自动化节能技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇自动化节能技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：工程设计；安全供电；节能降耗

中图分类号：S611 文献标识码： A

引言：能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。其中，电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时，也开始注重电气自动化工程的节能设计，既要做到合理、达到用户使用需求，又要兼顾到节能设计。

一、电气工程设计原则

1、优化供配电设计。促进电能合理利用

在做水库工程电气设计时首先考虑的是适用性，就是要能为水工设备的运行提供必要的动力：为在水库建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源；应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求；应能保证电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度；确保供电、配电与用电设各的安全运行：有可靠的防雷装置：防雷击技术措施；在水库特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施；按水利建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。在满足水库电气工程的实用性和安全性的基础上，利用先进的技术，优化供配电设计。促进电能合理利用。

2、提高设备运行效率。减少电能的直接或间接损耗

在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电源的综合利用率，提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。

3、合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。

二、供电节能技术

1、减少电能传输的损耗

电路线路上必然会存在电阻，因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗，对于这样一种形式的能量损失，我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理，考虑到线路上的电流是不允许改变的，因此就只能够在线路的电阻上做文章，也就是说，只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻，就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨，与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度，相应的节能方式也就可以分为三个大类：一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线；二是尽可能的减少线路的长度，这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现；三是适当的增大导线截面的面积。

2、变压器的节能设计

变压器是电力自动化工程中的重要设备，承担着转换电压、电流和功率的重要作用。变压器是耗能的大户，当变压器处于空载运行状态时，低压系统的能源损耗绝大部分是变压器自身的运行损耗。因此，变压器的节能设计是否合理是整个电力工程节能设计的关键环节。通常，变压器的节能设计要从下面几个环节来考虑：

（1）减少变压器的型材损耗。例如，变压器用的硅钢片、钢材、铜线和绝缘材料、绝缘子和变压器油等都是正常变压器所构成所必备的材料，这些材料的设计选择如果不合理，要消耗供电系统的大量电能，若是本着厉行节约的理念，在满足变压器工作要求的前提下，周密合理地选择材料和运行介质，可为电力工程间接地节约施工成本和节约电能。

（2）为降低变压器的电能损耗，配电线路和配电柜，应尽量选择铜材并且采用换位导线措施，基于降低变压器的空载损耗考虑，应降低磁密并应尽量的选取冷轧用的高质硅钢片，在满足设备运行要求的条件下，尽量采用较薄的硅钢片，达到节能的目的。

（3）选用节能方式的变压器。目前，S11和S10都是为节能的设计要求而“量身打造”这种变压器不仅继承了原有变压器的优点，还具有高效的节能特性，从生产长期运行来看，节能效果比较显著，可作为节能设计的首选变压器。同时，设计时，要注意选择合理的变压器接线方式，合理的接线方式对节能的影响也十分重要，同时，在变压器的生产运行期间，不应让变压器长期过载运行，使得变压器处于超温运行状态，这样不仅加速变压器的老化，同时也增加了变压器的电能损耗。

（4）在工厂车间或大型智能楼宇，由于生产负荷率很大，变压器按设计规范要求通常都放置在电力负荷的中心位置，尽量地与冰冻机、空压机、大型引风机、离心机等大的生产负荷放置在一起，这样便于生产管理，更重要的是可以减少现场电缆的长度、减少输配电线路的事故率，降低线路的电压降和电能的损失，同时提高了系统的功率因数和电能的质量。具体的放置位置要根据生产现场工艺设备的分布和实际情况来布局。对于大型的智能高层建筑，为了经济考虑，应尽量放地下层，因为智能高层用电量大的电气设备多数在低层。

3、供配电系统的设计

通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一，具体来说可以从以下三个方面来着手进行：一是尽可能的减少配电的级别，这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性；二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定，尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置，这样就能够最大程度的降低供电半径，从而实现电力节能，并且，这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。

4、照明节能

在电气自动化的节能设计中，还可以通过照明节能来实现，具体来说同样是有两种方式，一种就是直接利用高效光源，传统的白炽灯虽然简单便宜，但是其发光的效率比较低；另一种就是充分的利用自然光，这就需要对构筑物的门窗进行扩大，或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。

结束语：

电气系统也随着社会的发展在不断的进步，而对于电气自动化中的节能技术而占也正处于发展阶段。现在的节能技术能够达到节能的效果，而今后研究的节能技术将会朝着更好的方向发展。而现在要做好电气自动化的节能设计则应该从导线的选择到最后安装的完成都应该做到最好，并且还要让节能技术在电气系统中发挥到最好的效果。

参考文献：

[1]刘江，浅析220 kV变电电气自动化[期刊论文]-中国科技博览2010(26)

[2]刘沫然，发电厂电气自动化技术分析[期刊论文]-科学时代（上半月）2010(4)

篇(2)

关键词：汽车发动机；节能技术；改良

0 前言

在汽车行进过程中，发动机毫无疑问地扮演者重要角色，发动机是整个动力系统的起始处，包括引擎等，因为发动机的核心部分是引擎，所以很多人就把发动机简单的称为引擎。如今，随着科学技术的不断发展，发动机所涉及的方面越来越多，产业链条越来越长，发动机也在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，人们也在努力的研究着不同用途多种类型的发动机，但是不管发动机的种类怎么多种多样，其基本前提都是要燃烧某种燃料从而产生动力。发动机燃烧燃料实际上就是在消耗不可再生能源，而如今我国正乃至世界都面临着环境污染和资源短缺两大难题，那么，发动机节能减排就是我们首要攻关的。总而言之，加快节能技术的研发，就要重视发动机节能减排技术的推广应用，建立起相应的体制机制，加强国际合作，加大节能力度。

1 发动机节能技术的研究现状

当前，我国已对经济汽车型提供了技术上的支持，这样可以通过发动机的改良使每公里的二氧化碳排放量减少，与此同时也对发动机中燃料的要求进行了更加详细的规范，提高汽油等燃料的使用效能，在减少引擎摩擦、保持引擎洁净方面，经济型汽车当仁不让的占据重要地位，不仅如此，还能使燃料充分燃烧而带来环境效益。中国的乙醇生产量和使用量都非常大，虽然已经在节能减排技术上取得了很大的进展，但是对于汽车发动机的节能减排技术还需要不断探索和发展下去。就技术研究来说，电控喷射系统的硬件要进一步更新，以保证他更加节省能源，采用多气门技术是控制发动机节能的保证，增加气门数量对节能减排有非常大的作用。总的来说，全面采用多气门技术和汽油直喷技术对发动机的节能减排具有重要的推进作用。

2 汽车发动机进行节能改良的措施

2.1 对汽车发动机自动化系统的研究

从制定系统化控制出发，有助于提高发动机的自动化水平，很好的开发机动化的性能。在硬件集成上， 通过接口总线对系统功能进行扩展，在发动机系统中建立比较集中的电控发动机，使开发装置得到更好的校正，这样就可以实现电控发动机自动化标定实验。实验中主要对发动机的软件系统进行设计，提出相应的流程、模拟配置及通道动态配置等设计方案。系统设计过程中有明显的灵活性和可扩展性的特点。具体来说可分为简单的模拟发动机的冷却冷却技术实验，二是自动化发动机控制中考虑设备控制器的波形与三角载波相比较以此来确定信号状态。

2.2 对汽车发动机转速的模糊控制的研究

在以前的控制领域中，控制系统的动态模式的精准度是评价控制好坏的重要标准，详细的系统动态信息是达到精确控制的关键。对于不易看懂的系统，变量过多往往难以快速的描述系统动态，从前的控制理论对于系统的明确有强大的控制力，但对于不易看懂的系统则束手无策，因而就需要用模糊的数学来解决这些问题，对于模糊推理的环节也需要进行一定的仿真计算，而闭环控制仿真计算和模糊合成算法是模糊计算的独特计算方式。

2.3 生物质气化存在问题的改进措施

（1）对气体进行净化。对可燃气中焦油的处理是生物质气化运用技术中一个非常大的难题，当前在世界各国处理焦油最普通的方法分别是过滤法和水洗法，不能不说这两种方法有他的可用之处，但仍然存在不足之处，使得净化不够彻底。在比较大型的气化炉中慢慢采用的是催化分裂解法，这种方法能够有效地处理可燃气中焦油得含量。

（2）废水处理改良措施。对焦油和排灰的处理，需要气化装置和净化装置用很多的水，这些水中含有焦油等有害物质，排放是需要进行无害化处理，并且如果有可能，应该对它进行循环使用。

2.4 汽车发动机喷射方式的改良

节省能源的新方式就是转变发动机的喷射方式，通过活塞泵提供的压力将汽油供o气缸内的电磁喷射器，接下来通过电脑控制喷射器，在恰当的时间吧燃料直接注入燃烧室，将燃烧时内的形状设计好，让混合气体产生涡流，在此情况下让空气和汽油充分混合，保证在点火时能充分稀薄燃烧。汽车发动机在低速或中速运转时，采用分层注油的方式，并未完全封闭节气门，空气进入气缸后，撞到活塞顶部，如果将其顶部设计成特别的样式，能使火花塞周边形成希望中的涡流，压缩的流程结束后，喷射的部位将少量燃油射出，形成可以燃烧的气体。分层注油在很大程度上提高了发动机的经济效益，燃烧实室的其他地方需要空气含量较高的混合气体而在转速低、负荷小的情况下火花塞旁边需要形成浓度较高的混合气体。经过技术改进，小排量的发动机与大排量的发动机在负荷性能大致差不多。作为较好的空气压缩技术，涡轮增压技术具有更精细的特征的优势。如图所示，对汽车发动机喷射方式进行的改良，从而到达了节能的要求。

3 结束语

总而言之，汽车自动化系统控制、发动机转速的模糊控制和发动机喷射方式是汽车发动机节能减排研究的入手点，我们也应该从高新技术领域出发，除了从以上三个方面入手外，还应该寻求更多更有效的节能方法，特别是对汽车发动机的进一步研究，从而提高经济效益和环境效益。

参考文献：

篇(3)

【Abstract】This paper introduces the application and technical characteristics of the inverter，transformation of bucket wheel reclaimer motor control with frequency converter. The frequency converter can provide favorable protection for the reclaimer trolley traveling mechanism transmission system for its superior speed regulation performance and perfect protection function. Therefore， it can extend the service life of traveling motor and reducer etc. main parts ， and reduce the maintenance and improve the operation stability of the equipment ，and reduce the production cost at the same time.

【关键词】变频器；斗取料机；小车行走电机；运用

【Keywords】inverter； bucket wheel reclaimer； trolley motor； application

【中图分类号】TF345.4 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0139-02

1 变频器的应用及结构特性

变频技术是先进的电力技术和计算机技术合二为一的高效节能技术。变频器就是通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备[1]。变频器主要是由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，具备自动节能器监视变频器电流的功能，与设置的变频器最大输出电流相对比。根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等，从而进一步保护电机在运行过程中的消耗，为生产企业降低生产经济成本。随着生产企业的工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器是由主回路和控制回路两部分组成：主回路的作用是通过整流电路将交流电转换成直流电，其次是通过直流中间回路将整流电路的输出信号进行平滑滤波，最后再通过逆变电路将直流电再次逆变为变流电。控制回路则是完成对主回路的控制，并对转矩计算的CPU及相应的电压、电流检测回路进行控制。变频器的控制方式为动态矢量控制，就是通过控制系统高速计算给电机驱动所需的最佳控制电压及电流矢量，最大限度地发挥电机的输出转矩[2]。

2 原有的小车电机控制系统

斗轮取料机小车是一台往复式运动的设备，使用单台15kW的异步电动机进行驱动，通过牵引钢丝绳拖动小车进行往复运动。其控制方式最初采用两个交流接触器控制小车行走电机正反转，在小车的两头安装限位开关控制小车的行程。由于电机工作需要频繁的正反转切换，启动时的冲击力，造成减速机、钢丝绳等机械设备频繁损坏，电气设备中的交流接触器使用寿命减短，需要经常更换，造成设备的故障停机时间长，维修工作量大，并且在生产运行过程中，由于小车运行速度无法进行调节，造成在取料过程中会出现过载情况，取料量无法控制的问题，严重影响了生产。

3 使用变频器调速控制系统

3.1 变频器的选用

根据取料机小车的电机参数以及使用环境，我们选用了型号为FRN18.5G11S-4CX的富士FRN系列交流变频器，它是由富士电机株式会社研发、生产、销售的世界知名变频器品牌之一，在世界各地占有率比较高。主要用于三相异步交流电机，用于控制和调节电机速度。该变频器不但可以通过其键盘面板实现正反转的启动停机操作以及频率的给定，也通过外部接线的方式进行控制，在实际应用中，根据生产工艺要求调整变频器的参数设定，实现设备的保护功能[3]。

3.2 变频器的接线

针对变频器主回路的接线，由于原小车电机控制系统中，使用了两个交流接触器进行控制，在改为变频器控制时，需要将原交流接触器拆除，将电源端接到变频器主回路电源输入端L1/R、L2/S、L3/T，将电机线接到变频器输出端U、V、W，并且输出侧不能连接进相电容器和电涌吸收器，还有就是接地端子必须有良好接地，一方面可以防止电击及火警事故，另外也能降低噪声。

对于控制回路的接线，可将原控制回路的正反转开关接到变频器的正转运行/停止命令端FWD、反转运行/停止命令端REV以及变频器的接点输入公共端CM[4]。当端子FWD与CM端之间闭合（ON）时，电机正转运行，断开时（OFF），电机减速停止；当端子REV与CM端之间闭合（ON）时，电机反转运行，断开时（OFF），电机减速停止。同时将小车行程两端的限位串联到控制回路中，利用限位进行自动正反转控制。在操作台上增加调速电位器，接入变频器模拟输入端子13、12、C1、11，实现变频器的调速。在检查主回路和控制回路接线正确无误，并且试运行小车行走机构没有电机旋转不平衡、加速或者减速不平稳等异常后，即可给变频器送电设置参数。根据电机的参数设定电机额定电压、电机额定电流、电机额定频率、电机额定转速等，根据机械设备负载性能的要求设定相应的加减速时间。由于生产工艺的需求，还要对变频器的运行频率进行限制，所以需要设置频率的上限[5]。针对运行中的过载保护，利用变频器的报警输出继电器，设定相应的报警电流，实现超电流快速跳闸，从而保护设备不受损坏。

3.3 变频器常见故障判断及检查方法

①变频器报OC1、OC2、OC3则是过流故障，主要检查电机连接端U、V、W有无相间短路或者对地短路，未发现短路现象则复位变频器，并运行电机查看运行电流是否过载；

②变频器报OU1、OU2、OU3则是过电压，检查电源电压是否超出参数设置范围，询问操作人员是否突然加速运行而突然停止设备，检查设备动作时主电路直流回路电压是否在保护值以上[6]；

③变频器报OH3则是变频器内过热故障，检查变频器风扇是否运作，散热片是否堵塞，测量变频器工作环境温度是否在规定值内；

④变频器报OL则是过载故障，检查电机功率与变频器内电子热继电器额定值是否匹配，电子热继电器设定值是否合适，电机运行是否有机械卡阻；

⑤变频器报FUS则是熔断器短路，检查变频器内部熔断器是否断路；

4 总结

变频器调速系统的使用为机械设备、电气设备提供了很好的保护，减少了设备的故障率，提高了系统的可靠性，利用变频器的调速系统实现了取料机小车运行速度的控制，速度变化平滑[7]。变频器在保护跳闸后，键盘面板上将显示相应的故障信息，在处理故障时可根据故障信息进行排查，大大减少了维修时间，变频器的使用还有节能降耗的功能，降低企业的生产经济成本，再降低了电气维护人员的劳动强度的同时提高了检修和排查的工作效率。

【参考文献】

【1】金延斌. 变频器在斗轮堆取料机行走控制系统中的应用[J]. 现代经济信息，2009（11）：244.

【2】杨珉. 变频技术在煤场斗轮堆取料机上的应用[J]. 广东电力，2004（02）：83-85+88.

【3】郭x. 高压变频器在煤矿主扇风机节能改造中的应用与节能分析[A]. 全国冶金自动化信息网，《冶金自动化》杂志社.全国冶金自动化信息网2015年会论文集[C].全国冶金自动化信息网，《冶金自动化》杂志社，2015：5.

【4】李俊. 高压变频器在循环风机节能改造中的应用[J]. 水泥，2015（04）：55-56.

【5】矫健. 中压变频器在新烧结除尘风机节能改造中的应用[A]. 中国金属学会.第九届中国钢铁年会论文集[C].中国金属学会，2013：6.

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2013年新入选 CODE 期刊名称

H700 江苏农业科学

H199 江苏农业学报

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H701 江西农业学报

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W514 科学学研究

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关键词：空调系统 节能

中图分类号: TU831 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0018-02

随着社会的发展，公众对舒适生活的需求，空调系统在整个建筑行业中设计更加重要，系统的复杂化和庞大化导致空调系统在整个建筑能耗中的比重越来越大。针对国家倡导的节能减排，在本方案中探讨了北方地区空调系统采用不同的节能措施和自动控制策略，对整个智能建筑运行情况有很大的影响。并提出实际中建筑节能的实现。针对酒店的空间面积大，冷负荷的变化大，采用了“主动节能”的控制策略。

由于建筑物中空调系统绝大部分不会处于满负荷工作，冷水机组不用总是满载运行。末端用户如能具有很好的冷量控制，使得冷水机组的产冷量与用户的需要相匹配，就可以通过调节主机运行，提高其制冷效率，达到冷冻水泵、冷却水泵节能效果。如果末端用户采用变水量时，冷冻水系统可以根据新的运行工况提供新的水量，通过减少流量供应和调节阀的节流损失，同时控制水泵在效率最高点运行。在多台并联冷水机组运行时，尽量使机组处于满载状态运行是节能的重要措施之一。可以通过台数控制使冷水机组提供的制冷能力与用户所需的制冷量相适应。因此，在空调系统运行过程中，通过实时检测、判断用户制冷量需求来确定投入运行主机台数以实现台数控制。

进行台数控制的优化策略为：第一，控制系统冷冻水的总流量始终保持在恰好满足系统负荷要求的水平；第二，根据系统的负荷量和当前冷水机组供应能力的差值，决定下一次启停的时间。原则上应该选择能够满足同时负荷需要，且最接近系统需求值的工作方式。控制的关键在于在调试中找出最佳的启停切换点，还要在运行台数控制的程序中，使冷水机组处于最佳工作效率点周围。其实际负荷计算方法如下：

根据实际负荷的需要调节机组的运行，计算方法为：设冷冻水供水温度(t1)，冷冻水回水温度(t2)和流量(G)，瞬时负荷为Q，Cp为水的比热。

负荷

优化设备启停时间也很重要，控制系统可以根据室外温度、系统容量、建筑物特性来优化启停时间，最大限度的减少运行时间。在首先保证机组最大效率运行的前提下，实现多台冷水机组在部分负荷条件下的最优化时间运行。

冷源系统经常性的处于部分负荷情况下，使得变流量调节变得十分重要。水泵的能耗，可占空调系统总能耗的10%～20%，采用变流量调节系统，就可使水泵能耗根据流量的增减而增减，从而达到显著的节能效益与经济效益。冷却水的设定温度如高于设定值时，控制冷却塔阀门开启，关闭旁通阀，冷却塔风机随即开始运行。如冷却水温度降到某一设定值，控制风机进入低速运行。如果冷却水温度继续下降，降到某一设定值时，就必须关闭风机，通过旁通阀调节使水温保持在可接收的限度。

由于空调系统在整个建筑中能耗巨大，所以控制设计目标放在了节能减排上。除了避免在处理空气过程中冷热量抵消还应该能提供良好的可控性。在自动控制系统中可通过采取工况分区、自动转换、烩值控制、变风量控制、变设定值与变新回风等多种节能控制手段来实现节能优化控制。同时满足控制需求和最佳节能。这样就要求系统集成设计的特点应通过集中监测与科学管理来提高效益，加强协调控制，力争全面节能。一般通过以下典型做法：

第一是通过空气的预冷和预热。通过楼宇自控系统可对空调设备设定最佳启停时间缩短不必要的空调设备运行时间。例如多数办公与商场等建筑物夜晚是不需要开空调的，可以通过提前提前对建筑进行预冷和预热来保证工作开始时室内环境的舒适。同时因为温度是惯性很大的被控参数，在下午可以通过提前关闭空调，使室内温度在一段时间内缓慢降低来达到节能减排。在预冷、预热时，一定要关闭室外新风风阀可以减少获取新风而带来的能量消耗。

第二可采用全热式交换器。室内新气为夏季供冷、冬季供暖，而排出的空气温湿度与室内空气是相同的，可以通过全热式交换器来进行排出空气与新风的热交换来减少新风的热处理量。

第三是按需供冷。在满足用户对冷量的需求的前提下，可对冷源系统实行节能控制。利用网络控制技术，对末端设备、冷水用户和冷源进行监控，发现冷需求和用冷时间请求是呈链状传递。

如图所示为一变风量空调系统的监测与自动化控制原理图。(如图1)

在空调监控系统实际设计中，要充分考虑到建筑物的实际情况特点和大厦的空调方式以及负荷特点，来采取对应的节能措施，以实现真正意义上节能减排。

本方案中的空调设计：(1)空调水系统：本工程为两管制变水量系统。建筑主体水系统分为两部分，第一部分为1～4层，第二部分为5～23层，均接自制冷机房分水缸，水系统定压、补水由制冷机房解决。(2)空调风系统：新风由各层百叶窗引入，本工程客房、办公、包间采用风机盘管加新风系统，另外大会议室、大堂采用热回收式新风处理机加风机盘管加排风，多功能厅采用吊顶式空调机组加热回收式新风处理机加排风。(3)消防中心设分体式空调、电梯机房设分体式空调。

本方案中自控的实现：工程中采用了美国艾顿系统，具体控制内容为：制冷系统采用一次泵变流量系统。空调机组和新风机组冷水回水管上设动态平衡电动双通调节阀，通过调节表冷器的过水量以控制室温或新风机组送风温度。风机盘管设三速开关，且由室温控制器控制回水管上的双通阀开度，以调节进入风机盘管水量。空调机组、冷水机组、风机盘管上双通水阀均与风机做联锁控制。同时冬季空调机组、新风机组停机时，双通水阀应保留5%开度，以防加热器冻裂。冷热源、空调系统、通风系统采用集散式直接数字控制系统（DDC系统)微机控制中心设在制冷机房控制室内。

参考文献

[1]李忠意.基于能量的中央空调节能控制系统开发[D].山东大学硕士学位论文,2009.5.

[2]王孟.基于现场总线的楼与自动化系统的节能设计与集成研究[D].西华大学,2006.

篇(6)

关键词：中央空调；节能技术

中图分类号：S210文献标识码： A

引言

近年来，伴随着人们追求更高的物质文化生活水平，要求创造舒适而健康的室内空气环境，中央空调势必成为21世纪健康环境不可或缺的重要组成部分之一。但中央空调系统运行耗能很大，在某些工业发达国家，供暖和空调系统的能源消耗约占国家总能源消耗的1/3。因此，提高空调系统的能源利用效率已成为空调工程技术的一项重要课题。为了降低空调系统的能耗，在世界能源日益紧张、环境保护日益重要的今天，探讨空调系统的节能环保问题意义重大。

一、中央空调的特点

1、对象特性

不同的被控对象,在相同的干扰作用下,被控量随时间的变化过程也不同。空调自控系统的任务就是克服这些干扰因素,维持空调房间一定的温、湿度和空气品质。但温、湿度的控制效果不仅取决于自控系统,更是取决于空调系统的合理性及空调的对象特性。

2、温湿度相关性

多数情况下，空调控制主要是对空调房间内温度和湿度的控制,这两个参数常常是在一个调节对象里同时进行调节的两个被调量，且这两个参数在调节过程中又相互影响。

3、干扰性

空调系统运行中,由于气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪等外部条件和空调房间中设备、投入运行的多少,以及人员的增减等内部条件的变化,都会干扰空调系统的运行。

4、整体控制性

空调自动控制系统一般是以空调房间内的空气温度和相对湿度控制为中心,通过工况转换与空气处理过程每个环节紧密联系在一起的整体控制系统。空调系统中空气处理设备的启停都要根据系统的工作程序,按照有关的操作规程进行,处理过程的各个参数调节及联锁控制都是与室内温、湿度密切相关的。

5、多工况运行及转换控制

由于空调系统是在全年的室内外条件变化下,按照一定的运行方式(即工况)进行调节的。同时在内外条件发生显著变化时要改变运行调节方式,即进行运行工况的转换。

二、中央空调系统节能的意义

1、建筑节能法规要求空调系统降低能耗

长期以来，当季节变化、昼夜温差变化、温室效应和空调实际使用工况发生变化时，中央空调系统在传统的运行模式下，能源浪费很大。就我国情况而言，现代建筑中采用中央空调的民用、公用及商用建筑，中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，商场和综合大楼等的能耗甚至可能高达60％以上。我国属能源消耗大国，能源有限，利用率不高且依赖性强。近年来能源短缺的现实迫使国家把公共建筑节能提升到战略高度，相应制定了节约能源法，对公共建筑能耗国家实施国家节能标准。

2、产业办公楼宇的发展对空调系统节能提出了更高的要求

现阶段，产业办公楼从发展初期的以“产权式商铺”为主要销售模式逐渐被经营持有型物业所取代，从投资者的经济效益来说，过去一段时间由于利润的实现，产业办公楼多以出售为主，受短期利益的驱动，往往只追求建设阶段的低成本和销售时的高收益，对后期实际使用阶段的效果和运营成本很少考虑，后期往往中央空调系统效率低、能耗大。而目前越来越多的项目——主要为商业办公地产，以持有物业持续经营为主要赢利模式，这势必使投资者及发展商从一开始就关注能耗问题。现阶段我国中央空调能耗现状概述我国现阶段中央空调系统的应用中，更多的关注的是空调系统温湿度控制效果及空气品质控制效果，往往忽略了空调系统的能耗情况。

三、中央空调节能环保技术

1、太阳能空调

太阳能是一种可持续利用的清洁能源。利用太阳能供热与制冷是近年来国内外新能源研究领域的热点课题。利用太阳能真空集热管与溴化锂双效吸收式制冷技术的有机结合，形成夏季制冷、冬季供热和全年生活热水供应的空调热水机组，做到一机多用，从而可以显著提高太阳能空调系统的利用率和经济性。

太阳能空调热水系统的优点：季节适应性好。太阳能空调系统的制冷能力是随着太阳辐射能量的增加而增大的，这正好与夏季人们对空调的迫切要求相匹配；太阳能吸收式空调热水系统以不含氟氯烃化合物的溴化锂为工作介质，无臭、无毒，减少了温室气体的排放量，有利于环境保护。

2、变频空调系统

变频空调是指采用变频原理得到可变化交流电源来控制压缩机的转速，从而根据需要控制空调器的输出能力。在中央空调系统中目前运行使用的大部分空调输送系统，大都按传统方法设计运行，即根据空调的最大负荷设计水系统和风系统，而空调系统大部分时间处于部分负荷状态，一般水系统通过阀门节流，风系统通过再加热等措施以适应部分负荷运行的需要，而采用此种调节方式能量浪费严重。有资料统计表明，此类调节方式中，定速泵和风机所耗电能有60％一70％消耗于调节阀、节流控制压降等处，因此改变空调输送系统的流量调节方式，节能潜力巨大，而变频调速技术的发展成熟，可将其应用于空调输送系统中，当空调负荷下降时，通过变频装置调节水泵(风机)的转速，从而减少水(风)量，节省电机的耗电量，达到节能目的。

3、智能控制技术

智能控制技术是自动化技术发展到高级阶段的产物，融合了控制技术、信息技术和人工智能等多种技术，包括模糊控制技术和神经网络控制技术等。对于现代空调日益复杂的系统，传统控制技术难以实现精确、可靠且有效的控制，智能控制技术因此应运而生。

（1）模糊控制技术

模糊控制是模糊数学、人工智能和计算机科学等多种学科相互渗透而产生的一种具有很强理论性的控制技术。模糊控制系统的理论基础是模糊集合论、模糊逻辑推理规则和模糊语言变量，计算机控制技术是其系统的主要实现形式，其核心为智能模糊语言控制器。这种控制系统具有智能性和自学习性，并且并不需要建立精确的系统数学模型，适用于复杂的系统和过程。目前模糊控制已经在中央空调的定风量空调系统和变风量空调系统中得到了应用。

利用模糊控制技术对空调回风温度和湿度进行自动调节，可以受到不错的节能效果。利用温度传感器将测得的回风温度信号输入到模糊语言控制器中，并与给定值进行比较，根据比较结果自动调节回水调节阀的开度，以实现控制冷冻水流量的目的，从而使室内温度稳定在设定值。对于这个自动控制系统，新风温度的变化是系统的一个干扰量，为了提高系统的控制精确性，可以将新风温度传感器的信号作为一个反馈信号加入到系统中。采用模糊控制的回风湿度自动控制系统与回风温度自动控制系统工作原理相类似。

（2）神经网络控制。神经网络控制融合了人工神经网络理论和系统控制理论，属于智能控制的另一个分支。其原理是模拟人脑神经系统的工作方式，以大量简单的处理单于相互连接，构成一种复杂的网络。神经网络的结构可分为输入层、隐含层、和输出层。在中央空调的控制系统中，采用神经网络代替原来的控制器或辨识器，就构成了神经网络控制系统。这种控制方式对于复杂的、不确定的系统具有良好的控制效果，整个控制系统可以获得较高的稳定性和动静态性能。并且对于变化的环境有着良好的适应性。基于这些优秀的性能，神经网络控制技术在中央空调的控制系统中也得到较多的应用。

结束语

我国的建筑施工中的中央空调的施工建设已经取得了长足地发展，节能环保技术成为施工技术中控制的重点，同样的现今我国的很多的施工建设都是和节能相关联，我国的科学家也在不断地研究和探索节能的新理念，相信我国的中央空调的建设施工会更好的实现节能和环保这两个目标。

参考文献

[1]谭胤.张德源智能中央空调节能系统设计实现[期刊论文]-工业控制计算机2013.

篇(7)

Abstract: From the application of modern energy and environmental pollution, modern hvac system of energy saving and sustainable development, traditional hotel hvac systems and its existing problems the three aspects, for the surface of the water source &heat pump water system, based on the requirements of the Guilin star hotels climate, the analysis of water resources conditions, the system of Guilin star hotels, and the practicability of the surface of the water source &heat pump Ronghu hotel application form of the actual research. Finally, from air-conditioning load analysis, initial investment analysis, system analysis, and the investment capital is recovered freight analysis from four aspects to popularize the water source &heat pump star-rated hotel of feasibility analysis.

关键词:地表水源热泵;星级宾馆;节能;减排;可行性

Key words: surface water pump;star-rated hotels;energy-saving;emissions;feasibility

中图分类号:TK01+8 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)20-0101-03

1调研的背景及意义

目前我国的建筑能耗不断增加,占据社会总能耗的27%以上,且其总量呈逐年上升趋势。其中2/3为暖通空调系统所消耗。根据暖通空调行业的研究成果,如果采取相应的节能技术,使现有空调系统节能20%～50%,是完全可能的。从可持续发展的角度看,利用可再生能源及提高能源利用效率是降低建筑能耗的根本途径,热泵技术的开发满足了节约与环保的双重要求,而其中的水源热泵技术更是具有巨大的发展潜力,丰富的地表水和地下水以及生活污水都可以用作水源热泵机组的冷热源。因此,大力发展水源热泵技术对空调节能具有非常大的现实意义。在我国南方地区,常见的采暖方式很多,但从其使用能源的过程来看,过程可以简单的概括为:夏天采用冷却塔+水冷空调主机+末端空调设备实现制冷,全年生活热水及冬季供暖,采用燃油锅炉或者电加热锅炉,这种传统的供暖模式在长期运行中,发现存在以下一些问题:①能源利用率低。②高位能(如煤、燃气、油、电等)的使用不合理。③传统供暖方式对环境的影响。④常见的供暖模式设备利用率低,初投资大。

综上所述,现有常规的供暖模式是一种“热源消耗高位能源、向建筑物室内提供低温的热量、向环境排放废物(如废热、废气、废渣等)的单向性的模式。这种供暖模式既耗能又污染环境。而热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置,它虽然会消耗一定的高位能,但理论上供给用户的却是消耗的高位能和吸取的低位能的总和。

水源热泵技术以其无污染、效能高、运行稳定、一机多用、利用可再生能源等特点已被世界各地广泛应用。在国家日益重视建筑节能的今天,水源热泵空调系统有着巨大的节能潜力和广阔的应用前景。而地表水源热泵系统的适用性与地区的地表水量、水温、水质以及室外气候条件有关,水源热泵系统对水源系统的要求是:水量充足、水温适度、水质适宜、供水稳定。水源热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。对于开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对于开式系统而言,主要需要解决水温,水量和清洁度的问题。

2桂林市星级宾馆应用地表水源热泵空调系统的条件分析

2.1 气候条件桂林市地处南岭山系的西南部,平均海拔150米,典型岩溶地貌,地处广西壮族自治区东北部,北纬24°18″-25°41″,属中亚热带季风气候。境内气候温和,雨量充沛,无霜期长,光照充足,热量丰富,夏长冬短,四季分明且雨热基本同季。年平均气温为18.9 ℃。8月最热,月平均气温为23℃;1月最冷,月平均气温15.6℃。年平均无霜期309天,年平均降雨量1949.5mm。平均蒸发量1490～1905mm。年平均相对湿度为73～79%。年平均日照时数为1670h。平均气压为994.9kPa。

2.2 水资源条件桂林市的水系以两江四湖为主。两江四湖――是桂林市中心区的漓江、桃花江、榕湖、杉湖、桂湖、木龙湖等环城水系的总称。

漓江位于中国广西壮族自治区南岭山脉西南部,属珠江水系,全长214 km,流域总面积6,050 km2,总人口约为150万人。流域年总降水量为108亿m3,年平均降水量为1 900 mm,其中蒸发量损失约为28亿m3,水资源总量为80亿m3。其中,地表水资源总量为71亿m3 (加上跨流域引水1亿m3),地下水10亿m3。流域人均水资源为5 020.5 m3,地表水资源人均4 623 m3,远远高于全国人均水平2 700 m3/人。根据国际水资源丰富程度指标,漓江流域属于人均水资源量丰富地区。对于漓江来说,水资源需求包括河道外国民经济用水(包括人类生存、发展的用水)和维持水文景观生态平衡的河道内景观生态用水两部分。流域河道外国民经济用水主要集中在桂林城区(含)以上地段,2000年为11.51亿m3,占全流域63%。流域河道外国民经济用水为18.328亿m3,仅占流域水资源总量的22.91%,可以认为流域的水资源开发仍有潜力。只要桂林在枯水季节能够保持30 m3/s的水量,则流域的水资源的承载力是可以满足流域经济社会与生态的可持续发展的需要。因此,桂林城区以上段选为地表水资源平衡计算段,水资源的保证率为95%(特枯年)。

以上由2000年分月别分地段的河道外用水,预测2010年、2020年的河道外用水量。根据20年桂林水文站的流量资料分月别计算水资源供给量。

2.3小结以上分析了桂林市的水资源和气候环境的因素以及地表水源热泵系统对水资源的要求。桂林市的大部分星级宾馆都位于两江四湖周边,而影响地表水源系统运行效果的重要因素主要是水量、水温、水质和供水稳定性。漓江水容量和水质,以及温度的范围均满足开式水源热泵系统的要求。

3桂林市榕湖饭店应用水源热泵系统调研

桂林市榕湖饭店原来在夏天时采用冷却塔+水冷空调主机+锅炉+末端设备实现制冷,全年供生活热水及冬季供暖。根据榕湖饭店三面环湖的特点,设计单位于2004年初开始探讨利用榕湖水的水源热泵中央空调综合节能系统在榕湖饭店应用的可行性。前期做了一年多的大量调查研究和试验,进行了许多技术创新,在2006年为其设计投资兴建了广西首例地表水源热泵系统。

改进的系统设计为两台热回收双冷凝器水源热泵机组取代原有冷却塔+水冷空调主机+锅炉系统,直接利用桂林榕湖作为机组的冷热源(未采用板换)。该机组可以在夏季空调制冷的同时利用热回收技术免费获得生活热水,冬季则用一台机组采暖,一台机组生产生活热水。在改造工程中还对整个机房部分做了自动化改造,大大减轻了操作和管理强度。

这套系统成功投入运行,全年为整个饭店提供空调和生活热水,保证饭店的正常营业要求和重要的国宾接待任务。特别在2008年1月桂林遇到五十年一遇的冰冻灾害,榕湖湖水温度最低为3.5℃,在这种极端恶劣的气候条件下,改造后的水源热泵系统依然能平稳、高效的运行,无需任何辅助加热设备,保证了饭店的供暖和超量的供应生活热水,并以优质的售后服务,圆满完成对总书记及相关领导的接待的政治任务。设计的这套系统经受了严峻考验后,事实证明是完全成功的,也代表了当今地表水水源热泵系统最先进的技术水平。设计安装的这套新型节能环保的水源热泵系统2006年在榕湖饭店投入运行以后,和原榕湖饭店传统的中央空调系统相比,显现出强大的优势,主要表现在以下几个方面:①节能效果显著。与原榕湖饭店传统中央空调相比,设计安装的水源热泵系统在2006年8月份投入至2007年7月,运行一年来为饭店节省空调费用1309507元,比原系统节约了49.5%,宾馆住宿的利润一般为5%,以每位客人平均消费1200元计算,这相当于每年为酒店增加了20000位客人,占全年接待人数的一半。②环保作用突出。整套系统无需锅炉,投入运行一年就为榕湖饭店节省了257.4吨柴油,相当于节约了389吨标准煤,减少了1011吨二氧化碳、9338公斤二氧化硫、2723公斤氮氧化物的排放,环保作用突出。③降低运行维护成本。原系统由6人全职操作,2人负责维护整个系统,改进后系统实现了全自动化智能控制,只需兼职人员操作。

4桂林市星级宾馆水源热泵系统应用推广的可行性分析

4.1 桂林市星级宾馆概况桂林市的星级宾馆绝大部分在桂林市两江四湖周围,也就是说这些处于丰富地表水资源周边的星级宾馆具有采用水源热泵系统的环境优势,由于桂林市两江四湖环城水系的改造,地表水资源分布比较平均,也为水源热泵系统的应用打下了良好的基础。

4.2 桂林市星级宾馆推广应用水源热泵系统的初步经济性分析

根据我们的调查,桂林市星级宾馆中有30家以上空调热水系统设备运行已有12年以上,即将进入报废期,基本到了设备更新阶段,为水源热泵系统的推广提供了良好的机遇。现以四星级桂林饭店为例进行水源热泵系统设备分析:设计夏季制冷210天,过渡季节110天,冬季45天,空调平均运行时间为12小时,宾馆平均60%负荷计,夏季和过渡季节生活热水用量为80T/天(55℃),需换热量为240万大卡/天,冬季约150T/天(55℃),需总换热量为525万大卡/天。燃气锅炉效率为90%,燃气发热量=8500Kcal/Nm3,天燃气按4.0元/Nm3计,电价按0.8元/kwh计,每天热水量按80吨计。初投资分析饭店使用设备明细和估价表见表1,表2。能耗比较表见表3。水源热泵系统与冷水机组+热水锅炉系统投资回收比较见表4。

由估算数据可以看出水源热泵系统的运行费用比冷水机组+热水锅炉系统降低41.2%,其回收年限为0.946年,通常情况下,只要其投资回收期≤5年就可认为此系统是可以作为优选方案的。由于桂林市大部分星级宾馆都位于桂林市两江四湖周边,具有得天独厚的地理优势,对于节能减排,有很好的发展空间和潜力,值得推广。

5结论

本论文以桂林市星级宾馆空调采暖耗能为调研对象,并对水源热泵技术在桂林市星级宾馆推广可行性进行了分析。本文通过桂林市气象局和水文提供的资料进行了统计,对桂林市星级宾馆的分布分析,并结合实例进行了经济性分析和比较,较为全面地总结了使用地表水源热泵系统的特点。现文所得的结论总结如下:

(1)通过对桂林地区气候条件、水资源条件、地表水源热泵系统对水源系统要求的分析,探讨该系统在桂林市星级宾馆应用的可行性;通过对漓江的相关参数的研究发现:漓江江水水温度常年都在10~25℃间波动,此种温水作为水源热泵系统的冷却水相当节能。

(2)地表水源热泵技能效果显著。通过对榕湖宾馆实例的分析,地表水源热泵系统比普通空调热水系统节能49.5%。

(3)环保作用突出。以榕湖饭店为例,整套系统无需锅炉,投入运行一年就为榕湖饭店节省了257.4吨柴油,相当于节约了389吨标准煤,减少了1011吨二氧化碳、9338公斤二氧化硫、2723公斤氮氧化物的排放。如广泛推广到各星级宾馆,每年可有效的减少对大气环境污染的排放量。

(4)较低的运行成本和较低的建筑成本。水源热泵系统使用寿命15年以上,供热、生活热水锅炉使用寿命最多八年便要更换。水源热泵系统由于系统简单,运行可靠,设计实现了全自动化智能控制,只需兼职人员操作。且热泵机组体积小占地面积小。

(5)能为酒店创造更多的价值。宾馆的利润一般为5%,要获取更多的利润,最有效的方式就是节能。

(6)投资回收期快。

(7)桂林市大部分星级宾馆的空调热水系统即将进入报废期,这给水源热泵系统提供了有利的机遇。

水源热泵技术是一项环保节能的技术,对于社会的发展和减少环境污染的排具有明显的优势和成效,可以达到人与环境的双赢。水源热泵系统的推广,出了技术和成本上的进一步完善外,还需要政府进一步完善水资源利用的相关法律法规,使技术在运用上做到有法可依,有章可循。

参考文献:

[1]孙亚罡.松花江水源热泵系统在吉林市应用的可行性分析[J].哈尔滨工业大学,工学硕士学位论文,2006.

[2]吴明华.地表水源热泵在重庆地区的工程应用研究[J].重庆大学.硕士学位论文,2007.

[3]喻泽斌,龙腾锐,石炼,王敦球.漓江水资源调查与水量调节研究[J].重庆大学学报,2004.