浅析综合节能管理系统在世界妈祖文化论坛永久会址项目上的应用

周磊，张俊

(浙江慧控科技有限公司)

【关键字】综合节能管理系统；DDC 控制

1 世界妈祖文化论坛永久会址综合节能管理系统的设计

综合节能管理系统设计的对象主要是世界妈祖文化论坛永久会址中所有的机电设备，强电箱内的控制，室内环境等。我们在设计之初就考虑到了现在智能化系统已经趋于数字化，自动化，绿色建筑，要充分考虑到系统的可集成性，我们设计这套综合节能管理系统的目的除了为了保证个会场内恒温恒湿，保证室内环境的空气质量外，我们还要为现场的工作人员提供更加便利的工作条件，提高现场服务的工作效率，使会场走向更智能的方向，让工作人员能感受到更智能的综合管理体制。

为了保证第二届世界妈祖文化论坛的顺利召开，项目需要在9 月底完工，根据现场情况真正的施工时间只有6 个月，需要在6 个月完成6.3 亿，大概4.6万㎡的项目，以前是想都不敢想的，我们慧控科技前期在中建海峡的引导下也参与了前期的设计，因为项目时间非常紧张，我们也是驻场设计，在总包单位先设计暖通及强电的同时我们也先跟设计院进行了碰面，把设计院原先的设计思路充分理解，在暖、水、电图纸出来的第二天我们的技术人员就开始了项目方案的讨论及设计，在充分考虑到项目的施工进度及施工方便已经能让系统稳定的运行的思路下，一个星期的时间，三名技术人员将妈祖文化论坛永久会址项目的综合节能管理系统设计出来并将图纸也同时出图，也是对中建海峡“莆田速度”的一种响应。

世界妈祖文化论坛项目一共由三栋楼组成，分别为中心的主会场，左边的郡雅酒店及右侧的媒体中心，整个会场的暖通系统由水冷空调系统，风盘系统，及VRV 空调系统组成。这种大型会场中水冷空调系统所占用的能耗大概在总能耗的60%以上，不管是冷水主机及空调末端都是非常耗电的。但是通过综合节能系统来控制大楼内机电设备后可以降低大概30%的能耗，特别从人力成本上更是大大降低了，可能就需要一两个工程师进行电脑操作及现场巡查就可以将整个会场的空调系统进行高效的管理。由于世界妈祖文化论坛永久会址项目有三栋楼，面积大，设备散，数量多是我们面临的第一个问题，如果通过人为进行设备的操作那将极大的占用了人力资源，有时误操作也经常发生。我们的设计思路就是分散控制，集中管理。对各位置的设备通过计算机后台进行统一管理。

我们结合现场情况，考虑到长期使用及维护成本，实际使用效果等因素特选用浙江慧控科技有限公司生产的综合节能管理系统。综合节能管理系统系统采用了现场设备网传输和先进的现场CAN 总线控制技术，使得系统无论是在技术上及可靠性上都有很高的水平。网络架构图如下图1 所示：

图1 综合节能系统网络架构图

2 世界妈祖文化论坛永久会址综合节能管理系统的平台搭建

本系统合计硬件点一共1800 个，由控制中心搭建在主会场的消控室内，在IDC 机房部署了一台服务器，所有软件及备份都安装在服务器上，在消控室通过管理电脑进行操作管理、在三栋楼一共分布设置了43 个DDC 分站，43 个分站通过通讯总线及网络形成集散控制系统。主会场三层设置了15 个DDC箱，酒店设置了6 个DDC 箱，媒体中心设置了16 个DDC 箱，地下室设置了6 个DDC 箱，三栋楼一共由12 个主控箱，主控箱内有CPU 模块，通过CPU 模块将其他分控箱通过总线拓展连接，其中在每栋楼的主控箱上还设置了触摸屏控制，用于现场紧急状况的现场控制。

3 世界妈祖文化论坛永久会址综合节能管理系统的子系统介绍

系统平台由管理电脑，数据服务器，打印机等组成，计算机与设备网交换机相连。系统平台软件是整个综合节能管理系统的中心，通过软件实现了对整个系统的集中管理、监测及设备联动。整个综合节能管理系统平台由空调系统、冷热源系统、排风系统、排水系统、查询系统、报警系统6 个子系统组成。系统软件界面如图2 所示。

图2 综合节能管理系统平台主界面

图3 空调子系统控制界面

3.1 空调系统

空调系统控制界面如下图3 所示。

世界妈祖文化论坛设计在各会场内都设置了水冷空调系统，一方面是由于会场占地面积比较大，建筑高度比较高，通过水冷空调控制室温比较明显，另外一方面由于项目所在地在海边，早晚温差大以及湿度比较高，利用水冷空调可以控制室内湿度，目的就是为了创造一个良好的会场环境。可以根据不同季节的变化来提供合适的空气温度及室内湿度，以保证人的舒适度。所以我们设计了主要由空调机组构成的空调系统，为了实现对该系统的智能化控制，监控内容如下：

①从风机的强电箱监测风机运行状态、故障状态、手自动状态、新风温湿度、送风温湿度，回风温湿度。

②在过滤网两侧安装压差开关，设定50PA ～500PA 的压力，当压力过大则压差开关报警，工作人员进行滤网清洗。

③通过设定温度及回风温度进行比较进行温度控制，以回风温度当做室内温度作为过程变量，通过调节水阀的开度，采用闭环控制方案一进行PID 调节，是室内温度保持在设定值，并且设定死区，防止水阀频繁动作。在夏季模式下，当回风温度高于设定值时，水阀开度变大；当回风温度低于设定值时，水阀开度变小；在冬季模式下，当回风温度高于设定值时，水阀开度变小；当回风温度低于设定值时，水阀开度变大。使回风温度保持在恒定值。

④空调风机连锁控制，当风机收到启动信号后，先开启新风阀，当新风门开度到达设定值后启动风机，水阀根据预先设定自动进行动作。当风机收到关闭信号后，先停止风机，风机停止后关闭新风阀，关闭水阀。在冬季水阀则保持30%的开度，防止冻裂。

⑤报警功能：滤网压差堵塞，风机故障，运行超时，模块掉线等故障都会有报警提醒，会自动在报警查询内生成报警报表。

图4 排风子系统控制界面

3.2 排风调系统

排风系统控制界面如下图4 所示。

世界妈祖文化论坛永久会址地下车库及屋顶主要有送排风机，通过对送排风机的监控不仅能有效地保证车库空气的畅通及室内空气的流通，还能起到节能作用。

①通过强电控制柜内交流接触的辅助触点来获取风机运行状态，故障状态，通过手自动开关的辅助触点来获取风机本地、远程状态。

图5 排风子系统控制界面

②可点动启动送排风机也可以通过定时来启动送排风机，可根据业主要求来变更时间表，用户也可直接自己进行定时的设定。

③累计风机的运行时间。

④综合节能管理平台通过3D 图形展示送排风机上述监测点位，记录累计运行时间和其历史参数，可自由进行定时设定及风机控制。

3.3 排水系统

排水系统电子地图界面如下图5所示。

世界妈祖文化论坛永久会址地下室有排水系统，屋顶有生活给水系统。通过对液位的监测及水泵的控制来对给排水系统进行统一管理。

①通过强电箱内干接点采集水泵的运行状态及故障状态。

②在集水坑内安装液位开关，通过液位开关的常开点来监测高水位，通过液位开关的常闭点来监测低水位。

③通过软件对水泵的运行状态的采集来累积出水泵的运行时间。

④综合节能管理平台可以统计各水泵的运行工作情况，液位情况及报警情况记录来自动生成报表。

⑤综合节能管理平台通过3D 图形展示集水井内液位高度及水泵状态，水泵故障及水位报警后会联动进行声光报警。

3.4 冷热源系统

冷热源系统流程图如图6 所示。

冷热源系统我们在设计时就设计了两种模式，一种为人为干预另一种为群控，人为干预则是工作人员通过预先指导的顺序手动在软件界面进行开关机流程，先开蝶阀，再开冷却塔，冷冻冷却泵，最后开启冷水主机，关机则反之。在人为干预的过程中我们也做了一定的连锁保护，当系统没有接到前一步动作的反馈后则无法进行下一步操作，防止误操作损坏机组。除了人为干预我们还设置了群控模式，群控模式下一键启动，系统会开始选择投入运行的设备，选择时会根据水泵及主机的运行时间，故障率等参数选择最适合开启的设备，选择时间为10min，10min 后系统会自动开启选择的蝶阀及冷却塔，蝶阀开启信号返回后会开启冷却泵及冷冻泵，冷冻泵及冷却泵运行后会自动开启系统选择的主机，在群控模式下通过设定系统温差进行冷却塔的加减机，通过系统压差设定进行旁通阀的调节，通过设定初始化主机台数可以决定一键开机后开启的水泵数量及冷水主机数量，通过设定加减机负荷率及加减机时间后系统会自动进行加减机操作，当机组负荷超过加机负荷率且超过时间满足加机时间后系统会自动增加开启一台冷水机组。当系统负荷率低于减机负荷时且满足时间条件，系统会自动关闭一台冷水机组。

3.5 查询系统

查询系统主界面如图7 所示。

查询系统可以查询到整个系统所有模块的在线状况，通过红绿来表示模块的上下线及网络的通断，当模块掉线或网络断线则会弹出提醒，工作人员需要到现场检查硬件问题。

3.6 报警系统

在报警界面中我们可以查询到所有的实时报警及历史报警记录，报警参数包括空调机组滤网堵塞，风机故障，运行超时，排风机组风机故障，水泵的过流故障，水流开关断流，集水井液位报警灯，我们可以通过打印机将报警记录打印出来后进行现场排查。

4 结语

世界妈祖文化论坛永久会址的综合节能管理系统可以有效节省大约28%的能耗，同时使用综合节能管理系统可以使会址的所有机电设备都在物业部门的管控中，对于设备的运行情况，报警情况都能在第一时间得到通知。一旦受控设备发生故障，第一时间发出报警给综合节能管理平台，物业人员可以立即做出相应，及时检查设备的报警状况，延长机电设备的使用寿命。

图6 冷热源子系统控制界面

图7 查询子系统控制界面