成果名称: 温湿度独立调节中央空调系统性能优化及动态控制关键技术及产业化
完成单位: 广东迪奥技术有限公司,广州大学
主要人员: 张红斌,丁云飞,王红胜,徐晓宁,胡珏,刘燕妮,朱赤晖,黄剑,邓吉龙,唐兰,郝海青,梁天环
介绍:

    1.课题来源与背景 课题来源:广东省低碳技术创新与示范重大科技专项资金项目,温湿度独立调节中央空调系统性能优化及动态控制关键技术及产业化,广东省科技厅,项目编号:2013A011402001。 建筑能耗约占全社会总能耗的30%,已接近发达国家的能耗水平,并且这一比例还将随着人们生活水平不断提高而增加,其中暖通空调能耗约占65%。因此,有效降低建筑能耗,特别是暖通空调系统能耗对节约能源,提高能源利用率,保持我国可持续发展具有明显的经济效益和战略意义,这也是我国国民经济和社会发展的重大需求。目前中央空调系统热湿耦合空气处理过程及缺乏有效的系统控制是导致目前中央空调系统能耗高的主要原因。温湿度独立调节中央空调系统采用两个相互独立的系统(或设备)分别对室内的潜热负荷和显热负荷进行调控,将空气处理的降温和除湿过程解耦,可以使被调环境的温湿度同时满足要求,产生较大的节能效果。本项目对冷冻水进行分级利用,即根据空气处理过程的不同需求,利用低温水进行除湿、高温水进行降温,即温湿度独立调节(或控制)中央空调系统。上述技术的突破,不仅可以保障空调室内热舒适环境、改善室内空气品质,而且可以节约运行能耗。研究成果可以实现对传统中央空调系统的升级换代,既可以用于既有建筑中央空调系统的节能改造,又可以用于新建建筑,其技术应用可直接为广东省实现节能减排目标做贡献,产业化前景广阔。

     2.技术原理及性能指标 本项目基于传热传质与流体流动的基本原理,通过中央空调节能技术的集成和智能控制技术的应用,提高系统整体运行能效比,实现中央空调系统运行节能。在对系统调节对象的外部环境、内部参数及系统运行状态进行实时监测的基础上,利用能源管理与能耗诊断系统对中央空调系统运行过程中各用能设备的能效特性进行实时评价,并以此作为基础对系统运行进行动态调控,获得系统最佳的运行控制模式,同时提高被调环境温湿度参数的控制精度;通过系统热湿传递过程强化、空气调节过程的热湿分控,实现冷媒输配系统优化配置及动态调节,提高冷水机组热力完善度,在满足被调环境热舒适条件下降低系统的能源消耗量。 本项目完成了温湿度独立调节中央空调系统性能优化与动态控制技术研发,实现产业化应用。具体包括:(1)温湿度独立调节空调系统设计方法;(2)温湿度独立调节空调系统动态优化控制方法;(3)增强除湿型新风机组;(4)直接数字控制器(DDC)的研发及成套控制柜的研发;(5)中央空调能源管理与控制系统平台软件开发。利用项目研发技术完成示范工程3个(其中新建建筑2个,即有空调系统节能改造项目1个)。改造项目经第三方测评其综合节能率大于25%。

    3.技术的创造性与先进性 (1)对新风空气处理设备进行热质传递过程强化,实现空气调节过程的热湿分控,使室内设备干工况运行,从而保证了室内更高的卫生条件。 (2)基于温湿度独立调节技术,利用系统仿真和能耗诊断系统,实现空调冷源系统动态的质调节和量调节,改善了冷水机组运行过程的热力完善度,提高性能系数,节约运行能耗,可使冷水机组的运行能耗节约30-65%,与常规中央空调系统相比,系统运行季节的平均节能率达25-50%; (3)基于在线检测技术和优化算法,基于空气处理过程的热湿分控,实现调节环境温湿度参数的高精度控制,温度控制精度±0.5℃,相对温度精度±3%,从而保持室内理想的热舒适环境。 (4)基于网络技术构建空调系统中各设备的运行监控平台,对系统运行过程实施智能化动态管理,实现系统的管理节能。

    4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 本项目研发了温湿度独立调节中央空调系统成套技术,获得授权发明专利4件,实用新型专利1件,外观专利1件,申请并进入实审发明专利2件,获软件著作权2项。发表研究论文6篇,其中被EI收录1篇,核心期刊1篇。已完成了示范工程3项,技术成熟,成果符合国家产业、技术政策,技术含量高,创新性较强,可以实现对传统中央空调系统的升级换代,其不仅可用于新建工程,而且可广泛应用于既有建筑的节能改造,直接推动了中央空调节能技术的进步。

    5.应用情况及存在的问题 项目已列入国家机关事务管理局、中国质量认证中心发布的《公共机构节能节水技术产品推荐目录》(2015年),为下一步项目工程应用打下了基础。本项目完成了示范工程3项,其中2项新建工程,1项节能改造项目,新增销售额1390.83万元,实现利税182.27万元。项目研发的“中央空调能效管理与远程运维平台”被批准为广东省高新技术产品。

批准登记号:
登记日期: 2019-05-14
研究起止时间: 2014-01-01至2016-12-31
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别: 新能源与节能
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2019-04-10