セントラルエアコンの省エネ

開発背景と利益分析

背景紹介

都市の省エネ改造とグリーン建築の実施に伴い、建築の省エネ・排出削減を実現することはすでに急務となっており、エアコンは公共建築のエネルギー消費の主要設備として、そのエネルギー消費は建築のエネルギー消費の約60%を占め、照明、エレベーター、事務設備の総エネルギー消費を上回っている。そのため、建築の省エネ・排出削減の重点は空調システムにある。

エアコンは長期にわたって重負荷運転を行っており、エアコンの故障率を高めると同時に、寿命も大幅に短縮される。エアコンの温度を合理的に設定し、エアコンの運行を科学的に管理することは、比較的健康で快適な室内環境を提供することができ、正常な仕事、生活需要を満たすことができ、エネルギーを節約し、生態環境を保護することができ、国と民に利益をもたらす良いことである。計算によると、エアコンを正しく使用する前提の下で、冷房エアコンの温度が1℃上昇するごとに、8%節電することができる、ホットエアコンの温度を2℃下げるごとに、10%節電することができます。冷房温度を低くしすぎたり、暖房温度を高くしすぎたりすることによる電気エネルギーの浪費は驚くべきことである。ビル管理者にとって、すべてのエアコンの運転状態をリアルタイムで管理、監視、制御することができず、エネルギー損失の巨大な浪費をもたらした。

空調システムの現状

1.エアコンは統一的な使用能力、使用習慣、エアコン効率などのビッグデータ分析を行うことができず、それによって各エアコンの仕事状況を測定することができず、いくつかの複雑な最適化制御戦略を実施することができなかった。

2.分散制御、集中的な省エネ管理（室温管理制御を含む）ができず、使用者が離れてもエアコンが通常通り稼働する無駄なエネルギーが発生しやすい。

3.人々は部屋に入った後、急速に冷房したり、急速に暖房したりするために、いつもエアコンの調整値を低くしたり、高くしたりしているが、温度が低すぎるか、高すぎると調整値を正常な設定値に戻すことができず、大量のエネルギー消費をもたらしている。人員の省エネ意識が薄く、過冷却や過熱時に窓を開けて放熱すれば、エネルギー消費はさらに驚くだろう。

4.エアコンを使用する必要がない季節や退社、土日祝日などの特別な時間帯には、エアコンの電源投入禁止モードを設定することができる。

5.個別人員は快適度を過度に追求し、夏にエアコンは16℃で運行し、冬に暖房30℃で運行し、高すぎるエアコンのエネルギー消費と快適度の損失を招いた。

6.責任主体は省エネ問題を定量化する。計量なし、数量化指標なし、責任主体が明確でなく、省エネ手段が不足している。

7.エアコンの使いすぎにより、エアコンの寿命が低下している。

経済効果

1）時間帯管理、起動許可時間帯及び起動禁止時間帯を設定することにより、退勤時にエアコンを消し忘れた状況を解決することができ、またある季節（春と秋）、週末の特別時間帯において、直接電源を入れないことを解決することができる。

2）温度制限の管理制御、エアコンを使用する場合、部屋に入ったばかりで必要な快適な温度に達するために冷房時に16℃、暖房時に最高の30℃を設定し、その後、注意を怠ったために長時間高負荷で運転することがよくあります。温度管理制御の目的は、冷凍、暖房の温度制限を設定することであり、例えば、冷凍温度を24℃、暖房の最高温度を20℃に設定することで、省エネを実現する。

管理効果

1）システム運行データはリアルタイムで遠伝、リアルタイムで監視し、全面的にエアコンシステムの運行状況を監視し、異常オン及び故障エアコンに対して適時に処理する。

2）エネルギーデータ及びエネルギー消費指標の統計、分析、管理を実行し、エネルギー消費曲線を実現する。

3）自動起動停止計画タスク、起動モードを設定し、タイミング自動起動停止を実現する。

社会的利益

1）国の省エネ・排出削減の呼びかけに積極的に応え、国の省エネ・排出削減目標を達成し、節約型社会を構築する。

2）建築単位面積当たりのエネルギー消費を低減し、CO 2排出量を減少し、気候環境を改善する。

3）空調管理を通じて、国の公共建築物の空調温度が26℃以上であることに対する規定に応答し、国の政策を実際の場所に実行する。

せいぎょスキーム

集中管理を手段とし、省エネ・排出削減を方向とし、中央空調マルチオンライン制御方案を採用し、RS 485通信、イーサネット方式を通じてあるビルの35台の外機と466台の内機に対して遠隔制御とデータ収集を行い、リアルタイムで各空調設備の運行状態を見、及び遠隔で遠隔スイッチ機、昇降温度、冷房暖房などのモード転換機能を実現し、中央空調の集中管理の難しさ、人為的なエネルギー消費の浪費などの問題を解決し、空調の知能化管理レベルをさらに向上させ、空調設備の省エネ管理を実現し、管理側に利益を創造する。

せいぎょげんり

スマートコレクターは収集したエアコンデータをスマートホストに統一的に送信し、スマートホストはデータ情報を一括してクラウドにアップロードし、クラウドの最上階からエアコン制御コマンドをダウン送信することもでき、まずスマートホストを経て、スマートホストを通じて対応するコレクターモジュールにダウン送信し、最終的にエアコンと実際に接続されたコレクターによってエアコンの内機に対するスマート制御を実現する。

LANサーバやコンピュータを通じてマルチオンライン空調システムのインテリジェント制御を実現することができ、監視された室内温度、空調運転状態などの情報に基づいて、監視された部屋の空調に対して遠隔インテリジェント省エネ化制御管理を行い、室内空調温度を合理的に制御し、良好な室内空気品質を提供することができ、それによって伝統的な空調をより省エネ、インテリジェント、快適にすることができる。

分散構造に基づいて、管理者はブラウザを通じてこの制御システムに登録することができ、ユーザーのニーズに応じて、任意の1台または複数台のユニットの室内機に対してオン、温度、モードなどの設定を実現することができる。

システムスキーマスキーマ図

インテリジェント・コレクターによって収集された空調運転データと電気メーターによって収集された電力消費量はインテリジェント・ホストを通じてシステム管理プラットフォームに伝送され、プラットフォームから発行された制御コマンドはインテリジェント・ホストの下でインテリジェント・コレクターに配布されて空調状態を制御し、データの収集、保存及び制御コマンドの下で発行される役割を担っている。

システム機能

リアルタイムモニタリング

ソフトウェアプラットフォームを通じて各エアコンの遠隔状態のリアルタイム監視を実現し、遠隔でエアコンの状態、運転風速、モード、タイミング状況、設定温度と現在温度を見ることができる。

ローカル制御およびリモート制御

このシステムはプラットフォームを通じて各エアコンを遠隔制御し、風速、温度、モード、タイミングなどの遠隔設定を実現することができる。退勤時、管理者はこの機能を通じて、事務員が消し忘れたエアコンを消し、省エネ管理の目的を実現することができる。出勤時、管理者は遠隔で各オフィスが規定に従ってエアコンを適切な温度に調節しているかどうかを見ることができ、もし国の関連規定に合わなければ、遠隔で調節し、さらに省エネの目的を達成することができる。

温度管理

1）電源投入運転の省エネ温度：タイミング/手動電源投入時、デフォルトの予め設定された温度値で、遠隔設定の省エネ温度値をサポートする。

2）運転温度調節範囲を限定する：冷房/熱モードにおける温度は予め設定された温度範囲内で調節するだけで、遠隔で温度調節範囲値を修正することができる、ユーザーの違反操作が発生すると、温度も自動的に修正されます。

時間管理

1）定時自動シャットダウン、毎日複数のシャットダウンポイントを設定できる。

2）遠隔スイッチ。

3）特殊な場合、バックグラウンド遠隔制御空調スイッチの状態をサポートする。

4）スケジュール管理、履歴スイッチ記録を見る。

権限設定

1）グループ化して特定のグループに権限設定を行うことができます。

2）空調パネル／ワイヤコントローラをロックする、すなわちワイヤコントローラを無効にする。

3）エアコンの着信後に自動的にオンまたは手動でオンの2つのモードを設定する。

システムプライマリハードウェア

インテリジェント通信網のシャットダウン

QT 290 Gは標準的なLoRaWANである™プロトコルの屋内ゲートウェイ。標準的なLoRaWAN端末に接続し、双方向通信を行うことができ、標準的なイーサネットインタフェースを通じてゲートウェイから会社のNS（ネットワークサーバ）に接続し、拡張サポート4 G/LTEでデータアップロードを実現し、IP/WiFi-AP Web配置ゲートウェイの動作周波数点と指向するネットワークサービス器などの関連パラメータをローカルにサポートする。

工業級ハードウェアプラットフォームの設計に基づいて、全金属筐体、PoE/DC 12 V給電をサポートし、カバー距離が遠く、消費電力が低く、運行メンテナンスが簡単な特徴を備えている。さまざまなLoRaアプリケーションノードへのアクセスを許可します。

エアコンパネル温度制御器

LoRaWANに基づくインテリジェント液晶デジタル恒温コントローラは、ファンコイル、電動弁、電動風弁、電動風口、床暖房、壁掛け炉、給湯器及び熱供給設備の温度制御に適している。大画面液晶表示を採用し、冷暖房ガスの吸気量を自動的に調節し、配管の電動弁を開閉し、室内の恒温を維持する目的を達成した。エアコンパネルは内機に直接接続でき、外部からの電力供給も必要なく、中継設備を追加する必要もなく、元の工場のラインコントローラを交換することもでき、元の工場のラインコントローラと併用することもでき、制御は互いに同期した状態になる。

空調ユニットの省エネ制御

空調システムの調整

中央空調システムは主に冷熱源ホストシステム（「冷媒循環システム」とも呼ばれる）、冷凍水循環システム、冷却水循環システム及び複数の空調システム（「末端空調ボックスシステム」とも呼ばれる）から構成される。

主な制御ユニットは5つの部分を含む：（1）冷凍本体（2）冷凍水ポンプ（3）冷却水ポンプ（4）冷却塔（5）末端空調ボックス

エアコン本体のアクセス：各冷水ユニットは標準化需要応答通信機能を備えた通信制御ボードに対応し、各通信制御ボードは冷水ユニットの操作パネルボックスに統一的に取り付けられる。冷水ユニットの操作パネル箱内の空間に基づいて、通信制御板を合理的に取り付け、箱体と通信板のそれぞれの大きさと固定方式に基づいて柔軟に取り付ける。既存の操作パネルボックスに空きがない場合は、通信制御ボードの設置用に通信制御ボードの設置キャビネットをカスタマイズする必要があります。

冷凍水システムの監視制御：冷凍水の出、戻り水パイプにそれぞれ温度センサーを設置し、冷凍水の出、戻り水の温度差の収集を実現する。冷凍水システムにエッジコントローラキャビネットを設置し、センサに送られた水温などのデータを収集し、冷凍水ポンプと冷水ホストの運転状態パラメータを収集し、制御キャビネットに内蔵されたローカル戦略を通じてホストと冷凍水ポンプに対して最適化制御を行い、冷凍水ポンプが冷凍水の出戻り温度差を追跡して自動的に周波数変換運転することを実現する。制御方式：冷凍水システムの給水温度差に基づいて、システムの必要冷却量をマッチングし、冷凍水ポンプの周波数を調節する、冷水ユニットの最適な運転効率曲線をマッチングし、冷水ユニットの運転数量を調節する。

冷却水システムの監視制御：冷却水の出、戻り管に温度センサーを設置し、冷却水の出戻り温度差の収集を実現する、適切な場所を選択し、室外温湿度センサを取り付け、室外温湿度収集を実現する、冷却水システムにエッジコントローラキャビネットを設置し、冷却水ポンプと冷却塔ファンの運転状態情報を収集し、論理制御プログラムを通じて冷却塔ファンを精密制御し、冷却水ポンプの起動停止と冷却塔冷却ファンのインテリジェントパケット制御を実現する。制御方式：冷却水システムの給水温度、復水温度と室外温湿度などのパラメータ変化に基づいて、システムの必要な冷却量に合わせて、冷却塔ファンの運行数量を調節して、それによって冷却システムのエネルギー消費を下げる。

末端空気調和箱システムの監視制御：末端空気調和箱のリターンパイプに温度センサーを取り付けて、所在地の環境温度のリアルタイム収集を実現し、末端の必要冷却量を計算する。エンドエアコンボックスのエッジコントローラキャビネットを設置し、ロジック制御プログラムを通じてエンドエアコンボックスの電磁弁開度を調節し、エンド冷却量の整合調節を実現し、エネルギー消費を低減する。制御方式：末端空気調和箱の対応区域の風口温度と結合し、末端の冷需要量を識別し、電磁弁開度を制御することによって異なる区域の冷量を調整し、区域の冷量化の整合を実現し、それによって不要な冷量の浪費を減少する。

中央空調システム改造措置まとめ表

電力量情報セクション測定

セントラルエアコン側は一定数の計量器具を増設し、関連する電力使用システムと電力使用設備の電力量と負荷情報を取得する必要がある。必要なデータは主に：ユーザーの総使用電力量及び負荷、セントラル空調システムの総電力量及び負荷、セントラル空調システム設備の分電力量及び負荷を含む。ユーザーの総電力量、セントラル空調システムの総電力量、照明システムの総電力量、セントラル空調システム設備の分電力量の計量の収集要求を実現できるようにするために、電気情報の収集は3級計量方式に従って行う。

一次計量一級計量は主にユーザーの総使用電力情報を取得するためであり、以下を含む：ユーザー総使用電力量とユーザー総使用電力負荷、例えばユーザービル制御システムはすでにそのすべての変圧器をカバーしており、一級計量のデータは直接システムドッキング方式で取得することができる。

二級計量二級計量は主にユーザーの中央空調システムの総電力使用情報を取得する。中央空調システムの総電力量、総負荷は主に空調本体、冷凍水ポンプ、冷却水ポンプ冷却塔と末端設備の電力使用情報の和によって得られる。ユーザービル制御システムがセントラル空調システムのすべての設備をカバーしている場合は、システムドッキング方式で直接関連データを取得することができます。カバーしていない場合は、設備の項目別計量を完備し、合計する。

三次計量三級計量は主にユーザー中央空調システム下の設備級用電気情報を取得し、計量実施内容は下表の通りである。

中央空調システム設備レベル別計量要約表

システムインタフェース

メインシステム図

リモート制御

エアコンモニタ

エアコン制御

リアルタイムの詳細

電力使用パラメータ

でんりょくぶんせき

電力量レポート

履歴アラーム