地铁中央空调节能控1.docVIP

地铁中央空调节能控制（中） 蒋晓明，谭春林 （深圳市地铁集团有限公司， 广东深圳518049） 摘要：对地铁中央空调系统的控制方式及其特点进行了论述与分析，并介绍了深圳地铁龙岗线中央空调系统在优化节能原则和控制策略指导下，通过集群控制、冷冻水流量闭环控制、焓值控制和时间表控制的综合应用，实现了节能降耗，提高了系统自动化水平和降低运营成本的目的。实际应用结果表明，节能效果显著。 关键词：BAS；中央空调系统；优化控制；节能 3优化控制策略 深圳地铁龙岗线车站通风空调系统充分利用车站BAS 系统实现信息共享，通过冷水机组群控、焓值控制、冷冻水流量闭环控制、时间表控制四个方面进行节能，具体如下。 （1） 冷水机组群控 群控系统加机策略：当系统末端负荷增加时，会通过冷冻水供/回水温度、压差和流量的变化来反映，冷水机组能够锁定设定的出水温度，当冷冻水量上升时，主机感应到水量的变化，此时主机则根据自身负荷调节的能力上载制冷负荷，当该台机组的系统负荷上升到其运行功率的90%时（可调），控 制系统启动另一台机组加机并延时（可调整），在启动延时后，如果运行功率90%，则说明该台机组及其水泵的满载运行已不足以满足系统负荷值，且冷冻水出水温度不会稳定在设定的出水温度值上，此时开启第二台机组。 群控系统减机策略：假设2 台机组正在运行，当系统负荷变小时，空调的回水温度也会相应的减小，同样温湿度也会波动偏低，冷冻供水泵即减小所供应的水量，机组感应到相应的水量变化，机组负荷相应减小，当两台机组的负荷总量小于一台机组的额定功率时，在延时一段时间后，控制系统关掉其中一台机组，使另一台机组在高负荷效率状况下运行。 （2） 焓值控制 根据室外空气参数与站厅、站台公共区回风湿球温度、组合式空调机组冷却器出风干球温度和露点温度之间关系，车站公共区全年空调通风可调风阀的位置来转变工况以达到明显的节能效果。另外在早上运营开站前，对车站采取预冷，预冷时候关闭新风，以节约能源；晚上运营关站前，可根据实际情况，提前关闭公共区空调系统，以节约能源。 1） 正常条件下（非火灾联动） 车站通风空调系统有3 种正常的运行模式（工况）： 模式1：小新风空调运行 模式2：全新风空调运行 模式3：全新风非空调运行 2） 模式转换 3） 焓值i的计算方法 由于车站室外焓值iw与车站回风焓值ir的计算通过温湿度探测器的测量值在BAS系统程序中进行计算，其公式如下： i = 1.01t +(2500+1.84t)d 或i=(1.01+1.84d)t +2500d （kJ/kg干空气） （1） 式（1） 中： t —— 空气温度，℃； d —— 空气的含湿量，g/kg干空气； 1.01 —— 干空气的平均定压比热，kJ/(kg·K)； 1.84 —— 水蒸气的平均定压比热，kJ/(kg·K)； 2 500 ——0℃时水的汽化潜热，kJ/kg。 4） 焓值控制界面 （3） 时间表控制 考虑车站公共区及设备房在不同时间对环境的要求不同，在非运营时间需要关闭公共区空调系统，因此在BAS系统中引入时间表控制功能。在BAS操作界面中增加时间表编辑功能，可分别定义空调设备开始和结束运行的日期和时间，能依据设定的时间表自动切换运行模式，也可以周为单位进行周期性设置，可排除节假日或特定的日历日程，避免操作人员人为因素，有效提高能源的利用。 设置控制模式的时间表如图3。 （4） 冻水流量闭环控制 针对地铁车站公共区与设备区对环境温湿度要求不同，利用PLC （可编程逻辑控制器） 的AO模块（模拟量输入模块） 对车站公共区及其重要设备房温湿度进行采集、经PID计算控制冷冻水流量二通阀的开度达到对冷冻水流量控制的控制。BAS系统利用模拟量对二通阀开度进行PID控制原理如图4所示。 PID控制环节中，调节器的动作规律由以下公式决定： Un = KP En + KIΣEi + KD ECn （2） 地铁龙岗线中央空调系统引入群控控制、焓值控制、冷冻水流量闭环控制、时间表控制等一系列控制技术，当冷水系统切换到自动控制时，由BAS系统采集外界环境温度、各个设备房、公共区温湿度传感器及冷水机组数据进行分析，当车站两台冷水系统在低负荷运行时，根据冷水机组群控理念自动关闭一套冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机。在外界气温低时，通过空气焓值计算，甚至可以停止全部的冷水系统，直接将外界的低温空气送进车站。同时结合时间表控制，操作人员可以根据运营及节能需要对时间表进行编辑，根据运营时间或节假日运行不同的时间表控制空调设备的启停。