樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺談

1、<p>　　樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺談</p><p>　　摘要：樓宇設(shè)備控制的節(jié)能設(shè)計(jì)要求是以整個(gè)建筑為控制對象，仔細(xì)研究建筑物的圖紙，充分細(xì)致的考慮到管理上的需求，實(shí)現(xiàn)各類建筑設(shè)備的高效運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能的目的。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：節(jié)能，群控，變頻控制。 </p><p>　　中圖分類號：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p>

2、<p><b>　　引言： </b></p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是近十年來，大型公共建筑如雨后春筍屹立在我們城市中。為了更好的滿足人們在建筑物中工作、生活的環(huán)境要求，各種建筑設(shè)備大量使用，早已成為建筑物損耗能源的主力。特別是公共建筑已成為耗能大戶，其根本原因在于公共建筑缺乏一套行之有效的管理制度，且需要在技術(shù)手段上支撐該項(xiàng)制度的運(yùn)行。 </p&g

3、t;<p>　　一、現(xiàn)在較多樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從業(yè)人員，只是偏重樓宇設(shè)備的自動控制，沒有充分考慮到今后建筑的節(jié)能與管理需求的重要性，在建筑竣工之后才會發(fā)現(xiàn)樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)根本無法支持樓宇的精細(xì)管理，給今后建筑的管理帶來不少困擾。因此要求從業(yè)人員能夠在樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之初階段，就要仔細(xì)的建筑物的結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、給排水、變配電、照明等圖紙，充分細(xì)致的考慮到管理上的需求，使之整個(gè)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)達(dá)到更為方便、精細(xì)的管理。

4、</p><p>　　二、樓宇設(shè)備控制的節(jié)能設(shè)計(jì)要求以整個(gè)建筑為控制對象，具體控制的對象有新風(fēng)機(jī)組、組合式空調(diào)機(jī)組、全熱交換機(jī)、分機(jī)盤管、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、冷凍站、換熱器、變配電系統(tǒng)等。 </p><p>　　2.1、新風(fēng)機(jī)組對于保證建筑物室內(nèi)空氣的質(zhì)量有較為重要的意義。如果使用時(shí)風(fēng)量過大、在冬季或夏季風(fēng)閥開度過大，都會造成不必要的能耗增加。新風(fēng)空調(diào)機(jī)組應(yīng)在每天不同時(shí)段根據(jù)室外溫度和室內(nèi)回風(fēng)

5、口處二氧化碳的濃度，來調(diào)節(jié)新風(fēng)閥的開度和開啟機(jī)組的時(shí)間及機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長短。為保證室內(nèi)空氣的清新，在設(shè)計(jì)時(shí)每臺新風(fēng)機(jī)組至少要配置1臺室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測器，為更好的檢測空氣質(zhì)量，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。 </p><p>　　2.2、組合式空調(diào)和風(fēng)機(jī)盤管應(yīng)作為一個(gè)控制整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)盤管不僅可以本地控制，還需支持聯(lián)網(wǎng)控制、實(shí)現(xiàn)程序自動控制設(shè)定溫度，防止夏季設(shè)置的溫度過低或冬季設(shè)置的溫度過高，也能避免人員離開房間忘記關(guān)

6、閉分機(jī)盤管。 </p><p>　　室內(nèi)溫度的舒適性是我們控制的主要目標(biāo)。如在公共建筑物內(nèi)空間較大時(shí)，組合式空調(diào)、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組共存。為實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)溫度的舒適性，就必須將組合式空調(diào)、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組作為一個(gè)整體來控制，通過空間現(xiàn)場的實(shí)際溫度和設(shè)定溫度，PID控制水閥的開度、風(fēng)機(jī)盤管或組合空調(diào)送風(fēng)量的大小。 </p><p>　　2.3、全熱交換機(jī)作為熱量回收的一種重要節(jié)能設(shè)備，在北方的

7、一些公共建筑中較為廣泛使用。但是其中不少設(shè)計(jì)為開斷式閥門，無法保證送風(fēng)溫度的穩(wěn)定。為了保證全熱交換機(jī)的送風(fēng)溫度穩(wěn)定，新風(fēng)閥最好設(shè)計(jì)成調(diào)節(jié)式風(fēng)閥，這樣可根據(jù)送風(fēng)的溫度來調(diào)節(jié)新風(fēng)閥的開度。 </p><p>　　2.4 、冷凍站作為建筑物的重要組成部分，同時(shí)也成為耗能大戶，對其的節(jié)能控制關(guān)系到整個(gè)建筑的節(jié)能目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，起著舉足輕重的意義。以往因?yàn)槔渌畽C(jī)組是大型貴重設(shè)備，為避免操作失誤造成重大經(jīng)濟(jì)損失，故大多數(shù)設(shè)計(jì)只

8、是起到遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用。早已不適合當(dāng)今社會對建筑節(jié)能的要求，更不符合綠色建筑和節(jié)能建筑的需求。在建筑樓宇設(shè)備的控制設(shè)計(jì)中，必須考慮冷凍站的節(jié)能群控。 </p><p>　　2.4.1、冷水機(jī)組群控需根據(jù)建筑物所需冷負(fù)荷，機(jī)組瞬時(shí)功率、機(jī)組運(yùn)行能效比瞬態(tài)值（COP）、機(jī)組運(yùn)行能效比累計(jì)值及差壓旁通閥開度，自動調(diào)整冷水機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)，達(dá)到最佳節(jié)能目的。 </p><p>　　用冷機(jī)COP來表示冷機(jī)

9、運(yùn)行效率，其定義式為： COP=Q/Wchiller ；式中各項(xiàng)符號的意義如下： </p><p>　　COP — 冷水機(jī)組的運(yùn)行能效比（無量綱）；Q —冷水機(jī)組冷水側(cè)的供冷量（瞬態(tài)值單位為kW，累計(jì)值單位為kWh/a)；Wchiller—冷機(jī)輸入的功率（（瞬態(tài)值單位為kW，累計(jì)值單位為kWh/a），對電制冷冷水機(jī)組，指的是輸入的電功率；對吸收式冷水機(jī)組，指的是“加熱源消耗量（以低位熱值計(jì)）+電力消耗量（折算成一

10、次能）”。 </p><p>　　通常，選取以下兩種工況測量瞬態(tài)COP：冷負(fù)荷最大的工況。如：出現(xiàn)室外氣溫達(dá)到最高值，人員負(fù)荷達(dá)到最高值等情況。 典型工況。如：室外氣溫接近當(dāng)?shù)刂评浼練鉁仄骄?，人員設(shè)備負(fù)荷處于正常狀態(tài)。 </p><p>　　冷機(jī)COP累計(jì)值根據(jù)建筑能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)計(jì)算。 </p><p>　　由于冷水機(jī)組COP值最高的區(qū)域在70%-100%負(fù)荷，

11、因此冷水機(jī)組群控策略的目的是盡量讓冷水機(jī)組處于最高的效率下運(yùn)行，盡量減少冷水機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)。 </p><p>　　2.4.2、冷凍站的節(jié)能設(shè)計(jì)要考慮冷水機(jī)組、冷卻泵、冷卻塔、冷凍泵、旁通閥的整體控制；同時(shí)要設(shè)計(jì)建筑能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)置多功能遠(yuǎn)傳電能測量儀、熱量表，實(shí)現(xiàn)冷凍站的用電量、整體建筑的用冷（熱）量的測量。冷水機(jī)組必須帶遠(yuǎn)程RS485模塊，支持MODBUS—RTU協(xié)議。通過此模塊接口，樓控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)控制

12、冷水機(jī)組、讀取冷水機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。 </p><p>　　整個(gè)用能設(shè)備如：新風(fēng)機(jī)組、組合式空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管決定了整棟建筑負(fù)荷。整個(gè)冷水機(jī)組采用群控，由負(fù)荷的大小決定冷水機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)。冷水機(jī)組控制采用負(fù)荷與冷水機(jī)組額定制冷量滯后閉環(huán)控制，避免系統(tǒng)頻繁開動或關(guān)閉冷水機(jī)組對設(shè)備及電網(wǎng)沖擊。當(dāng)單臺冷水機(jī)組運(yùn)行到最大制冷量，變頻冷凍泵、已達(dá)到全頻50HZ，負(fù)荷還是很大那就得再開啟1臺冷水機(jī)組。增開冷水機(jī)組的條件是超出

13、機(jī)組總標(biāo)準(zhǔn)制冷量的15%。設(shè)備啟動順序是先啟動冷凍泵、冷卻泵，再打開電動蝶閥，最后再啟動冷水機(jī)組。與初開冷水機(jī)組的開機(jī)順序不一致，初開冷水機(jī)組時(shí)先開電動蝶閥、冷凍泵、冷卻泵。新增開冷水機(jī)組時(shí)若按初次開機(jī)順序，先開電動蝶閥，會分流冷水流量，造成已開冷水機(jī)組冷水流量不足。關(guān)機(jī)則按開機(jī)流程反向操作，關(guān)機(jī)的條件是低于機(jī)組總標(biāo)準(zhǔn)冷量的90%。此處要注意冷凍站的電動蝶閥要有狀態(tài)反饋，以便確認(rèn)閥門的狀態(tài)，如多臺冷水機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)要確認(rèn)電動蝶閥關(guān)閉后才

14、關(guān)閉冷凍泵、最后關(guān)閉冷水機(jī)組。 </p><p>　　正常冷凍水設(shè)計(jì)為：冷凍水進(jìn)水溫度12℃，出水溫度7℃，環(huán)境溫度35℃。但如冷水機(jī)組運(yùn)行在部分負(fù)荷時(shí)，適當(dāng)提高出水溫度0℃-2℃，可節(jié)省電能5%。 </p><p>　　冷卻水溫由冷卻塔和冷卻泵變流量調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。冷水機(jī)組要求冷卻水最佳進(jìn)水溫度為30度，故設(shè)置30度為啟機(jī)溫度，即冷卻水進(jìn)水溫度超過30度時(shí)開啟冷卻塔風(fēng)機(jī)；反之亦然。為避免在靈敏

15、區(qū)頻繁啟動、關(guān)閉風(fēng)機(jī)，對冷卻塔風(fēng)機(jī)采用滯后閉環(huán)控制，設(shè)置滯后溫度為2度，即冷卻塔的關(guān)機(jī)溫度為28度。冷卻泵的啟動頻率應(yīng)設(shè)定在高效區(qū)，不低于35HZ，具體可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際測試獲得最佳的啟動頻率。冷卻泵啟動以后根據(jù)冷水機(jī)組的冷卻水進(jìn)水、出水溫差決定實(shí)時(shí)運(yùn)行頻率，調(diào)節(jié)冷卻水流量。當(dāng)冷卻塔風(fēng)機(jī)已開啟，冷卻泵的運(yùn)行頻率50HZ，這時(shí)就需要增開冷卻塔風(fēng)機(jī)。 </p><p>　　結(jié)束語：樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)作為現(xiàn)在建筑的必備系統(tǒng)，

16、發(fā)揮越來越重要的作用，作為整個(gè)項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須考慮整個(gè)建筑物的整體情況，注重細(xì)節(jié)，充分發(fā)揮樓控系統(tǒng)的節(jié)能作用，創(chuàng)建一個(gè)環(huán)保、綠色資源節(jié)約型社會。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 張子慧.建筑設(shè)備管理系統(tǒng)[M].北京：人民交通出版社，2009. </p><p>　　[2] 尹大偉.大型公共建筑