智能建筑中VRV空調(diào)系統(tǒng)控制方式探討

劉曉波

摘要:對規(guī)模較小的VRV空調(diào)系統(tǒng),采用現(xiàn)場遙控器方式是比較合適的。對于規(guī)模較大的系統(tǒng),采用集中管理方式更合理,對于采用樓宇自控系統(tǒng)的建筑,應(yīng)優(yōu)先考慮采用專用網(wǎng)關(guān)聯(lián)網(wǎng)方式,不僅能滿足控制管理要求,而且可以充分利用樓內(nèi)弱電智能控制管理集成平臺與若干弱電系統(tǒng)實現(xiàn)功能聯(lián)動。

關(guān)鍵詞:VRV空調(diào)系統(tǒng);控制方式;建筑工程

中圖分類號:TU831.3+5文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3198(2009)23-0299-02

1VRV空調(diào)系統(tǒng)簡介

VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱為VariableRefrigerant Volume系統(tǒng),即變制冷劑流量系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上類似于分體式空調(diào)機組,采用一臺室外機對應(yīng)一組室內(nèi)機(一般可達16臺)。控制技術(shù)上采用變頻控制方式,按室內(nèi)機開啟的數(shù)量控制室外機內(nèi)的旋渦式壓縮機轉(zhuǎn)速,進行制冷劑流量的控制。

VRV空調(diào)系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng),全水系統(tǒng)、空氣—水系統(tǒng)相比,更能滿足用戶個性化的使用要求,設(shè)備占用的建筑空間比較小,而且更節(jié)能。正是由于這些特點,其更適合那些需經(jīng)常獨立加班使用的辦公樓建筑工程項目。

VRV空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計包含兩個部分:空調(diào)設(shè)備選型及空調(diào)管路設(shè)計;空調(diào)系統(tǒng)控制設(shè)計,前一部分內(nèi)容由設(shè)計院的暖通工程師設(shè)計,后一部分內(nèi)容通常由提供全套產(chǎn)品的系統(tǒng)工程承包商配套設(shè)計。

2VRV空調(diào)系統(tǒng)的控制方式

2.1VRV空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)控制

此控制方式相對簡單,每一臺室外機對應(yīng)若干臺(通常最大約為16臺)室內(nèi)機,各組VRV空調(diào)系統(tǒng)均獨立運行控制,就地遙控器設(shè)置可按工程實現(xiàn)情況采用一個遙控器對應(yīng)一臺室內(nèi)機,或一個遙控器對應(yīng)若干臺室內(nèi)機,是一種比較經(jīng)濟實用的控制方式。

該控制方式均為末端就地控制,無集中監(jiān)控管理環(huán)節(jié),在實際使用過程中,室內(nèi)機的溫度值設(shè)定,開機時間,開機數(shù)量隨意性比較大,其使用上的靈活性、方便性常常是以犧牲能耗為代價,從純節(jié)能角度講效果并不明顯。

2.2VRV空調(diào)系統(tǒng)的集中控制

配置了獨立控制管理系統(tǒng)的控制方式,與目前VRV空調(diào)系統(tǒng)采用的控制方式相比較,增加了集中控制管理環(huán)節(jié),可以在控制室內(nèi)對遠端各組VRV空調(diào)系統(tǒng)進行監(jiān)控管理,是一種比較完善的控制方式,但投資明顯增加。

可以根據(jù)用戶的使用規(guī)模、投資能力、管理要求進行組合配置。此方案的不足之處是與建筑物內(nèi)的其它弱電系統(tǒng)無功能關(guān)聯(lián),尤其在智能化建筑設(shè)計中,不利于弱電系統(tǒng)功能的綜合集成。

2.3VRV空調(diào)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)控制

對于一個已設(shè)計了樓宇自控系統(tǒng)(BAS)的智能大樓,如何合理的、最大限度的發(fā)揮其系統(tǒng)功能,減少系統(tǒng)設(shè)備的重復(fù)投資,提高系統(tǒng)集成技術(shù)能力,是作者在這里重點要同大家探討的問題。

樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑內(nèi)的重要設(shè)備,從通常的監(jiān)控對象講,對空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控?zé)o論從監(jiān)控點占全系統(tǒng)的數(shù)量還是從投入產(chǎn)出的節(jié)能效果比較,在整個系統(tǒng)中都占有重要的份量,樓宇自控系統(tǒng)中的其它部分主要為開關(guān)量的時間、事件監(jiān)控信號。在采用VRV空調(diào)系統(tǒng)的智能建筑中,若不將其納入建筑物的樓宇自控管理系統(tǒng)中,整個系統(tǒng)的節(jié)能效率將降低,設(shè)備投資回收期增長,經(jīng)濟效益也會降低。

為了實現(xiàn)上述設(shè)計思想,作者曾在一個工程項目的樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計中預(yù)留若干輸入、輸出監(jiān)控點,以期對VRV空調(diào)系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控。后來發(fā)現(xiàn)由于VRV空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)機與室外機是一個閉環(huán)控制運行系統(tǒng),且室外機始終處于侍服或運行狀態(tài),以致于按照傳統(tǒng)方式設(shè)置的樓宇自控監(jiān)控點顯得缺少實際意義,唯一能考慮的只是在其配電回路中設(shè)置監(jiān)控節(jié)點,起到按時間程序設(shè)定開啟系統(tǒng)的功能,控制不必要的能源浪費。

經(jīng)過對VRV空調(diào)系統(tǒng)控制產(chǎn)品的深入了解,發(fā)現(xiàn)相當(dāng)多的VRV產(chǎn)品制造商都已相繼開發(fā)出了基于BACnet協(xié)議專用網(wǎng)關(guān)的接口設(shè)備,可以滿足作者將VRV空調(diào)系統(tǒng)納入建筑物樓宇自控系統(tǒng)中的設(shè)想。

VRV末端設(shè)備的運行狀態(tài)是通過BACnet網(wǎng)關(guān)接口上傳信號至建筑物自控中心的BAS或BMS系統(tǒng),自控中心經(jīng)該網(wǎng)關(guān)接口下傳信號(如初始值設(shè)定、控制參數(shù)設(shè)定等)至末端設(shè)備,并對整個VRV空調(diào)系統(tǒng)實行系統(tǒng)管理。經(jīng)對這二個系統(tǒng)的集成,在中央控制中心可以對VRV空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能:

①室溫監(jiān)視;

②溫控器狀態(tài)監(jiān)視;

③壓縮機運轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視;

④室內(nèi)風(fēng)扇運轉(zhuǎn)狀態(tài);

⑤空調(diào)機異常信息;

⑥ON/OFF控制和監(jiān)視;

⑦溫度設(shè)定和監(jiān)視;

⑧空調(diào)機模式設(shè)定和監(jiān)視(制冷/制熱/風(fēng)扇/自動);

⑨遙控器模式設(shè)定和監(jiān)視;

⑩濾網(wǎng)信號監(jiān)視和復(fù)位;

(11)７縵蟶瓚ê圖嗍;

(12)６疃ǚ緦可瓚ê圖嗍;

(13)Ｇ科任驢仄鞴鼗設(shè)定和監(jiān)視;

(14)Ｄ芐設(shè)定和設(shè)定狀態(tài)監(jiān)視;

(15)＜中/機上控制器操作拒絕和監(jiān)視;

(16)Ｏ低城科裙乇丈瓚ê圖嗍優(yōu)渲昧碩懶⒖刂乒芾硐低車目刂品絞健⒒于BACnet協(xié)議網(wǎng)關(guān)的VRV空調(diào)系統(tǒng)控制線路從控制形式上均屬于集中控制管理方式,由于控制方式是建立在建筑物一體化智能控制管理平臺上,可以與其它弱電系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動控制功能,其優(yōu)越性就更明顯。如利用電子考勤及電子門鎖系統(tǒng)實施VRV空調(diào)系統(tǒng)的啟、停聯(lián)動,達到有效節(jié)能的目的,利用火災(zāi)報警信號,實施VRV空調(diào)系統(tǒng)的相應(yīng)聯(lián)動功能,滿足消防要求。

3VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)接口在強調(diào)產(chǎn)品及系統(tǒng)開放互操作

BACnet作為樓宇自控系統(tǒng)的一個重要標(biāo)準(zhǔn),近年來已為人們普遍關(guān)注。其所開發(fā)的一些設(shè)備已可以與大量“第三方”設(shè)備兼容通訊,但仍有不少設(shè)備采用自定義的通訊協(xié)議,只能采用網(wǎng)關(guān)的形式與“第三方”互聯(lián)。VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)是制造廠商為實現(xiàn)其空調(diào)系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)的互聯(lián)而設(shè)計的專用網(wǎng)絡(luò)接口,它可通過BACnet以太局域網(wǎng)和BACnet客戶端通信。支持BACnet一致性類別3.支持部分BACnet標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用服務(wù)。支持部分標(biāo)準(zhǔn)對象類別,由此能提供VRV空調(diào)系統(tǒng)的信息。目前,這類設(shè)備基本都可以與市場上主流樓宇自控系統(tǒng)設(shè)備實現(xiàn)連接,如HONEYWELL、YONNSON CONTROLS及SIEMENS等品牌。

4采用BACnet網(wǎng)關(guān)的經(jīng)濟性

比較采用BACnet網(wǎng)關(guān)接口方式與獨立設(shè)置智能管理設(shè)備方式相比在滿足相類似的功能條件下,硬件設(shè)備投資少、軟件功能相似。因此,總投資費用來得低,而且實施的功能齊全。但較最簡單的遙控器控制方式還需要增加不少費用。從目前咨詢到的網(wǎng)關(guān)初步報價來看約為15萬元左右。到底如何衡量該設(shè)備的投資價值,可從兩個方面比較,一是系統(tǒng)總投資,二是能實現(xiàn)的功能。一般而言,VRV空調(diào)系統(tǒng)的投資價格是普通空調(diào)系統(tǒng)的1.5倍左右,規(guī)模為256臺室內(nèi)機(辦公面積約為5000m2)的投資概算約為272萬元(通常一個網(wǎng)關(guān)最多可接16臺室外機和256臺室內(nèi)機)。相比較而言,該網(wǎng)關(guān)的投資費用將使空調(diào)系統(tǒng)總投資增加約5.5%左右,隨著空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模的擴大,控制管理軟件費用不變,該控制設(shè)備所占的投資比例還將下降。以每臺室內(nèi)機折算,攤至每臺室內(nèi)機約增加投資費用600元不到。作者曾經(jīng)業(yè)主要求設(shè)計過一個空氣-水系統(tǒng)形式的空調(diào)系統(tǒng)。所有末端風(fēng)機盤管都分別采用聯(lián)網(wǎng)接口方式,每個接口工程報價為1000元,由此比較,同樣是末端監(jiān)控,相對而言VRV空調(diào)系統(tǒng)采用網(wǎng)關(guān)方式相對便宜得多,這還不包括16臺室外機的監(jiān)控,若采用傳統(tǒng)監(jiān)控方式,市場報價應(yīng)不低于10萬元。對于采用網(wǎng)關(guān)增加的功能如前所述,并非一般離散監(jiān)控可以比擬。

5結(jié)語

通過對VRV空調(diào)系統(tǒng)控制方式的討論,基本上可以得出這樣的結(jié)論,上述各種控制方式都有其相適應(yīng)的應(yīng)用場所,對規(guī)模較小的VRV空調(diào)系統(tǒng),采用現(xiàn)場遙控器方式是比較合適的。對于規(guī)模較大的系統(tǒng),采用集中管理方式更合理,對于采用樓宇自控系統(tǒng)的建筑,應(yīng)優(yōu)先考慮采用專用網(wǎng)關(guān)聯(lián)網(wǎng)方式,不僅能滿足控制管理要求,而且可以充分利用樓內(nèi)弱電智能控制管理集成平臺與若干弱電系統(tǒng)實現(xiàn)功能聯(lián)動。