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    軌道交通空調節能控制解決方案

    蘇州市軌道交通3號線

    蘇州市軌道交通3號線是線網中東西向的骨干線路,主要連接高新區、姑蘇區、吳中區和工業園區等組團。
    線路全長45.214km,均為地下線,設站37座,均為地下車站。

    項目需求

    蘇州市軌道交通3號線通風空調和防排煙系統由隧道通風和防排煙系統、車站公共區通風空調和防排煙系統(簡稱車站大系統)、車站設備管理用房通風空調和防排煙系統(簡稱車站小系統)和空調水系統組成。

    其中,大系統主要功能是排除公共區的做余熱和余濕、降低空氣含塵量,保證車站內空氣環境質量,以滿足人員“過渡性舒適”的要求;水系統主要功能是以水(包括鹽水、乙二醇等)為介質對冷量進行輸送和分配。


    服務內容

    達實智能為蘇州市軌道交通3號線工程37個車站通風空調大系統及水系統提供節能控制系統,包括節能控制系統功能、設計、結構、性能、安裝和試驗等方面的技術服務。

    節能控制系統包括1個平臺和2個子系統,分別為:車站集中管理平臺、車站大系統節能控制子系統和車站水系統節能控制系統。

    車站集中管理平臺:負責受控通風空調系統的集中監視、管理和控制。


    車站大系統節能控制子系統:通過對系統各種工藝參數及設備參數的采集,計算并記錄空氣處理機組的輸出能量趨勢序列,結合系統特性、循環周期、歷史負荷數據等推理預測“未來時刻”系統的負荷,從而確定空氣處理機組的最佳運行參數,實現空調區域溫度的精確控制,在保證服務質量的前提下,最大限度的降低系統的能耗。


    車站水系統節能控制子系統:通過應用現代計算機技術、自動控制技術、變頻調速技術、系統集成技術等,對中央空調水系統的運行進行優化控制,以提高空調能源利用效率。節能控制系統以空調水系統綜合能效最優作為控制目標,對冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔、冷水機組進行節能控制。


    服務亮點

    節能控制系統融合了計算機、自動控制、變頻調速、群控和系統集成等技術,集控制與管理于一體,以模塊式控制箱(柜)為產品單元,采用分布式總線控制結構,通過模糊控制有效完成車站通風空調系統中風水的協調耦合控制,實現通風空調系統高效運行。


    1、模糊控制

    節能控制系統通過模糊控制對水系統及大系統進行優化控制。模糊控制包括輸入、模糊化(A/D,即數字量轉化模擬量)、模糊推理(知識庫或規則庫)、解模糊(D/A,即數字量轉化模擬量)、輸出。節能控制系統首先對水系統及大系統模糊控制器的輸入量進行滿足模糊控制需求的處理,并對輸入量進行尺度變換,確定各輸入量的模糊語言取值和相應的隸屬度函數,然后系統根據模糊規則庫,實現模糊推理,最后將推理得到的控制量轉化為控制輸出,并下發給執行單元。


    2、負荷預測

    節能控制系統采用簡化的建筑熱物理模型來測算地下建筑所需的供冷量。系統根據典型標準氣象數據庫,可以對全年8760小時的空調負荷進行實時模擬。同時,系統可通過采集的實時數據及系統的歷史運行數據,根據當前氣候條件、系統特性和室內負荷情況,通過聚類分析和機器學習的方式,對未來1天的空調負荷進行精確的預測,從而指導空調系統優化啟停及部分負荷運行。


    3、風水聯動

    節能控制系統集中管理平臺通過局部的模糊控制及全局的模糊規則優化迭代,以水系統和大系統兩者整體能效最佳為目標,采用GA遺傳算法和基于BP-ANN模型對水系統模糊控制的輸入變量、模糊規則(即知識庫)中的變量因素權重,及大系統模糊控制的輸入變量、模糊規則(即知識庫)中的變量因素權重同時進行迭代、比較、優化和自學習,從而可有效的協調優化車站空調系統中水系統、大系統的耦合控制,提高系統的能效水平。


    4、仿真試驗

    節能控制系統出廠前,均進行仿真測試,以減少現場調試工作量及故障率。達實智能控制系統仿真試驗裝置,具有自主知識產權,可模擬現場控制柜以及控制設備的所有狀態。仿真試驗裝置內配備應有的變頻器、控制器以及PLC等元器件;同時配置觸摸面板,可顯示設備運行狀態、頻率、功率等參數。PLC控制器可反復多次測試以編程的程序;狀態點模擬板可手動模擬變頻器狀態(報警、故障等)、手動模擬閥門狀態(開到位、關到位、故障等);變頻器實時顯示頻率,用以驗證程序正確性;通訊測試儀根據實際控制柜的通訊接口,可選用ModbusTCP等主流協議進行通訊。


    5、能耗模擬

    達實智能項目實施團隊,采用國際領先的能耗模擬軟件Energyplus,對蘇州市軌道交通3號線工程37個車站的通風空調全年能耗進行了模擬仿真,并向業主和設計院詳細展示了能耗仿真模型及計算過程和方法。結合仿真結果,達實智能向客戶承諾在保證地鐵車站環境舒適度的前提下,3號線通風空調系統節能控制系統實施后節能量將會達到20%以上,受到客戶的一致認可和好評。

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