建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)節(jié)能控制模式

姜楠

【摘要】建筑設(shè)備自控系統(tǒng)涉及子系統(tǒng)眾多，其覆蓋范圍較為廣泛。當前建筑設(shè)備自控系統(tǒng)主要包括有空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、照明及動力監(jiān)控系統(tǒng)，電梯監(jiān)控系統(tǒng)和能量計量系統(tǒng)、變配電監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)這幾個主要的系統(tǒng)。本文對其模式進行了重點研究。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化 建筑設(shè)備

一、空調(diào)節(jié)能自動化控制

中央空調(diào)系統(tǒng)耗能量最多的為空調(diào)基礎(chǔ)與冷凍站相關(guān)設(shè)備，通過BAS利用終端的負荷計算調(diào)節(jié)機組的工作時間和輸出的冷熱風(fēng)量，從而達到機組的最優(yōu)運行。現(xiàn)代社會科學(xué)不斷進步，各個中央空調(diào)機組與冷凍站相關(guān)設(shè)備的生廠家利用微機技術(shù)，實現(xiàn)了相關(guān)設(shè)備的數(shù)字元控制，為實現(xiàn)自動化控制提供了良好的設(shè)備基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的雙位元控制壓縮機能量調(diào)節(jié)已升級為多臺聯(lián)動控制、變速控制、無極卸載控制等更為先進的控制方式，使調(diào)度愈加準確。機組負荷調(diào)度也由傳統(tǒng)的控制方式發(fā)展為多變量輸入模糊控制，增強了機組的工作效率。

二、變流量系統(tǒng)電氣自動化控制模式

中央暖通空調(diào)系統(tǒng)通常占據(jù)了建筑總能耗的五成以上，某些地方的建筑甚至在七成以上。就目前而言，大部分的中央暖通空調(diào)系統(tǒng)是針對全負荷工作狀態(tài)下進行設(shè)計的，然而現(xiàn)實使用中往往是處于部分負荷的狀態(tài)，這必定會造成能耗的浪費，不利于節(jié)能。如何在保證舒適性的前提下盡量節(jié)約能耗？變流量系統(tǒng)應(yīng)運而生。變流量系統(tǒng)主要分為Variable Air Volume System（變風(fēng)量系統(tǒng)，以下簡稱為VAV）、Variable Water Volume（變水量系統(tǒng)，以下簡稱VWV）、Variab1e Refrigerant Volume（變制冷劑流量系統(tǒng)，以下簡稱為VRV），變流量系統(tǒng)是實際工程運行通過系統(tǒng)進行控制，從而達到舒適性與節(jié)能性的雙重效果，由于變流量系統(tǒng)的優(yōu)越性，近年來在中央暖通空調(diào)系統(tǒng)運用中已日加廣泛。

（一）Variable Air Volume System 系統(tǒng)

室內(nèi)的熱濕度低于標準值（由設(shè)計時選?。r，VAV系統(tǒng)可在維持送風(fēng)參數(shù)不變的情況下，通過減少送風(fēng)量來維持溫度。和傳統(tǒng)的定風(fēng)量系統(tǒng)比較VAV不但減少了冷量與再熱量，并且會伴隨送風(fēng)量的更改使得整個系統(tǒng)的送風(fēng)量發(fā)送相應(yīng)更改，避免過量送風(fēng)，從而降低風(fēng)機工作能耗。通過VAV系統(tǒng)的運行在控制整個空調(diào)系統(tǒng)負荷的同時，還可以兼顧到每個室內(nèi)的實際負荷發(fā)送情況，實現(xiàn)同時性，進而根據(jù)實際需求情況，適當增減風(fēng)機容量。VAV系統(tǒng)主要是由變風(fēng)量機組與終端兩部分控制而組成，一個運行優(yōu)秀且能達到良好控制效果的VAV系統(tǒng)，不但要經(jīng)過系統(tǒng)的設(shè)計、精確的技術(shù)、合理的布局與安裝，而且最為重要的一點是選取最合適的控制方法，在實際應(yīng)用中，常用到的控制方法有直接數(shù)字控制法、變靜壓控制法與定靜壓控制法等。變風(fēng)量控制系統(tǒng)應(yīng)用靈便，并且容易進行改裝，特別適合建筑空間結(jié)構(gòu)多變的建筑物，如出租的辦公樓。當建筑物內(nèi)辦公室發(fā)生隔斷現(xiàn)象或參數(shù)發(fā)生變化時，只需要通過移動終端裝置，改變出風(fēng)口位置，即可達到要求，甚至在某些情況下只需要重新設(shè)定下辦公室內(nèi)的溫控器。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是一種全空氣的空調(diào)技術(shù)，從屬于全空氣系統(tǒng)，因此變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)具備較強的空氣過濾能力，并在春秋季節(jié)實現(xiàn)全新風(fēng)運行，有效降低能耗，并且避免了霉菌與凝水等問題。變風(fēng)量系統(tǒng)并不是完美無缺的，在實際運行中有可能產(chǎn)生噪音過大、室內(nèi)正壓與負壓過大、新風(fēng)不足、工作狀態(tài)不穩(wěn)定等問題，需要引起相關(guān)技術(shù)人員重視，通過科學(xué)、合理的設(shè)計與施工，經(jīng)過認真的調(diào)試與管理，才能使風(fēng)量系統(tǒng)發(fā)揮出真正的效應(yīng)。變風(fēng)量系統(tǒng)的關(guān)鍵在于完成變風(fēng)量原理的終端送風(fēng)設(shè)備，尤其是終端設(shè)備與整個變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)自帶控制設(shè)備。變風(fēng)量系統(tǒng)主要分為AHU-VAV系統(tǒng)與FCU-VAV系統(tǒng)兩種，AHU-VAV系統(tǒng)是AHU風(fēng)管系統(tǒng)中的空調(diào)機變風(fēng)量系統(tǒng)，它的空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管送風(fēng)是固定不變的，通過風(fēng)量的調(diào)節(jié)來達到控制房內(nèi)負荷變化；而FCU-VAV是FCU系統(tǒng)中的風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)，利用室內(nèi)FCU加無段變功率控制器來控制FCU熱交換率，并固定其冷水量以控制室內(nèi)負荷變化。上述兩種方式通過風(fēng)量的調(diào)整從而降低風(fēng)機的耗能，并且也增強了熱源機的工作效率，降低其能耗，實現(xiàn)熱源與送風(fēng)雙重節(jié)能的效果。

（二）Variable Water Volume系統(tǒng)

Variable Water Volume系統(tǒng)即為變水量系統(tǒng)VWV，它通過一定的供水溫度來加強熱源機的工作效果，并且通過專業(yè)水泵供水的方式來實現(xiàn)節(jié)約水泵能耗。VWV系統(tǒng)的節(jié)能效果主要依靠VWV的應(yīng)用比例及其水泵的控制防范。通常變水量系統(tǒng)的主要控制方式為SP（無段變速）和雙向閥，通過對閥門、管路與管件集中設(shè)置流體供應(yīng)的冷氣來達到控制空調(diào)節(jié)能，通過有效的組合，不但能設(shè)計出符合要求的空調(diào)系統(tǒng)，并且也實現(xiàn)了節(jié)約能耗的效果。

（三）Variab1e Refrigerant Volume 系統(tǒng)

Variab1e Refrigerant Volume系統(tǒng)即為變制冷劑系統(tǒng)VRV，從VRV的結(jié)構(gòu)來看與分體式空調(diào)很相似，通過一個房外機與一組房內(nèi)機相對應(yīng)，房內(nèi)機可達16臺。利用變頻控制技術(shù)通過房內(nèi)機的開啟情況來控制房外機壓縮機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)控制制冷劑流量。該空調(diào)控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)相比，能更好的滿足個性化的空調(diào)使用，并且設(shè)備占地面積小、節(jié)能效果較好，尤其適用于經(jīng)常需要加班的辦公樓?，F(xiàn)今絕大多數(shù)的Variab1e Refrigerant Volume系統(tǒng)產(chǎn)品制造商已生產(chǎn)出擁有BACnet協(xié)議網(wǎng)關(guān)的相關(guān)接口設(shè)備，利用此接口可以將變制冷劑系統(tǒng)加入電氣自動化控制系統(tǒng)。變制冷劑系統(tǒng)的終端設(shè)備通過BACnet接口將相關(guān)信號發(fā)送至自動化控制中心，該中心通過網(wǎng)關(guān)接口將信號、指令傳輸?shù)浇K端設(shè)備，從而實現(xiàn)對變制冷劑系統(tǒng)的管理。

三、空調(diào)風(fēng)機盤管電氣自動化控制模式

空調(diào)風(fēng)機占據(jù)了整個空調(diào)系統(tǒng)能耗的50%左右，利用VAV系統(tǒng)技術(shù)，科學(xué)控制風(fēng)機的工作時間，可實現(xiàn)節(jié)約能耗的目的，中央空調(diào)終端風(fēng)機盤管主要是通過以下手段來進行控制：調(diào)整公共區(qū)內(nèi)部的溫度設(shè)置，在溫度較高的季節(jié)從外而內(nèi)的降低辦公樓內(nèi)的溫度設(shè)置值。對晚上的溫度進行設(shè)置，降低晚上室內(nèi)的溫度控制值，降低能耗。實行自然冷卻，在適當?shù)臈l件下，使用室外新風(fēng)，以降低空調(diào)負荷。利用遠程溫控設(shè)備，監(jiān)測辦公樓內(nèi)溫度與設(shè)置溫度之差，以實現(xiàn)自動控制二通筏及其風(fēng)機轉(zhuǎn)速。