HVAC暖通空调自控案例集

HVAC暖通空调自控行业案例集 | 高西自动化

行业背景与需求趋势

近年来数据中心PUE监管趋严、医药洁净GMP合规升级、商业公建节能压力加大，HVAC系统已从单一温湿度保障转向“能效+品质+可靠”三位一体。冷机群控（Chiller Plant Optimization）、水泵变频（VFD）、VAV末端调节与新风焓值优化等自控技术，成为降低运营成本的核心抓手。

图1：冷却水系统SCADA监控画面（3台冷水机组+冷冻/冷却水泵群控）

一、数据中心HVAC / Data Center HVAC

1. 淘宝天津数据中心项目 / Taobao Tianjin Data Center

项目背景

淘宝天津数据中心为超大规模IDC，冷热源含多台离心式冷水机组、冷却塔及水泵群，原系统各冷机手动启停，未按IT负荷动态匹配冷量，部分负荷效率低、水泵工频能耗高。

高西自动化解决方案

采用西门子S7-1500 PLC作为冷热源群控主控制器，上位机部署WinCC SCADA，通过Profinet总线接入冷水机组、冷却塔风机、水泵变频器，协议层打通Modbus RTU与BACnet MS/TP。控制策略：冷机加减机轮值、冷冻水二次泵变压差、冷却塔风机变频跟随冷却水温、按室外湿球温度切换免费供冷工况。关键报警短信与微信双通道推送。

图2：淘宝天津数据中心冷热源PLC控制柜（西门子S7系列模块现场安装）

实施效果

冷热源站实现无人值守，冷机负载率从55%提升至75%以上，水泵变频后辅机能耗下降约30%，运维人力由每班4人压缩至1人。

客户价值

在保障IT机房温湿度SLA的前提下，实现冷热源系统的能效跃升与少人化运维。

2. 长三角移动数据中心项目 / Yangtze River Delta Mobile Data Center

项目背景

长三角移动数据中心为运营商级机房，要求HVAC系统7×24连续运行，并与动环、门禁、消防联动，对可用性与协议开放性要求高。

高西自动化解决方案

以霍尼韦尔DDC控制器为末端控制核心，分层部署MAU、AHU与精密空调群控子系统，上层通过OPC UA对接客户既有动环SCADA平台。策略覆盖：MAU过滤段压差监测、AHU冷热盘管阀PID再热、温湿度分时段切换、消防联动停机联锁。

实施效果

一次验收通过，机房温湿度精度达±1℃/±5%RH，点表对接零遗漏，年运行未发生空调故障导致的机房温升。

客户价值

满足运营商级机房的高可靠与开放互联要求，HVAC系统稳定支撑业务连续运行。

3. 吉化集团数据中心项目 / Jilin Chemical Data Center

项目背景

吉化集团数据中心承载生产调度与MES数据，HVAC需兼顾连续性与节能，原空调机组控制分散，参数无法集中监视。

高西自动化解决方案

采用PLC+触摸屏就地柜加集中监控两级架构，对冷热源与末端空调机组集中组网。采集送回风温湿度、过滤网压差、水阀阀位、风机状态与报警；输出冷热水阀调节、风机启停变频、新回风比例调节。上位机通过Modbus TCP接入集团能源管理平台，实现能耗分项计量。

图3：厂务监控操作员站（SCADA系统集中监视冷热源与空调运行）

实施效果

空调系统集中监视与远程操作，运行记录自动归档，水泵变频与新风优化后综合能耗下降约18%。

客户价值

为化工集团生产调度数据提供稳定、节能的环境保障，并纳入集团能源管理体系统一监管。

图4：冷却水塔系统SCADA画面（CT01-CT04四台冷却塔加减机与变频控制）

二、医药HVAC / Pharmaceutical Cleanroom HVAC

4. 以岭药业集团洁净环境HVAC项目 / Yiling Pharma Cleanroom HVAC

项目背景

以岭药业生产车间需满足GMP洁净要求，对温湿度、压差梯度、尘埃粒子控制严格，HVAC须稳定可靠并具备数据追溯能力。

高西自动化解决方案

按洁净分区部署AHU与MAU控制机组，采用西门子S7-1200 PLC+变频柜就地控制，上位机WinCC集中监控。策略：洁净区压差梯度PID调节（回风阀与新风阀联动）、温湿度高精度PID再热加湿、生产/灭菌时段模式切换、过滤器压差趋势记录与更换预警。报警与操作日志按GMP要求电子归档，支持审计追踪。

图5：MAU-01新风机组WinCC监控画面（过滤段/冷热盘管/加湿段/风机变频）

实施效果

洁净区温湿度精度±1℃/±5%RH，相邻房间压差稳定在10Pa以上，通过GMP验证，过滤器预警使非计划停机下降约40%。

客户价值

在满足GMP合规的前提下，通过分时段运行策略降低洁净空调能耗，兼顾合规与节能。

三、商业建筑 / Commercial Building BA

5. 苏州久光百货商业综合体BA项目 / Suzhou Jiuguang Department Store

项目背景

苏州久光百货为大型商业综合体，含商场、餐饮与停车库，空调规模大、用能集中，原BA系统老化，冷热源与末端联动不足。

高西自动化解决方案

以霍尼韦尔DDC控制器为BA现场层，按楼层与业态分区配置DDC分站，监控冷热源、空调机组、新风机组、通风排风、给排水与照明。系统按营业时间、节假日与过渡季自动切换模式，车库CO浓度联动排风变频。

实施效果

BA覆盖全场机电集中监控，运维从现场巡检转为远程监盘，车库通风变频后风机运行时长下降约25%。

客户价值

提升商业综合体机电系统的集中管理水平，降低运维人力与通风能耗。

6. 苏州普优通风项目 / Suzhou Puyou Ventilation

项目背景

苏州普优通风项目涉及工业与商业通风系统的自动控制，需根据车间/区域环境参数自动调节风机运行，兼顾通风效果与节电。

高西自动化解决方案

采用自研GXC-200 PLC作为现场控制器，接入温湿度与有害气体变送器，通过变频器调节风机转速实现按需通风，支持手自动切换与故障报警上传。

实施效果

通风系统由工频连续运行改为按环境参数变频调节，风机综合电耗下降约30%，现场环境空气质量稳定达标。

客户价值

以较低投入实现通风系统按需调节，环境达标与节电同步达成。

7. 某商业综合体BA节能改造项目 / Commercial Complex BA Retrofit

项目背景

某已运营商业综合体原BA仅具监视功能，冷机群控与VAV调节缺失，空调能耗高，业主希望通过节能改造降低电费。

高西自动化解决方案

不更换既有冷主机，新增冷机群控（Chiller Plant Optimization）系统与VAV末端控制箱。群控层PLC实现冷机加减机优化、冷冻水大温差小流量、冷却水泵与冷却塔跟随负荷变频；VAV层按区域温湿度调节风量并联动空调变频。上位机部署能耗管理模块，分项计量冷站、末端与照明。

实施效果

改造后综合节能率达28%，其中冷站效率提升贡献约60%、VAV末端调节贡献约40%，项目投资回收期约18个月。

客户价值

在既有建筑上以较小改造成本获得显著节电收益，18个月收回投资。

节能改造前后关键参数对比

四、医院HVAC / Hospital HVAC

8. 北京101医院HVAC项目 / Beijing 101 Hospital

项目背景

医院HVAC需兼顾门诊、病房、手术室与ICU不同区域，对洁净区压差梯度、温湿度稳定性及应急切换要求严格。

高西自动化解决方案

按医院功能分区部署空调机组控制，普通区域DDC监控送回风温湿度与水阀PID，手术室、ICU维持正压梯度，配置备用风机自投与故障报警，报警分级推送值班人员。

实施效果

各区域温湿度与压差稳定在工艺范围内，故障报警响应缩短至分钟级，未发生因空调故障影响诊疗环境的事件。

客户价值

为医院不同诊疗区域提供分区可控、故障可预警的HVAC环境保障。

五、光电行业HVAC / Optoelectronics Industry HVAC

9. 龙腾光电HVAC项目 / Longtian Optoelectronics

项目背景

光电面板厂房对洁净室温湿度与微振动控制要求高，HVAC需配合工艺时段稳定运行，并与厂务系统联动。

高西自动化解决方案

为厂房MAU/AHU配置PLC控制柜，实现温湿度高精度PID与变频调节，过滤器压差实时监测预警。系统预留OPC UA接口，可与厂务监控（FMCS）平台对接。

实施效果

洁净室温湿度波动控制在工艺范围内，空调故障率下降，运维人员通过统一平台掌握空调运行状态。

客户价值

为光电生产线提供稳定环境保障，为后续厂务数字化打下基础。

六、IDC动环节能 / Data Center Energy Saving

10. 某IDC运营商精密空调群控与PUE优化项目 / IDC Operator PUE Optimization

项目背景

某IDC运营商单机柜功率密度提升后，精密空调独立运行、群控缺失，PUE长期在1.45左右，电费占运营支出大头，要求改造后PUE降至1.3以下。

高西自动化解决方案

部署精密空调群控系统，PLC实现空调机组轮值、冷通道热点联动、加湿除湿联锁与备用机自投。上位机采用高西自研SCADA，实时采集IT负荷、供回水温度、室外湿球温度与空调耗电，运行PUE计算与冷通道热点热力图分析，联动冷冻站变频与冷却塔免费供冷切换。

图6：数据中心机房现场（运维人员检查机柜与精密空调运行状态）

实施效果

改造后PUE从1.45降至1.28，年节省电费超过200万元；精密空调故障报警通过短信/微信/邮件多级推送，故障响应时间缩短至分钟级。

客户价值

以可量化的PUE下降直接降低IDC运营电费，年省电费超200万元。

七、高西自动化HVAC行业能力总结

高西自动化（原高新机电，2000年成立）专注HVAC自控与楼宇BA系统集成，技术栈覆盖西门子S7-1200/1500 PLC与WinCC SCADA、霍尼韦尔DDC、自研GXC-200 PLC；协议支持Profinet、BACnet、Modbus、OPC UA，可对接既有楼控与厂务（FMCS）平台。团队熟悉冷机群控、水泵变频、免费供冷、VAV调节、洁净区压差控制等节能算法，已落地项目综合节能率15%~35%。通过ISO9001/ISO14001认证，团队23人平均经验10年+，长三角2小时现场响应、7×24远程支持。

八、常见问题 / FAQ

Q1：HVAC自控改造投资回收期多久？

仅做水泵变频+冷机群控约1.5~3年；叠加VAV与新风优化后节能率25%~35%，回收期可缩至18个月。

Q2：支持哪些PLC和楼控协议？

硬件兼容西门子S7-1200/1500、霍尼韦尔DDC及自研GXC-200 PLC；协议覆盖Profinet、BACnet、Modbus、OPC UA。

Q3：PUE从1.45降到1.28靠什么？

精密空调群控+冷通道热点联动+冷冻站变频+冷却塔免费供冷组合，实时PUE计算与负荷预测动态调优。

Q4：服务响应能力？

总部苏州相城区，长三角2小时现场响应、7×24远程支持，交付后1年质保终身维护。

联系方式

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