频);4、8台冷却水泵(并联,串联;定频,变频);5、支持8个冷却塔风机(单速,多速,变频);6、支持风冷机组。7、提供常规阀门的控制。8、不支持吸收式机组(absorption)CPO10-冷机选择冷机效率建模COP10的基本原则是使冷机或冷机的组合运行在最高效率段CPO10-冷机选择冷机效率建模发现变频冷机在部分负荷时有更高的效率,而定频冷机在高负荷时效率更高;CPO10-冷机选择选择最有效率的冷机CPO10-冷机选择选择最有效率的机组组合CPO10-冷机选择加机时机的选择
如冷机的额定流量、最小、最大流量、COP值;水泵的流量,效率等。1收集系统相关设备参数CPO10-设计准备
CPO10比普通应用程序占用更多的FEC/NCE资源,可以借助“MemoryUsageCalculator.xls”估算点数及程序的容量,进行合理分配。2预留足够的点数与容量CPO10-设计准备
尽量把同类的设备归在同一个FEC内进行编程。3分盘时充分考虑CPO的程序分布串联并联CPO10-设计准备CPO10-程序自动生成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:曾艺三、能源报告系统EnergyEssecial能源报告系统EnergyEssecialADX+能源管理平台:运行监控;图表分析;数据报表;历史报警;算法公式;……Web浏览网络管理、LCT控制逻辑程序DDC控制器:CCT控制逻辑程序ADX+能源管理系统工作站能源报告系统EnergyEssecial能源报告系统EnergyEssecial监视关键设备运行状况实时掌握能耗情况,提供直观全面的能源信息计算分析工艺流程的能耗水平实现能源成本计算,单位面积,单件产品能耗计算等为进一步实施节能工程提供数据支撑,应用变频调速技术,设备启动及运行优化各重要负荷的用电趋势分析—均衡用电,避免峰值需量各种分类分项统计对比分析:能源类型分类,区域分项,时间轴横纵向对比分析…功能摘要能源报告系统EnergyEssecial系统构架运行监控系统数据报表系统数据报警系统计划任务系统高级设置系统用户管理系统数据报表系统(基本能源报表)
高级配置系统高级配置系统能源管理七种基本能源报告能源概览(BigPictureEnergy)分类能源消耗报告(Consumption)电力能源使用报告(ElectricalEnergy)供能设备报告(Production)单一能源成本报告(SimpleEnergyCost)日负荷报告(LoadProfile)设备运行时间报告(EquipmentRuntime)江森自控综合能效管理平台EnergyAdvisorEA机房能效管理全面解决方案EA是机房一体化整体解决方案:制冷机等机电设备强电设备启动柜弱电控制柜变频设备现场多功能智能表现场传感器、执行器能效管理平台及控制软件65EA灵活的硬件配置与轻松安装模块化、一体化启动控制系统兼容各种主流设备选型,给用户更多的选择,使安装更加方便灵活。66EA超炫的用户视图和体验3D动画视图与FLASH数据展示有机结合图标菜单活页式展开使操作更加方便32浏览器用户同时访问支持远程访问服务全中文界面全面支持触摸屏轻松实现二次开发67专业的节能控制算法和策略EA能效管理平台使用优化节能控制组合算法的核心技术,充分发挥江森自控在空调主机、系统控制的专家能力,使系统效率发挥至最优,运行能耗降至最低。68
为用户量身设计,降低成本69EA建筑能耗分析系统提供完整的全过程能源监管模块化设计,分析模型在线定义能耗分析工具直观展现专家数据库,使能效管理和节能控制变得更简单70开放的系统扩展与集成支持多种主流通讯协议BACnet、OPC、ModbusN2、TCP/IP、DL系列规约…支持多品牌主机和其它机电设备支持在线或离线点位扩展支持多种主流数据格式可以内嵌至原自控Metasys71EA系统在楼宇系统的广泛应用锅炉房变配电给排水空调系统照明系统能源中心数据中心建筑节能各领域…72江森自控能源管理部分项目业绩成都仁和春天商业中心北京远洋国际大厦鹏博士北京数据中心南京明基(BenQ)医院苏州月亮湾交通枢纽武汉光谷花山节能示范中心南京德基广场能源管理系统强生苏州医疗器械研发生产中心中国移动北京望京数据中心北京凯晨广场天津泰达节能示范中心亚实履带(天津)有限公司节能改造广州珠光商务大厦节能改造中国邮政北京邮件处理中心….7374
EA项目案例–成都仁和春天百货中心项目描述:成都仁和春天是集高端百货、酒店、餐饮为一身的综合建筑,为四川省成都市最高端的时尚休亲购物天堂。隶属于成都仁和实业集团的成都仁和春天百货位于仁和大厦负一楼至五楼揽得“西南精品百货NO.1”的无尚桂冠。
2003年4月18日,仁和春天百货迎来二期新馆开业的日子,全新的二期新馆是原有百货的拓展和延伸,这里包括了世界的众多品牌,以精品呈现为主要流行方向,将世界潮流的趋势带到我们身边。成都仁和春天建筑面积4.2万平方米,一期为高档奢侈品百货、二期为五星级酒店(建筑面积5.3万平方米)和观光综合楼(建筑面积2.67万平方米)解决方案(节能项目)ScopeofJCI江森自控工作范围:Chillerplantretrofit冷冻机房改造HVACsystemcommissioning空调系统调试EnergyAdvisor机房能源管理与分析系统能源节约能够在4年内回报承诺节能量达20%,每年节约电费超过35万元每年CO2减排超过400吨
EfficiencyNowIt’sNeverBeenMoreImportant案例分析–成都仁和春天机房主要机电设备能源参数预计采用EA能源管理系统进行节能改造后,对机房现有运行模式和EA能源管理系统优化模式进行了全年模拟计算(每年按照5-10月运行计算,每月按照30日计算,每天开机按照10小时计算,现有运行模式全系统同时使用系数按照0.6计算),可以得出结论(见下表):中央空调冷水机房安装EA能源管理系统后,机房整体节能率在20.04%。
项目实施前的节能模拟分析序号设备名称现有运行模式能耗KWhEA优化模式耗电KWh节约电量KWh节能率1冷水机组1,387,8001,186,569201,23114.50%2冷冻水泵249,480150,18799,29339.80%3冷却水泵320,112229,20090,91228.40%4冷却塔136,890108,69128,19920.60%合计(总机房能耗)2,094,2821,674,647419,63520.04%节能验收定量分析报告项目实施后实际节能率21.46%成都仁和春天中央空调
网址:建筑机房节能与能效管理解决方案.ppt https://www.yuejiaxmz.com/news/view/852091
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