综合节能优化管控一体化系统的研究与开发

摘要

随着信息技术的迅速发展，人们对各类建筑物的使用功能要求越来越高，由自动控制技术、通信技术和计算机网络技术组成的楼宇设备自动化控制系统(Building Automation System-BAS)的使用越来越普及。但在保证建筑内环境的舒适和安全的前提下，如何提高使用效率，增大节能效果和降低使用成本，成为智能建筑研究人员所关注的热点。本文通过对楼宇自控系统的优化设计，以提高智能化能量管理和控制水平来达到建筑物内相关系统设备运行时的节能之目的。 根据改造宾馆设备运行能耗数据统计，中央空调和生活热水系统的能耗占60％以上，而目前应用的楼宇自控系统主要是侧重于各个系统设备的自动化管理。鉴于此，本文通过对宾馆当前BAS中空调冷热源控制系统和生活洗浴热水控制系统进行研究，在设计完善传统楼宇自控系统的基础之上，采用多种节能优化控制方式，通过楼宇自控系统达到综合节能之目的。对于空调的冷热源控制系统本文提出了多台机组进行切换控制和负荷最适控制的方法，按需生产，降低能耗，节约能量；通过水泵变频技术实现对末端循环泵和输送泵的变流量控制，提出了基于供回水温差和温差变化的模糊控制方式；同时自行设计了中央空调房间末端温控器，使得所有的宾馆房间能够进行集中管理和监控，很大程度上也实现了中央空调的节能。针对宾馆生活洗浴热水，本文提出了采用太阳能集热器、空气源热泵、电加热组合的方式制取洗浴热水，取代原来的燃油锅炉，采用的新能源新技术实现了高效节能、节费，且环保的目标，满足目前节能减排的要求。 本文提出的控制原理和方法为楼宇自控系统的节能设计与实现指出了新的研究方向，具有一定的科研、社会和经济价值。预计该综合节能优化管控一体化系统将为该宾馆的综合节能改造带来30％的综合节能率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1智能楼宇节能控制系统

1.1.1智能建筑发展

1.1.2楼宇节能控制

1.2课题背景

1.3课题来源和目的

1.4本论文的内容安排

第二章综合节能优化管控一体化系统总体设计

2.1综合节能优化管控一体化系统的概述

2.1.1系统方案设计原则及步骤

2.1.2系统结构

2.2节能方案设计与分析

2.2.1系统需求分析

2.2.2系统节能改造方案

2.2.3系统结构及组成

2.3软件系统整体框架

2.4本章小结

第三章节能中央监控子系统

3.1节能中央监控系统概述

3.1.1概述

3.1.2节能中央监控系统监控内容

3.2节能监控组态软件编程环境

3.3节能组态软件监控界面设计

3.3.1节能监控组态软件功能

3.3.2监控组态软件模块化设计

3.3.3组态监控界面设计

3.4本章小结

第四章生活洗浴热水控制子系统

4.1系统概述

4.1.1设计背景

4.1.2控制对象

4.1.3控制要求

4.2系统硬件设计

4.2.1总加热方案

4.2.2方案结构示意图

4.2.3 PLC电气连接图

4.2.4太阳能集热器的选择

4.2.5空气源热泵热水机组的选择

4.2.6保温储热水箱的选择

4.3 PLC控制器程序设计

4.3.1总加热模式的确立

4.3.2加热周期的确立

4.3.3系统模拟运行时的几个假设前提

4.3.4热水加热系统的方案设计与分析

4.3.5热水加热系统分时规则

4.4 HMI触摸屏程序设计

4.5本章小结

第五章中央空调控制子系统

5.1中央空调控制系统系统构架

5.1.1系统硬件结构

5.1.2系统软件设计

5.2中央空调冷(热)水输送泵变流量控制子系统

5.2.1被控对象与节能目标

5.2.2设备构成

5.2.3节能控制改造原理

5.2.4输送系统方案设计

5.2.5变流量系统硬件组态

5.2.6变流量软件设计

5.3中央空调分区控制与房间空调末端控制

5.3.1设备构成

5.3.2中央空调节能改造原理与目标

5.3.3系统方案

5.3.4温控器节点硬件设计

5.3.5温控器节点软件设计

5.3.6节能措施

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1课题同顾总结

6.2研究应用展望

参考文献

学位攻读期间发表论文、专利和科研工作

致谢

附录