节能型高等学校校园建设模式研究.pdf
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1、1 0 0 低温建筑技术 2 0 1 0年第 9期( 总第 1 4 7期 ) 节能 型高等学校校园建设模式研究 朱学莉 , 朱树先, 汪帮富 , 郭胜辉 ( 苏州科技学院机电r程 系, 江苏苏州2 1 5 0 0 9 ) 【 摘要】 文中提出了高等学校校园信息节能的理念, 构建了一个基于无线传输模式的高等学校校园建筑 节能控制网络, 其中现场控制器以P L C为核心, 现场与控制中心以无线方式进行通信, 实现了系统的网络集成, 从 而对高等学校节约型校园建设模式进行了有益的探索与研究。 【 关键词】 节能; 负荷预报; 控制装置 【 中图分类号】 T U 8 【 文献标识码】 B 【 文章编号
2、】 1 0 0 1 6 8 6 4 【 2 0 1 0 ) 0 9 0 1 0 0 0 2 0引言 建筑节能有多种实现途径。节能材料、 节能结构、 节 能设备及节能工艺的开发和应用是建筑节能的常规方法。 本项目提出应用“ 先进控制技术 、 现代信号处理、 网络集成 技术” 相融合的方法 , 开发了集中空调节能控制器、 供水节 能控制器、 供电节能控制器、 照明节能控制器, 并对以上4种 节能装置进行无线 网络集 成 , 构 成 了一个 大学校 园建 筑节 能控制 网络。 1 技术平台 在本项目研究中, 现场控制装置以西门子 s 7 2 0 0 P L C 为核心, 以昆仑通态触摸屏作为人机界面
3、, 采用宏电 G P R S 模块与上位管理机进行无线通信, 上位管理机以力控 F o r c e C o n t r o l 组态软件作为监控系统软件, 几种技术平 台实现了 无缝连接 。 2 高校校 园建筑节能控制网络的研制 基于无线模式的高等学校 校园建筑 节能 网络 由空调节 能节点( 1 一 ) 、 供水节能节点( 1一m) 、 供电节能节点( 1一 P ) 和照明节能节点( 1 一q ) 组成。该控制网络的最大特点是 将过去传统的、 只能集中在中央控制系统上的控制功能分 散到现场设备 中, 实 现了既可 以现场控 制 , 又 可 以远程 监控 的灵 活的控制方式 。 2 1 硬件设
4、计与研 制 2 1 1 硬件功能总体规划 建筑 空调 、 供水 、 供 电与照 明控 制装 置分别作 为建筑节 能控制网络的上一个节 点 , 由上位 机进行管理 , 构 成校园建 筑节能无线控制网络。该 网络按照不同的建筑分项, 从集 中空调、 供水、 供电与集中照明几个方面对校园进行节能控 制与管理。 ( 1 ) 空调节能系统。可以实现对整个动力中心的监 测控制, 如监测板式换热器一级网供、 回水温度及压力, 二 级 网供 、 回水温度及压力 , 汽 水交换 器 出、 回水 温度 , 冷却 水 供、 回水温度、 室外空气温度及湿度, 储冰槽进、 出1:3 温度 等; 调节一级网供水阀门开度、
5、 冷热水泵、 乙二醇泵、 冷却塔 风机等 的转 速 ; 控 制 汽水 交换器 、 冷热水 循环泵 、 乙二醇泵 基金项目 江苏省建设 系统科技项 目资助( 2 0 0 9 0 6 2 4 0 0 0 7 ) 等的启 停; 实现乙二醇定压补水箱、 冷热水定压补水箱等 超限水位的报警。系统的节能部分以板式换热器回水温度 为被控量 , 将负荷预报结果作为控制系统的参考轨迹 , 实现 控制系统的进一步节能。 ( 2 ) 供水节能系统。目前, 变频恒压供水已成为建筑 供水的主要方式 , 但由于不同用户不同时间段内供水压 力 流量的特性不同, 这种恒压供水方式无法适应不同时间 段内供水压力的特性。供水节能
6、控制装置基于供水专家系 统对供水泵站的供水水泵进行变频调压供水。 ( 3 ) 供 电节 能系统 。低压 配电网 的电力负荷 中 , 有很 大一部分是感性负荷 , 它不仅消耗有功功率也吸收很多无 功功率 , 造成功率因数下降, 降低供电质量和供电能力。 针 对建 筑供 电节 能功率 因数 补偿 的要求 , 本项 研究 提 出供电负荷预报与调功率因数补偿的供电节能策略。供电 节 能控制装置根据检 测数据对 系统 的功率 因数 进行 动态 补 偿 , 以提高 电能利用率 、 减小供 电设备的容量及电能损耗。 ( 4 ) 照明节能系统。随午夜后用电量的大大降低, 一 定程度上使得电网的电压升高, 不仅
7、增加了照度也损害了 照明灯具。针对这个问题, 本项 目提出了人体视觉感应与 非相控智能调压方式, 即根据人体视觉感应原理对集中照 明的供电电压进行智能调节。 本项 目采用 8 4 2 1 码变压器组进行补偿控制调压 的方法 对集 中照 明系统 的电压进行智 能调节 。采 用该方法 理论上 可获得任意精度的电压输 出值, 其优点是性能可靠 、 成本 低, 尤其是易于解决灯具的集中照明控制。这种调压方式 可以获得稳定的输出电压, 解决午夜后电网电压升高所引 起 的功率 损耗及 对照 明灯具的损害 。 2 1 2硬件组成 按照上述节能控制策略, 本项研究中分别开发了建筑 空调、 供水、 供电与照明节
8、能控制装置, 各装置由模拟现场 变量的实验板 , P L C主模块及扩展模块、 触摸屏、 G P R S通信 模块四个部分构成见图 1 。其中, 实验板用来模拟现场的模 入量、 模出量; P L C主模块选用 6 E S 7一C P U 2 2 6 , 扩展模拟量 输入模块 选用 E M 2 3 1 , 模拟 量输 出模块 选 用 E M 2 3 2 。主模 朱学莉等: 节能型高等学校校园建设模式研究 1 O l 块除实现控制功能外 , 还提供开入量 、 开出量接 口, 扩展模 块用来提供模入量、 模出量接 13; 根据现场需要 , 装置中加 入了人机界面 , 便于在现场直接调试 ; G P
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