建筑設備電氣自動化系統節能控制模式

姜楠

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

【關鍵詞】電氣自動化 建筑設備

一、空調節能自動化控制

中央空調系統耗能量最多的為空調基礎與冷凍站相關設備，通過BAS利用終端的負荷計算調節機組的工作時間和輸出的冷熱風量，從而達到機組的最優運行。現代社會科學不斷進步，各個中央空調機組與冷凍站相關設備的生廠家利用微機技術，實現了相關設備的數字元控制，為實現自動化控制提供了良好的設備基礎。傳統的雙位元控制壓縮機能量調節已升級為多臺聯動控制、變速控制、無極卸載控制等更為先進的控制方式，使調度愈加準確。機組負荷調度也由傳統的控制方式發展為多變量輸入模糊控制，增強了機組的工作效率。

二、變流量系統電氣自動化控制模式

中央暖通空調系統通常占據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系統是針對全負荷工作狀態下進行設計的，然而現實使用中往往是處于部分負荷的狀態，這必定會造成能耗的浪費，不利于節能。如何在保證舒適性的前提下盡量節約能耗？變流量系統應運而生。變流量系統主要分為Variable Air Volume System（變風量系統，以下簡稱為VAV）、Variable Water Volume（變水量系統，以下簡稱VWV）、Variab1e Refrigerant Volume（變制冷劑流量系統，以下簡稱為VRV），變流量系統是實際工程運行通過系統進行控制，從而達到舒適性與節能性的雙重效果，由于變流量系統的優越性，近年來在中央暖通空調系統運用中已日加廣泛。

（一）Variable Air Volume System 系統

室內的熱濕度低于標準值（由設計時選取）時，VAV系統可在維持送風參數不變的情況下，通過減少送風量來維持溫度。和傳統的定風量系統比較VAV不但減少了冷量與再熱量，并且會伴隨送風量的更改使得整個系統的送風量發送相應更改，避免過量送風，從而降低風機工作能耗。通過VAV系統的運行在控制整個空調系統負荷的同時，還可以兼顧到每個室內的實際負荷發送情況，實現同時性，進而根據實際需求情況，適當增減風機容量。VAV系統主要是由變風量機組與終端兩部分控制而組成，一個運行優秀且能達到良好控制效果的VAV系統，不但要經過系統的設計、精確的技術、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，在實際應用中，常用到的控制方法有直接數字控制法、變靜壓控制法與定靜壓控制法等。變風量控制系統應用靈便，并且容易進行改裝，特別適合建筑空間結構多變的建筑物，如出租的辦公樓。當建筑物內辦公室發生隔斷現象或參數發生變化時，只需要通過移動終端裝置，改變出風口位置，即可達到要求，甚至在某些情況下只需要重新設定下辦公室內的溫控器。變風量空調系統是一種全空氣的空調技術，從屬于全空氣系統，因此變風量空調系統具備較強的空氣過濾能力，并在春秋季節實現全新風運行，有效降低能耗，并且避免了霉菌與凝水等問題。變風量系統并不是完美無缺的，在實際運行中有可能產生噪音過大、室內正壓與負壓過大、新風不足、工作狀態不穩定等問題，需要引起相關技術人員重視，通過科學、合理的設計與施工，經過認真的調試與管理，才能使風量系統發揮出真正的效應。變風量系統的關鍵在于完成變風量原理的終端送風設備，尤其是終端設備與整個變風量空調系統自帶控制設備。變風量系統主要分為AHU-VAV系統與FCU-VAV系統兩種，AHU-VAV系統是AHU風管系統中的空調機變風量系統，它的空調系統風管送風是固定不變的，通過風量的調節來達到控制房內負荷變化；而FCU-VAV是FCU系統中的風機盤管空調系統，利用室內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負荷變化。上述兩種方式通過風量的調整從而降低風機的耗能，并且也增強了熱源機的工作效率，降低其能耗，實現熱源與送風雙重節能的效果。

（二）Variable Water Volume系統

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

（三）Variab1e Refrigerant Volume 系統

Variab1e Refrigerant Volume系統即為變制冷劑系統VRV，從VRV的結構來看與分體式空調很相似，通過一個房外機與一組房內機相對應，房內機可達16臺。利用變頻控制技術通過房內機的開啟情況來控制房外機壓縮機轉速，實現控制制冷劑流量。該空調控制系統與其他控制系統相比，能更好的滿足個性化的空調使用，并且設備占地面積小、節能效果較好，尤其適用于經常需要加班的辦公樓。現今絕大多數的Variab1e Refrigerant Volume系統產品制造商已生產出擁有BACnet協議網關的相關接口設備，利用此接口可以將變制冷劑系統加入電氣自動化控制系統。變制冷劑系統的終端設備通過BACnet接口將相關信號發送至自動化控制中心，該中心通過網關接口將信號、指令傳輸到終端設備，從而實現對變制冷劑系統的管理。

三、空調風機盤管電氣自動化控制模式

空調風機占據了整個空調系統能耗的50%左右，利用VAV系統技術，科學控制風機的工作時間，可實現節約能耗的目的，中央空調終端風機盤管主要是通過以下手段來進行控制：調整公共區內部的溫度設置，在溫度較高的季節從外而內的降低辦公樓內的溫度設置值。對晚上的溫度進行設置，降低晚上室內的溫度控制值，降低能耗。實行自然冷卻，在適當的條件下，使用室外新風，以降低空調負荷。利用遠程溫控設備，監測辦公樓內溫度與設置溫度之差，以實現自動控制二通筏及其風機轉速。