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机房楼BA控制及节能分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-04-29  来源:《电气&智能建筑》  作者:杨军志
  1 前言
 
  BA控制系统是将建筑物或建筑群内的暖通空调、给排水、供配电、电梯、公共照明等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统。
 
  对于整栋机房楼的能耗来讲,空调系统占了60%的比重,其它的则如图1所示。
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  而在空调系统中,冷源机房是能耗的重头,就目前的机房整体运营情况而言,在节能环保方面还有更大的上升空间。机房节能一直是节能环保的关键环节,也已得到了行业内各方用户的普遍关注,与呈几何级数增长的能源消耗和IT设备扩充速度相比,节能环保工作还面临着很大的压力。如何为机房进一步节约能源已成为一个关键的问题。BA控制系统的管理目的,是在满足建筑物冷负荷的需求情况下,使空调设备能量消耗最少,并使其得到安全运行及便于维护管理,实现节能和优化管理。
 
  2 冷冻机房控制与节能分析
 
  由于冷冻机房是空调能耗的重头,且末端设备数量功率小,分布较分散,所以该节能分析主要以冷水机房为例。
 
  通过机房群控系统,在确保舒适环境过程中,可以大量节约运行成本,提高机房整体的系统COP;经数据显示,选用冷冻水泵变频并根据对空调系统负荷变化的预测判断,使系统自动调节水泵的转速,并动态修正系统的运行参数,对空调水系统进行全面优化,从而达到空调系统(不含末端设备)年平均节能率在15%~30%.
 
  2.1 主机台数启停策略
 
  由于项目冷机数量较多,因而台数启停策略尤为重要。常规主机的台数启停加减策略如下。
 
  2.1.1 系统加机的条件
  (1)当温度设定值UP-TSP(7℃,加机标志位的温度设定值)低于冷冻水总供水温度,并持续10分钟。
  (2)当负载设定值UP-BTUSP(加机标志位冷负荷设定值)低于建筑内的实际负荷时,持续10分钟。
  (3)当冷机运行电流百分比超过80%并接近100%时,持续10分钟。
  (4)当同时已运行的机组数量<2台(可调),则加载一台机组运行。
 
  2.1.2 系统减机的条件
  (1)当冷冻水总回水温度低于设定值DN-TSP(10℃,减机标志位的温度设定值),并持续10分钟。
  (2)当建筑物内实际负荷低于设定值DN-BTUSP(减机标志位冷负荷设定值),并持续10分钟。
  (3)当冷机运行电流百分比均低于70%,并持续10分钟。
  (4)对同时已运行的机组数量≥2台(可调),则卸载一台机组运行。
  DN-BTUSP系统示意图如图2所示。
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  1000RT冷水机组负荷与满载电流对照表如表1所示。
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  在此种策略下运行,主机节能约5%~6%.
 
  2.2 冷却塔的控制(冷却水温重设)主机节能3%
  冷却塔控制的目标是得到最低的冷却水温以使得冷水机组高效运行。对于冷水机组来说,冷却水温度每降低1℃约平均节能3%(如图3所示)。
  因此,冷却塔的控制策略在于保证最低的冷却水进水温度,如采用变频(或多速)风扇控制,使冷却塔在低风速、大换热面积的工况下运行,使冷却水温度尽可能接近室外湿球温度,从而提高冷机效率,而又不影响末端负荷需求。
  当冷却水温度已低至冷水机组的最低允许值时,可关闭冷却塔风扇,通过自然冷却达到节能效果。
  控制策略如下:
  (1)当冷却水温度≥32℃(可调)时,冷却塔风扇全开。
  (2)当20℃≤冷却水温度<32℃时,由冷却水回水温度控制三台冷却塔风扇的开停。
  (3)当冷却水温度<20℃(可调)时,系统控制冷却水旁通以保证机组的冷却水温度不低于最小允许值。
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  2.3 冷冻机组的控制(可节能3%~8%)
 
  (1)可变流量的冷水机组
  作为系统中最核心的设备,冷水机组必须满足一次泵变流量系统的要求,既要能满足系统流量的变化范围,又要能满足系统流量的变化率。冷水机组蒸发器流量能在60%~100%范围内稳定、安全运行,允许的蒸发器流量变化率为每分钟50%,完全能够满足一次泵变流量系统的要求。
 
  (2)变流量控制的末端 
  末端设备一般通过电动二通阀门控制进入冷却盘管的水流量,从而达到控制出风温度,满足室内负荷的需求。对于项目,末端的组合式空气处理机组可采用变风量控制(风机变频)和变水流量控制(电动水阀)。建议其控制逻辑为:变频风机根据系统中各区域的设定温度与实际温度的差值进行变化,以期满足区域温度的设定值;而电动水阀则根据空调箱的出风温度(或回风温度)设定值与实际值的差值进行调节,以期满足空调箱的出风温度(或回风温度)设定值。
 
关键词: BA 冷冻机房 节能
 
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