楼宇电气节能控制系统简介

2．3．6　楼宇电气节能控制系统简介

建筑电气设备节能控制系统包含有中央空调冷冻站节能控制系统、空调末端风柜节能控制系统、照明稳压节能控制系统、电梯动能回馈节能控制系统及通用电机节能控制系统。

1）新型节能楼宇控制系统与传统BAS的比较

（1）传统BAS系统的缺点

①系统过于复杂；

②节能量不能计量，用户在使用过程中不能清楚地了解电气设备能耗状况。

（2）新型节能楼宇控制系统的优点

①能够实现整个楼宇内部各主要用电设备的能量运行管理；

②各子系统可独立测量节能率和节能量。

2）新型节能系统EBAS　2010

（1）系统特点及功能

①特点：节能、简单、实用、可靠。

②功能：各建筑电气设备的启停控制与设备状态监测；各建筑电气设备按照优化控制策略进行节能运行；各电气系统分系统能耗、节能率与节能量的测量；各建筑电气系统运行参数的显示与数据分析；远程可监控的通讯系统。

（2）系统结构图

如图2．41所示。

（3）中央空调冷冻站控制及节能控制系统

①对于一套已有的中央空调系统，可以采取的节能措施如表2．31所示。

图2．41　EBAS　2010系统结构图

表2．31　已有中央空调系统的节能措施

②系统原理图如图2．42所示。

③中央空调冷冻站节能控制系统外形如图2．43所示。

通过全面的参数采集，运用现代模糊控制技术，实现冷冻水系统的模糊预期控制、冷却水系统的自适应模糊优化控制和主机系统的间接（或启停）控制，实现空调冷媒流量随负荷的变化而动态调节，确保整个空调系统始终保持高效、协调地运行，从而最大限度地降低空调系统能耗，实现主机房设备节能20%～40%。

图2．42　EBAS　2010系统原理图

图2．43　冷冻站节能控制系统外形图

④以某一商厦的节能率为例显示实际效果，如表2．32所示。

表2．32　某商厦节能率测量

（4）空调末端风柜控制系统

①作用

空调末端风柜是中央空调系统用于处理室内空气的主要设备。通常在设计中，用户风机电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。空调末端风柜控制系统外形如图2．44所示。

图2．44　空调末端风柜控制系统外形图

②运行方式

A．制冷运行

若空调冷负荷↑——回风温度↑——温度检测值＞温度设定值——输出风机运行频率↑——送风机转速↑——送风量↑——回风温度↓——逐渐趋于设定值并稳定。

若空调冷负荷↓——回风温度↓——温度检测值＜温度设定值——输出风机运行频率↓——送风机转速↓——送风量↓——回风温度↑——逐渐趋于设定值并稳定。

B．供热运行

若空调热负荷↑——回风温度↓——温度检测值＜温度设定值——输出风机运行频率↑——送风机转速↑——送风量↑——回风温度↑——逐渐趋于设定值并稳定。

若空调热负荷↓——回风温度↑——温度检测值＞温度设定值——输出风机运行频率↓——送风机转速↓——送风量↓——回风温度↓——逐渐趋于设定值并稳定。

在典型的商场建筑中，空调风柜长年累月运行，其所消耗电量甚至超过冷冻站的能耗，是极易被忽略但节能空间较大的系统。安装了空调末端风柜控制器，其节能率通常高达30%以上，目前已在全国多个商场成功应用。

（5）照明稳压节能控制系统

在电力供电系统中，为了避免送电过程中的线路损耗及用电高峰时造成的末端电压过低，往往都是以较高的电压传输，特别是午夜后用电低谷时，电网电压更高，而上述高电压只会带来灯具的加速损坏及更高的电费支出。

当施加在灯两端的工作电压由额定值下降至90%时，照度变化并不明显，只是减少了在过电压情况下产生的眩光，而灯具的功耗却显著减小，寿命也会延长很多。气体放电灯的照度、功耗、寿命与电压的关系曲线如图2．45所示。

图2．45　气体放电灯的照度、功耗、寿命与电压的关系曲线

联网型照明节能装置系统图如图2．46所示，装置方柜如图2．47所示。在照明强电回路中安装

图2．46　联网型照明节能装置系统图

图2．47　联网型照明节能装置方柜图

联网型的照明稳压节能装置系统可以采集数据，实时计算系统的耗电量与节能量。据统计，其节能率在10%～15%。

（6）电梯动能回馈节能控制系统

其示意图如图2．48所示。

图2．48　电梯动能回馈节能控制系统示意图

当电动机拖动负载减速运动时，其机械动能将释放出来；当位能性负载下降运动时（位能减少），其机械位能也将释放出来。将这两部分机械能转换成电能并回馈再生利用，就可达到节约电能目的。

电梯动能回馈设备通过将电梯动能转化为电能回馈电网，将给直升电梯带来40%左右的节能率，而联网通讯的数据可以让管理者通过软件界面了解每一台电梯运行的状态以及当前的耗电量与节能量。

（7）通用电机控制系统

在建筑物里有一些电机设备应用于通风、给水、排水、输送等场合，通常它们占建筑物的耗电量比例较小，容易被管理者所忽略，但是长年累月的运行依然会耗费可观的能源。针对这类目标设备，应开发通用电机控制系统。

利用传感器采集电机的压力、水流量、液位、温度、浓度和原水阀位等信号，经模拟量输入模块输入PLC，PLC根据给定的设定值与实际检测值进行PID运算，输出控制信号经模拟量输出模块至变频器，调节水泵电机的供电频率，如图2．49所示。

节能控制设备可以联网运行，设备运行数据由统一的软件界面予以显示。

（8）EBAS　2010通信和软件系统

EBAS　2010系统设计了一定的通讯接口，将所有节能设备的数据进行连接。可监测到包括中央空调系统、空调末端、通用电机、电梯以及照明节电的运行参数，对参数的设定、修改都非常方便，机房的普通操作人员都可以操作。

丰富的数据分析、能耗曲线数据显示，可以帮助业主对输出数据进行系统分析，如图2．50所示。

图2．49　通用电机控制系统图

图2．50　能耗曲线数据显示图

软件系统功能如下：

①数据采集功能。收集所有子项电气设备的启停、故障状态，传感器的数据，当前设备的功率、频率等参数。

②数据分析功能。对所采集的数据进行加工分析，制作设备累计运行时间、功率变化规律、节能量、能耗费用、频率、温度、压力、用电量等变化曲线。

③界面显示功能。在主机界面上实时显示各个子系统设备动态工作流程、当前的运行状态、相关监测参数的数据以及数据分析结果等，并能对所有电气设备进行远程操作。