智能建筑中暖通空調系統控制方法初探

李云陽

【摘要】通過對建筑物中幾個主要的耗能單元節能措施的分析，提出了智能建筑中暖通空調系統節能優化的途徑與方法。最終做到了BA（暖通空調）控制系統中的執行器、傳感器、網絡等幾個環節的優化，在空調系統的結構與參數之中，尋求最佳匹配方案，使系統的整體效能達到最優，從而實現了提高系統效率的目的。

【關鍵詞】智能建筑；暖通空調系統；系統優化；BA系統

環保與節能在實現社會經濟的可持續發展中起到了關鍵的作用。在建筑物的節能工作中，提高能量效率是關鍵。所以，在設計建筑物具體工程項目的時候，應該充分考慮能量效率的提高。在智能建筑中，保證業主高現代化、高度舒適體驗要求的同時，盡可能地降低能耗，可以最大幅度地為大樓節省營運成本。

一、暖通空調系統的優化措施

樓宇自控系統把職能建筑中全部設備集成在一個統一的系統之中，實現了整個設備的信息共享，以便于綜合管理，它對整座大樓的運營帶來了巨大的影響與效益。實現這種作用和效益的最大化，必須對整個系統進行優化。智能化建筑工程的優化設計較之常規設計，有如下特點：第一，可以在系統的結構與參數中尋找最佳匹配，達到整體效能的最大化，實現提高系統效率、降低費用的目的；第二，可以施行系統和過程的定量化模擬，從而減少控制環節，提高系統的可靠性和穩定性，實現系統故障發生概率最低化和輸出效應最優化；第三，通過優化控制方案實現區別于墻體結構、門窗形式等節能方案的"主動節能"。對智能建筑中的暖通空調系統進行系統優化，對能量進行管理和控制，其主要措施如表1所示：

利用程序控制，在水位降至一定值后水泵自動停止，防止動用消防水量、水質變壞、水泵工作失衡等現象

二、智能建筑中BA系統優化的主要方法

（一）控制策略的優化

在實際的控制系統中，空氣通常使用PID控制處理機的DDC，所以選擇最佳PID參數是空調系統能否穩定運行的關鍵。在PID系數較高時，空調對反應室內溫度波動特性的曲線較陡，所以達到預設溫度的時間較短；反之，在PID系數較低時，達到預設溫度的時間較長。但PID系數并不是越高越好，PID系數太高可能會影響DDC系統的穩定性。PID可以解決大多數建筑內的空調控制問題，但對于像電影院這種熱慣性非常大的場所，僅僅依靠提高PID系數很難解決空調負荷變化響應速度的問題，這時候則可采用雙級控制的方法，即在空調送風道與室內分別安裝傳感器，對室內溫度的設定依靠主DDC控制器單獨完成，水閥的驅動根據風道中的溫度傳感器提供的數值，由副DDC和主DDC協同完成，這種控制方法使系統對溫度變化的響應速度加快了。在工程設計中，BA系統的節能控制方法很多，如外焓值比較法、污染物檢測法，日程表定時操作法等。在實際進行工程設計時，要根據實際狀況靈活運用，實現最優效果。例如，在夏秋季清晨的辦公樓、商場等場所，可以使用空氣處理機或者新風機，依靠室外比較涼爽的空氣對室內進行換氣預冷，這樣既可以節約了能耗，又可以提高室內的空氣質量。

（二）控制權優化

一般來說，BA系統要遵從中央控制站的集中管理，這有時會造成不便。例如：在會議室中，現場設置空調和通風系統參數設定系統更加符合空調使用者的需要，DDC本身并不能實現這種功能，需要依靠專門的部件實現，這類功能的設定會給空調的使用者帶來更大的舒適度和便利性。在實施設計的時候，設計者應該考慮采用。

（三）DDC的優化

大多數BA系統供應商都可以提供處理能力不同的DDC。對于冷凍機房或者熱力站監控點這種密集場所，應該優先考慮大型控制器，這樣可以減少各控制器之間的通訊，而且可以降低故障率。中、小型控制器一般用在空氣處理機、新風機和通風機中比較合適。近年來，PLC（可編程邏輯控件）進步飛快，它的應用范圍不僅僅局限于工業場所內，對于空調通風設備的控制工程來說，也應該考慮其應用的問題。

（四）控制網絡優化

實現BA系統的優化，應該在具備擴展性與靈活性的基礎上，盡可能簡化網絡控制的拓撲結構。無論是RS485總線，還是LonTalk總線下的網絡控制，都應該簡化，因為網絡管理中的分支與分級過多或者過于復雜，會造成系統的可靠性大幅降低。LonTalk總線是一個在理論上能夠組成所有拓撲結構的網絡，但是這種布線設計具有隨意性，如在工程實踐中運用不當，可能會帶來技術風險，導致系統投資的增加。對于小型工程來說，盡可能使用RS485總線的網絡控制是比較合適的，在大型工程中應該兼顧到樓層網絡的分級問題。

（五）BAS監控中心

BAS監控中心負責對整棟建筑中的空調系統、通風系統與動力系統進行監控，一般和消防控制中心、安保監控中心合在一起。由于該中心一般距冷凍機房與鍋爐房比較遠，在這里不適宜對這些關鍵設備進行操作。推薦在冷凍機房與鍋爐房現場或附近另置一個監控分站，負責對冷凍機與鍋爐進行監控。

結語：

對于智能建筑的設計和運營應該堅持節能原則。BAS系統是智能建筑實現節能的途徑之一，對BAS系統控制方案的優化，對于整個智能建筑的節能與優化方案的實施具有非常重要的現實意義。本文通過對BA控制系統中若干環節的探討，力求BA系統能夠更好地為空調通風系統服務。

參考文獻：

[1]武根峰.定靜壓變風量空調系統運行分析與研究[D].北京工業大學，2013.

[2]馬麗筠.除濕轉輪與中高溫熱泵耦合系統的實驗研究[D].天津大學，2012.

[3]趙忠梁.熱泵驅動溶液除濕空調系統的研究[D].江蘇科技大學，2013.