摘要：通過對空調(diào)制冷系統(tǒng)存在問題的分析，提出了基于IT技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)概念和實施方案。詳細介紹了網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)的框架結(jié)構(gòu)，闡述了核心單元——通用網(wǎng)絡(luò)控制器和在網(wǎng)絡(luò)型冷水機組上的應(yīng)用，分析了局域網(wǎng)絡(luò)空調(diào)控管系統(tǒng)和網(wǎng)中央空調(diào)管理系統(tǒng)的功能，并通過與BACNET的空調(diào)自控的比較，總結(jié)了基于INTERNET的網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)的特點和效益，得出網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)是空調(diào)制冷業(yè)發(fā)展方向。最后進行了具體實例分析。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)、BACNET、INTERNET TCI/IP、系統(tǒng)節(jié)能

Application of IT technology in Air-Conditioning & Refrigeration system
——BORRY network air conditioner system (BCNS)

Abstract: According to the analysis about current problem of refrigeration system, the concept and application of BCNS basing on IT technology is proposed. The structure details of BCNS, the core unit: general network controller, the application of controller in network chiller, the performances of LAN manage system and BCNS are introduced. Through the compares with the other automation control system of air conditioner on the basis of BACNET, the characteristics and advantage of BCNS on the basis of INTERNET are concluded. There is a practical example in the end.

Key Words: BCNS, BACNET, INTERNET TCP/IP, ENGERGY SAVING
Tsinghua University . Beijing .China

一、 引言

    在IT技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，國家制定了信息化帶動產(chǎn)業(yè)化的國策，目前我國能源特別是電力緊張，而空調(diào)制冷設(shè)備及系統(tǒng)耗能已占國家總能耗近１/5，系統(tǒng)節(jié)能面臨新的挑戰(zhàn)，同時空調(diào)制冷設(shè)備系統(tǒng)采用智能化控制的不足１/5，并且系統(tǒng)的開放性、兼容性和使用效果較差，不能滿足用戶的要求。如何將制冷空調(diào)系統(tǒng)與IT技術(shù)緊密地結(jié)合起來，為客戶提供高品質(zhì)的系統(tǒng)服務(wù)？
IT技術(shù)與傳統(tǒng)的制冷空調(diào)業(yè)相融合是科技發(fā)展的必然趨勢，利用成熟可靠的IT技術(shù)應(yīng)用在空調(diào)制冷系統(tǒng)中，可以為客戶提供人性化、個性化和網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計與服務(wù)，能夠確保制冷空調(diào)系統(tǒng)使用更簡便、性能更可靠、費用更低廉、服務(wù)更迅速。并可以很好地解決空調(diào)制冷系統(tǒng)以下問題：
如何使空調(diào)制冷的負荷需求與實際相符合？
如何增強空調(diào)制冷系統(tǒng)控制的適用性、兼容性，并降低造價？
如何實現(xiàn)空調(diào)制冷設(shè)備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化？
如何實現(xiàn)定量科學管理，達到系統(tǒng)高效節(jié)能，管理便捷？
如何使用戶的系統(tǒng)享受專家級的技術(shù)支持？得到迅捷周到的服務(wù)？
INTERNET網(wǎng)絡(luò)以其成熟可靠的技術(shù)，低廉的價格，在全世界得到了廣泛的推廣應(yīng)用。針對目前我國空調(diào)制冷業(yè)“重建設(shè)輕管理，重設(shè)備輕系統(tǒng)，空調(diào)制冷系統(tǒng)與樓宇智能系統(tǒng)無法兼容，能耗高管理難”的現(xiàn)狀，博瑞公司于1999年率先提出了“網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)及數(shù)字樓宇”的創(chuàng)新理念，并得到了國家科技部和中國制冷學會等相關(guān)部門和業(yè)內(nèi)專家學者的認可和支持。

二、網(wǎng)絡(luò)中央制冷空調(diào)構(gòu)架

    經(jīng)過科學分析論證,我們提出了網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)的創(chuàng)新理念，它的框架層次如下:
建立中央空調(diào)管理系統(tǒng)：通過Internet 可以實現(xiàn)對各個用戶空調(diào)制冷系統(tǒng)的在線運行監(jiān)控及管理，實時提供專家級技術(shù)服務(wù),以局域網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立局域網(wǎng)絡(luò)空調(diào)控制管理系統(tǒng)（BCNS），將空調(diào)自控及樓宇智能化（消防、安保、強弱電等）與樓宇網(wǎng)絡(luò)資源共享。實現(xiàn)空調(diào)制冷設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，將智能化冷水機組及其它空調(diào)制冷設(shè)備，升級為網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備，主要設(shè)備賦予IP地址。

 
網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)的硬件組成主要包括：(1)WWW.ChinaBorry.Com 網(wǎng)站(2)BORRY 網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)管理系統(tǒng)服務(wù)器(3) INTERNET 網(wǎng)絡(luò) (4)BORRY局域網(wǎng)絡(luò)空調(diào)控管系統(tǒng)（BCNS）(5)LC2000NT通用網(wǎng)絡(luò)控制器（適用于網(wǎng)絡(luò)型冷水機組、空調(diào)機組、新風機組、冷庫、機房輔助設(shè)備的控制）等。

BORRY網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)系統(tǒng)，它的基本特點如下：
1、空調(diào)制冷設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)——LC2000NT通用網(wǎng)絡(luò)控制器
運用成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，融合BORRY十余年制冷機組控制和系統(tǒng)控制及管理的經(jīng)驗，BORRY公司經(jīng)過多年的研發(fā)，推出LC2000NT通用網(wǎng)絡(luò)控制器 — 即網(wǎng)絡(luò)DDC,它是以INTEL高性能微處理器為核心的高可靠性組件，同時配有針對空調(diào)制冷系統(tǒng)特點專門開發(fā)的控制軟件，該控制器可控制各種空調(diào)制冷設(shè)備,并可直接接入LAN網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)空調(diào)制冷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制和管理，并可通過因特網(wǎng)實現(xiàn)遠程在線監(jiān)控和管理。LC2000NT通用網(wǎng)絡(luò)控制器基本特點：

LC2000NT通用網(wǎng)絡(luò)控制器的應(yīng)用-----實現(xiàn)空調(diào)制冷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化
LC2000NT通用網(wǎng)絡(luò)控制器目前主要應(yīng)用在：冷水機組---LC2000NT/D網(wǎng)絡(luò)型冷水機組（包括開啟式、半封閉、低溫、水源熱泵等）、機房輔助設(shè)備---LC2000NT/M型機房輔助設(shè)備控制（水泵、冷卻塔、電動閥等）、空調(diào)機組和新風機組---LC2000NT/A 型空調(diào)機組控制等方面。
LC2000NT/D 網(wǎng)絡(luò)型冷水機組屬于信息化機電一體化產(chǎn)品，具備網(wǎng)絡(luò)通訊功能, 智能化控制方面，功能有所增加。可根據(jù)具體情況，將維護管理設(shè)定為三個層次：日常、專業(yè)、高級。其特點：
1.高度智能化冷水機組
2.豐富的人機界面;屏幕保護及功能設(shè)定
3.完善的故障診斷和保護
4.自動能量調(diào)節(jié)、自動記錄系統(tǒng)信息
5.對負荷和耗電量提供定性和定量分析和控制
6.可通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊連接機組群和局域網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制。
7.各主要系統(tǒng)運行參數(shù)（如壓力、溫度、流量等）可與BCNS 共享
    LC2000NT在機組上實現(xiàn)了冷水進出水溫度、冷卻水出水溫度、排氣溫度及油溫的實時監(jiān)測。設(shè)置高低壓保護開關(guān)，冷凍水及冷卻水斷水保護開關(guān)等，實現(xiàn)了系統(tǒng)故障的實時監(jiān)控。通過控制實現(xiàn)過載保護，油壓差保護以及對供液電磁閥、能調(diào)電磁閥等主要機組部件的控制。通過控制程序運算，可實現(xiàn)10％～100％負荷變化下的無級能量調(diào)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)檢測到各類故障時，電腦控制器自動進入邏輯關(guān)機狀態(tài)并發(fā)出報警，在面板上顯示出故障類型和部位。在調(diào)試和檢修階段，還可以對各狀態(tài)參數(shù)進行重新設(shè)定和故障屏蔽，以完成手動關(guān)停機組和檢修等工作。實現(xiàn)機房群控和網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)功能。機房輔助設(shè)備和空調(diào)機組等設(shè)備通過LC2000NT與網(wǎng)絡(luò)連接，進行局域網(wǎng)絡(luò)通訊，融入局域網(wǎng)絡(luò)空調(diào)控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)整個系統(tǒng)自動化運行管理。

2. 局域網(wǎng)絡(luò)空調(diào)控管系統(tǒng)（BCNS）
    基于IT技術(shù)發(fā)展，以INTRANET TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，與 LAN網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)，對空調(diào)制冷系統(tǒng)進行控制及管理?？芍苯硬捎靡延蠰AN網(wǎng)絡(luò)，無需重新布專線，與傳統(tǒng)的樓宇控制網(wǎng)絡(luò)相比較易實現(xiàn)。
? 能夠有效協(xié)調(diào)冷水機組群和整個系統(tǒng)，改變了僅考慮單機的COP.c值, 引入系統(tǒng)COP.sys值, 以系統(tǒng)高效節(jié)能為控制目標,因而系統(tǒng)性能得到很大提高，系統(tǒng)安全可靠性得到充分保證。以TCP/IP為協(xié)議,通過LC2000NT對輔助設(shè)備和制冷空調(diào)機組進行監(jiān)控。協(xié)調(diào)管理相關(guān)設(shè)備，如水泵、冷卻塔、補水裝置、制冷空調(diào)末端設(shè)備，由于控制硬件通用，只需相應(yīng)地使用不同管理軟件，因此成本較低。監(jiān)測系統(tǒng)運行并記錄數(shù)據(jù)：檢測紀錄數(shù)據(jù)是BCNS的基本功能，采集大量數(shù)據(jù)定時打包傳送。解決了目前樓宇自控中存在的不兼容問題。
具有完善的故障診斷分析處理系統(tǒng)，可確保系統(tǒng)安全運行。定時保存、打印制冷空調(diào)系統(tǒng)運行管理報告，便于用戶了解系統(tǒng)運行情況。具有日程安排功能，針對不同需求預先設(shè)置運行參數(shù)，達到無人值守。

3．網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)管理系統(tǒng)（BCMS）主要功能,博瑞網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（Borry Control Manager System —— BCMS）是博瑞網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)系統(tǒng)的指揮管理層，通過對網(wǎng)絡(luò)控管層（BCNS）發(fā)來的數(shù)據(jù)進行分類儲存、分析判斷、處理診斷，對可能出現(xiàn)的故障進行預警，為空調(diào)系統(tǒng)的運行維護和優(yōu)化調(diào)整積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使空調(diào)系統(tǒng)的運行維護更加科學化、專業(yè)化，確保系統(tǒng)在安全、可靠、經(jīng)濟的狀態(tài)下運行。
博瑞網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)由安裝在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫和一組軟件組成，包括：邏輯運行知識庫、能量調(diào)節(jié)知識庫、專家管理知識庫、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件、聯(lián)機管理軟件組成。
通過上述數(shù)據(jù)庫和相關(guān)軟件，可以實現(xiàn)：查詢用戶空調(diào)制冷系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)和相關(guān)信息；實時監(jiān)測各主機運行狀態(tài)及制冷空調(diào)系統(tǒng)信息，分析空調(diào)系統(tǒng)運行情況，確保整個系統(tǒng)在最優(yōu)化狀態(tài)下運行；并進行遠程控制。專家系統(tǒng)具有最佳運行模式選擇，統(tǒng)預警功能，故障診斷等功能：對空調(diào)制冷設(shè)備做出精確的能量分配、消耗分析及相應(yīng)費用分析報告，及時反饋給用戶。監(jiān)測空調(diào)制冷系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的運行狀況，并給出運行報告。根據(jù)用戶要求，對用戶空調(diào)制冷系統(tǒng)實施托管業(yè)務(wù)。

三、網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)與其他類似技術(shù)的比較和分析

1． 通訊協(xié)議
樓宇自動化系統(tǒng)BAS出現(xiàn)于20世紀70年代末期。由于市場原因，各個廠家開發(fā)獨立的通信協(xié)議，造成不同廠家控制設(shè)備之間的通信非常困難，最終用戶的系統(tǒng)性能和投資效益受到損失。社會需求推動著技術(shù)向前發(fā)展，開發(fā)和使用開放的、統(tǒng)一的通信協(xié)議是社會和技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
目前我國使用BAS中有兩種主要通訊協(xié)議：Lonworks和BACnet 。這兩種協(xié)議在通訊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸方式、控制方式、成本、兼容性等方面與INTERNET網(wǎng)絡(luò)還存在較大的區(qū)別。三種主要協(xié)議的性能比較(INTERNET﹑BACNET和LONWORK)見下表:

自控協(xié)議 BACnet LonWork TCP/IP
提出者 ASHRAE 美國Echelon公司 ARPARNET/BORRY

發(fā)展趨勢 平穩(wěn)下滑 緩慢增長 快速增長
技術(shù)特點 監(jiān)控設(shè)備之間的通訊數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu) 開放式分布式控制網(wǎng)絡(luò) 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸在
InternetTCP/IP平臺上開放性、
標準化高、容易實現(xiàn)各種控制
通訊介質(zhì) 專線和橋架 專線和橋架 通用網(wǎng)線
擴展性 較難 較難 很容易
數(shù)據(jù)容量 有限 有限 無限
復雜程度 中 高 低
施工難度 難 難 易
廠商 美國Honeywell、Johnson、siemens；技術(shù)實力雄厚，
各廠家協(xié)議不同，產(chǎn)品兼容性差，造價昂貴 ，局限
較大 微軟，INTEL，思科等國
際著名公司提供技術(shù)平臺，
BORRY為運用服務(wù)商
性價比 價格較貴，性能局限，兼容較差 價格低廉，性能卓越
通過以上分析比較，可以得出：因特網(wǎng)以其技術(shù)的成熟性、通用性、開放性、兼容性、易用性和低廉的價格等特性得到迅速發(fā)展。博瑞公司采用的以Internet TCP/IP協(xié)議為控管技術(shù)，必將在控制和管理和樓宇智能化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2． 制冷機組能量控制
    目前制冷機組采用微處理器對其進行智能化的控制,通訊接口主要采用232/485接口, 目前BAS通訊協(xié)議因受其開放性、兼容性和可靠性的影響,因此目前BAS僅對機組進行開關(guān)量的控制和故障監(jiān)測,無法對耗能大戶冷水機組進行能量控制。
采用BORRY網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷水機組，由于采用標準和開放的通訊協(xié)議，因而機組及機群可以根據(jù)系統(tǒng)負荷的需求，實現(xiàn)精確的能量控制，同時以機群、冷站及整個系統(tǒng)的能效為控制目標，實現(xiàn)系統(tǒng)高效節(jié)能。
BORRY網(wǎng)絡(luò)中央制冷空調(diào)的推出,打破了以往BA技術(shù)由少數(shù)公司壟斷，互換性差、造價昂貴及操作管理十分復雜的局面；更重要的是它可以實現(xiàn)“OA＋CA＋BA”三網(wǎng)合一，真正實現(xiàn)了數(shù)字樓宇。

四、網(wǎng)絡(luò)中央制冷空調(diào)的技術(shù)特點及客戶收益

技術(shù)特點：
1、 建立在成熟的Internet技術(shù)基礎(chǔ)上，同其它設(shè)備可共用一個技術(shù)平臺。
2、 所不在的全球網(wǎng)絡(luò)，不需再增加任何附屬設(shè)備。
3、 可通過網(wǎng)絡(luò)直接進行控制軟件的升級，終生享受專家級的服務(wù)。
4、 網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)專家系統(tǒng)。
5、 可與遠程用戶進行數(shù)據(jù)交換，實時監(jiān)測該系統(tǒng)運行狀況。
6、 低成本檢修，維護方便迅捷；無人值守，降低運行成本。
7、 機組數(shù)據(jù)、運行資料、工程設(shè)計資料及檔案資料統(tǒng)一建檔管理。
8、 系統(tǒng)獨立運行，專業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計，并設(shè)防火墻技術(shù)。
客戶收益：
1、 節(jié)約能源
2、 降低智能化和網(wǎng)絡(luò)化空調(diào)制冷系統(tǒng)的初投資
3、 節(jié)省維護費用，降低運行管理難度,可實現(xiàn)機房無人值守
4、 最大限度地延長機組壽命
5、 優(yōu)越的性能價格比
6、 系統(tǒng)具有開放性、兼容性和易用性, 永不落伍的控制升級。

五、網(wǎng)絡(luò)中央制冷空調(diào)系統(tǒng)運用及分析

如何在實際工程中使用BORRY 網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)系統(tǒng)呢？下面介紹一個實例：
1、某辦公樓建筑面積3萬平方米，采用3臺LC2000NT冷水機組
其它空調(diào)制冷設(shè)備有：空調(diào)箱機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、電動閥、平衡閥、流量計、補水泵、補水箱液位計等
2、BORRY網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)管理系統(tǒng)（BCNS）圖示

 通過以上介紹在實際工程中應(yīng)用的BORRY 網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)系統(tǒng)，我們不難發(fā)現(xiàn)它所具有的優(yōu)點，而且能為我們的客戶帶來了巨大的效益。綜上所述，我們可以得到以下結(jié)論：
? 面向用戶的空調(diào)系統(tǒng)的全面解決方案
? 空調(diào)自控與樓宇網(wǎng)絡(luò)相互融合的途徑
? 易于實現(xiàn)的空調(diào)制冷系統(tǒng)能量控面缸
? 提供專家級的管理系統(tǒng)
? 優(yōu)越的性能價格比
目前網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)系統(tǒng)已在清華大學教學樓、首都師范大學、中石化等空調(diào)制冷行業(yè)得到成功應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
結(jié)束語：網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)代表著傳統(tǒng)行業(yè)在網(wǎng)絡(luò)時代發(fā)展的必然趨勢，博瑞公司努力進行了一些探索，上述僅從空調(diào)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制和管理方面談IT技術(shù)的運用，同樣可對冷凍冷藏系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)控管技術(shù)，目前還可推廣運用于奧運場館和地鐵的空調(diào)系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)使各個遠距離的空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控；由于空調(diào)制冷專業(yè)基于實驗科學, 通過網(wǎng)絡(luò)空調(diào)制冷技術(shù)的運用, 可實現(xiàn)研發(fā)----設(shè)備測試----系統(tǒng)測試----長期跟蹤分析, 設(shè)備和系統(tǒng)完善等一整套從定性分析到定量分析,改變科研---設(shè)備生產(chǎn)廠家-----系統(tǒng)建設(shè)-----運營管理脫節(jié)的局面。我們也認識到存在種種不足和局限，希望能夠與廣大的空調(diào)制冷業(yè)內(nèi)同仁共同努力，以促進整個空調(diào)制冷行業(yè)信息化的發(fā)展，希望借助IT技術(shù)的發(fā)展，是我國空調(diào)制冷業(yè)跨入國際領(lǐng)先行列。