智能新型樓宇空調自控的運用

摘要:智能新型樓宇空調系統一次性投資大，包含設備品種多、管線長、自動化程度高，其運行、維護、檢修要綜合運用熱工、流體、空調、制冷、機械、電工電子、自動控制等多方面的知識和技能，因此要求運行管理和維修人員必須具有一定的專業知識和專業技能，這樣才能管好它，用好它。

關鍵詞:智能新型樓宇;中央空調; 維護

空調也有它的最佳運行工況，當然，由于氣候等環境的變化，我們不可能讓它始終在最佳的工況下運行，也就是能效比最高的狀態下運行，但我們可以讓它始終接近在不同的工況下的最佳值，即在損耗最小的條件下運行。制冷系統節能的秘訣就是盡可能的讓高壓降低，低壓升高，當然，由于不同壓縮機結構的特殊性，限制了它的運行區間，加上原材料成本的因素，能效比存在一個極限值。比如對于風冷換熱器，保證循環風量、翅片清潔度、制冷系統通暢、潤滑油質量等是保證高低壓在理想范圍的必要條件。

1 智能新型空調自控系統特點

計算機技術的發展和硬件成本的持續下降，使得計算機在暖通空調領域有了廣泛的應用，直接利用計算機系統取代常規儀表，并采用以計算機為核心的智能控制器對暖通空調進行智能化監測控制，借助先進的集散控制網絡技術，并通過依靠強大軟件支持下的計算機進行信息處理，數據分析，邏輯判斷和圖形處理，對整個系統作出集中監測和全面控制，這種以現代計算機技術為核心的自控系統有其無可替代的優勢，這就形成了智能新型的現代樓宇空調自控系統。其有代表性的產品是Honeywell公司的Excel500系統、Simens公司的Apogee系統、以及Johnson Controls公司的Metasys樓宇自控系統。智能新型化空調自控系統具備以下功能及特點：

1.1 能量控制及管理功能。即根據建筑物實際冷、熱負荷，對空調系統中的風系統和水系統進行全面調節控制，自動控制冷熱設備運行狀態及運行參數，使整個空調系統達到最佳節能狀態，相比之下，傳統自控系統對控制規律復雜，監控點多的空調設備的控制，卻顯得捉襟見肘，手段落后。

1.2 設備參數進行全面監控。對空調系統及其冷、熱源等設備參數進行全面監控，空調設備如冷水機組、泵、風機等，在規定條件下的啟停控制和負荷運行調節、自動切換工作及備用狀態。相比傳統自控系統，采用基于現場總線技術的空調自控系統，具有高可靠性，高維護性，高實時性，最終實現控制管理一體化。

1.3 先進的自控裝置。 采用以先進控制理論和專業控制技術為核心的自控裝置及設備。例如，動態變流量節能控制系統就是把先進控制技術與現代變頻技術相結合，去改變空調系統循環水的流量和溫度，以保證整個系統在滿負荷和部分負荷情況下，均處于最佳工作狀態，從而最終達到綜合節能的目的。采用比例微分積分（PID）和模糊控制方法的動態變流量節能控制系統，可避免系統非線性和時變性干擾引起的振蕩，具有強大的節能功能和運行品質。

1.4 采用現代集散控制系統。 建立樓宇自控系統BAS系統網絡，對空調運行進行集中管理和自動監測，通過遠程網絡監控和先進運算能力，從系統的各種可能結構和參數中找到最佳匹配，使整體效能最佳，從而提高系統的效率，降低投資和運行費用。

2工程運用實例

某集團公司財務中心大樓的建筑面積23000平方米，共13層，建筑高度49.8米，由地下設備層、首、二層營業廳及其他辦公層組成。營業廳及一至五層辦公樓空調系統采用全空氣系統，其他采用風機盤管加新風系統的空調方式。冷熱源集中由地下機房的溴化鋰直燃機組（6978KW）供給。其空調自控系統設計采用先進性的Simena-Landis＆Staefa系統產品S600 Apogee在設計上充分體現了分散控制、集中管理的特點，保證每個子系統都能獨立控制，同時在中央工作站上又能做到集中管理，使得整個系統的結構完善、性能可靠。

設計中對于現場控制器的選擇，營業廳、一至五層辦公樓空氣系統采用UC-2 單元控制器，采用一套空調設備布置一套單元控制器UC，對全部的空調機組進行控制。UC是專門用于空調機組與新風機組的控制研制的一種模板式控制器，UC-2有24個各類輸入/輸出點，既可以獨立工作又可以聯網工作，具備PID調節控制功能，可在網絡上的其它DDC控制器及工作站對其編程和監控，也可用手提電腦對其編程和監控。通過可選附件顯示鍵盤，可在現場讀取及修改數據，它管理著設備的運行，還承擔室內外溫、濕度、水路溫度，空氣壓力變化等多項檢測與控制。

地下冷凍機房采用一臺模塊化樓宇控制器MB24CP現場控制，分別管理冷凍機組，冷卻塔，冷水泵，冷卻水泵等設備運行，MBC既是網絡控制器又是網絡服務器，可獨立應用或聯網操作以完成復雜的HAVC控制、監視、能量分配等功能。在模塊化硬件選型過程中充分考慮輸入輸出端余量，已備端口故障或將來擴展使用。

在系統管理平臺方面，采用Inter PIII工業計算機控制，使用Insight彩色圖形控制軟件可以實現在控制室內對所有遠端設備進行監控，借助于Windows NT的強大功能與Insight軟件組的完美結合，用戶在登錄后僅需鼠標就可以完成主要的管理功能。

3結束語

由于本工程中主機本身自帶獨立的自動控制系統，可以自動控制單臺機組內部的工作情況，控制出水溫度，因此，樓宇自控系統只需控制主機啟停及其外部設備，并監視各設備工作狀態，冷凍站的控制要求包括：測量冷凍水供、回水溫度及回水流量，從而計算空調實際的冷負荷。各設備啟停順序控制，當其中一臺冷凍水泵/冷卻水泵出現故障時，備用水泵會自行投入工作。并測量冷凍水系統供回水總管之壓差，控制其旁通閥之開度，以維持壓差。隨時采用水流開關檢測水泵出水口的水流狀況，獲得最真實的水泵運行狀態，便于管理及維護。并實現遠端中央控制室內對機組設備的遠端遙控及參數檢測。

參考文獻

［1］ 李崢嶸，彭姣.上海市公共建筑能耗與運行管理現狀調查［J］.暖通空調，2005，35(5)：134-136.

［2］ 中華人民共和國建設部科學技術司.《智能與綠色建筑文集》編委會.智能與綠色建筑文集（3-5集）［M］.北京：中國建筑工業出版社，2007-2009.