净化厂房中央空调系统的闭环自动控制

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇净化厂房中央空调系统的闭环自动控制范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：本文针对制药行业的能耗特点，着重分析了制药企业在中央空调系统的节能潜力，并结合企业的实际情况，给出了改造建议和改造之后的节能数据，有了准确的数据支撑和参考，具有很广阔的推广价值。

关键词：制药；节能；空调系统；

中图分类号：TE08 文献标识码：A

一、 项目需求背景：

上海海利生物技术股份有限公司是农业部动物防疫生物疫苗的定点生产厂家，根据国家《兽用药品生产规范》规定，生物疫苗的生产必须在符合国家GMP规定的特定净化级别的净化厂房内进行组织生产，净化厂房内的生产环境必须保证规定的温度和湿度。海利公司的一期和二期厂房全部建设成为符合国家GMP规定的净化厂房。

为了维持净化厂房的正常运行，保证净化厂房的温度（18℃ - 26℃）、净化级别和洁净度符合《兽用药品生产规范》的要求，保证正常、安全的生产，净化厂房必须全天24小时进行连续运转。作为净化厂房保障设备之一的中央空调系统也是必须全天24小时运行。因此，中央空调是公司各种运行设备中的耗电大户之一，中央空调的节能改造显得尤为重要。

中央空调主要有两大部分组成：

1、 冷水机组、冷冻水循环系统和冷却水循环系统

2、 通风系统

中央空调的闭环自动控制系统的技术原理，就是通过一个专门研制的自动控制系统，把中央空调的三个组成系统：冷水机组、冷冻水循环系统和冷却水循环系统进行优化、协调和联动运行。

一般来说，设计院在为公司进行厂房设计时，中央空调系统必须按天气最热、负荷最大的工况进行设计，并且一般还会留 10-20% 设计余量。然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，这样就存在较大的富余。

根据现场实际测试，中央空调设备90%的时间在70%负荷以下波动运行，所以实际平均负荷小于设备满负荷，特别是在环境温度比较低，冷气需求量较少的情况下，冷水机组的实际负荷量比较低，这样就使得冷却水循环系统和冷冻水循环系统长期处于“大流量小温差”的现象，造成实际需要负荷与最大功率输出之间的矛盾，使大量的电能白白浪费，给中央空调使用单位造成巨额电费支出，增加了运营成本。

所以经过节能公司的介绍和推荐，经过海利公司的调查、论证，决定在中央空调系统中采用闭环控制来进行节能改造。经过闭环自动控制改造后，中央空调系统可以节约大量的运行费用。

项目的主要的意义在于：

1） 利用闭环控制，可以节约大量的电力能源。

2） 利用闭环控制，可以减少净化厂房的温度波动性，保证生产的安全。

利用变频调速器控制冷却水系统水泵和冷冻水系统的水泵，可以有效延长水泵、阀门和管道的使用寿命。

二、 主要实施内容及考核指标：

(一)、实施内容：

本项目是通过安装专门设计的自动控制系统和传感系统，将运行中的中央空调系统的冷水机组、冷却水循环系统和冷冻水循环系统形成了一个闭环控制系统，具体描述为：

冷冻水温度变化 冷冻水流量变化

冷水机组负荷变化自动控制系统

冷却水温度变化 冷却水流量变化

1、 调整冷冻水的流量

当环境温度降低，净化厂房内的热负荷减少时，实际需要的通过循环冷冻水传送的冷量相应减少。

安装在冷冻水循环系统中的压力变送器传送的信号，反馈到

自动控制系统。自动控制系统根据冷冻水循环系统的循环压力，自动

调整冷冻水系统的循环水泵的转速，达到实时调整冷冻水流量的目的，

减少了冷冻水系统的循环水泵的能耗。

2、 调整冷水机组负荷

安装在冷冻水循环系统中的温度变送器传送的信号，反馈到自动控制系统。自动控制系统根据冷冻水循环系统的温度变化，自动控制系统反馈控制冷水机组，自动调整冷水机组的运行负荷，减少了冷水机组的能耗。

3、调整冷却水的流量

安装在冷水机组中的压力变送器传送的信号，反馈到自动控

制系统。根据冷水机组的排气压力，自动控制系统反馈控制冷却水系

统，自动调整冷却水系统的循环水的转速，达到实时调整冷却水流量

的目的，减少了冷却水系统的循环水泵的能耗。

通过对冷水机组、循环冷却水系统和冷冻水循环系统的运行

参数的监测、动态分析和跟踪预警，使冷水机组、循环冷却水泵和循

环冷冻水泵的负荷都保持在一个恰当的负荷，在保证输送足够冷量的

前提下，使耗电量最小，使节能效果达到最大化。

采用闭环控制系统控制中央空调系统，使中央空调系统的三

部分：冷冻水循环系统、冷却水循环系统和冷水机组能够根据热负荷

的变化同步随时调整运行负荷，有效克服了“大流量、小温差”的浪

费现象。根据节能公司的成功经验和测算，经过海利公司的调查，在

电子行业和同行业中，采用闭环控制系统运行的中央空调系统，尤其

是我公司中央空调的冷却水循环泵是75千瓦，冷冻水水泵是55千瓦，

都是大功率的循环泵，在每年的10月份到次年的3月份，由于周围

环境的温度比较低，所以净化厂房所需要的冷量也相对比较少，所以

中央空调进行闭环控制节能效果尤其明显，所以经过节能公司的综合

测算，如果采用闭环控制系统的运行，节约用电整体能够达到20% —

30%。（我们采用保守数据，按照25%计算）。

其中：自动控制系统和各种传感装置是关键设备，需要购置，申

请专项支持。

需要解决的具体关键技术包括：

1、 系统允许输送冷量自适应计算和动态评估技术。

2、 高精度、稳定的信号变送系统。

3、 高质量的控制模块和变频调速器

（二）、考核指标：

本项目采用专门设计的自动控制系统，实现了中央空调系统的

三个组成部分之间的协调、优化运行，使中央空调系统能够以最小的

耗电量，生产满足生产需要的、稳定的冷冻水。通过自动控制，使三

个系统的运行负荷始终都维持在一个合理的负荷状态，从而比较大地

降低了中央空调系统的运行耗电量，节约了大量的运行费用，节约用

电的效果非常明显。同时保证了减少净化厂房的温度的波动，保证了

净化厂房的稳定运行，保证了稳定生产和安全生产。

参考文献：

[1] 斯派莎克工程（中国）有限公司 《蒸汽和冷凝水系统手册》 --上海科学技术文献出版社 2007.1

[2] 30HY/ XHC螺杆冷水机组开机运行维护手册 –上海一冷开利空调设备有限公司 2004.7

[3] 中国洁净室工程师培训（专家讲稿汇编）--洁净学会编译 2003.9