暖通空調(diào)體系的改善

時(shí)間:2022-08-06 09:57:32

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暖通空調(diào)體系的改善

智能建筑節(jié)能是世界性的大潮流和大趨勢(shì),同時(shí)也是中國(guó)改革和發(fā)展的迫切要求,是21世紀(jì)中國(guó)建筑事業(yè)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)。節(jié)能和環(huán)保是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。從可持續(xù)發(fā)展理論出發(fā),建筑節(jié)能的關(guān)鍵又在于提高能量效率,因此無(wú)論制訂建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還是從事具體工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì),都應(yīng)把提高能量效率作為建筑節(jié)能的著眼點(diǎn)。

一、智能建筑集成系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

1、主要設(shè)備

1.1蒸發(fā)式冷卻空調(diào)系統(tǒng)此系統(tǒng)的3階段供冷啟動(dòng)順序?yàn)椋簾徂D(zhuǎn)輪啟動(dòng),蒸發(fā)冷卻器啟動(dòng),備用冷卻盤管啟動(dòng);其兩階段供熱啟動(dòng)順序?yàn)椋簾徂D(zhuǎn)輪運(yùn)行進(jìn)行熱回收,利用熱水盤管加熱處理空氣。此空調(diào)系統(tǒng)主要任務(wù)是保證室內(nèi)空氣的清新,提供室內(nèi)的基本溫度保證。

1.2埋管式輻射墻板墻架上和空氣中的溫度傳感器提供水流閥門的控制信號(hào)。它是在室內(nèi)基本溫度點(diǎn)基礎(chǔ)上,對(duì)溫度進(jìn)行再調(diào)整的設(shè)備。

1.3屋頂通風(fēng)裝置室外溫度、濕度、風(fēng)力、降雨量,室內(nèi)溫度、濕度,提供此開關(guān)控制信號(hào)。它是室內(nèi)溫度、濕度調(diào)整的輔助設(shè)備,也是節(jié)約能源的重要手段。其動(dòng)力是日光反射板上的太陽(yáng)能電池。

1.4日光反射板陽(yáng)光和溫度都是照明系統(tǒng)和溫度系統(tǒng)的信號(hào)源,光線反射板受控于這兩個(gè)系統(tǒng)。既能遮光,也能將室外光線反射到室內(nèi)。

1.5照明系統(tǒng)由房間使用狀況檢測(cè)、日光、陽(yáng)光反射、室內(nèi)光照度等檢測(cè)信號(hào),用開關(guān)、遙控器或計(jì)算機(jī)程序控制此系統(tǒng)。

1.6個(gè)人工作環(huán)境系統(tǒng)在個(gè)人工作環(huán)境系統(tǒng)中,溫度、濕度、房間使用狀況檢測(cè)、空氣流速、空氣品質(zhì)等數(shù)據(jù)均為控制因素。每人工作環(huán)境系統(tǒng)的溫度、濕度的期望值,房間使用狀況檢測(cè)數(shù)據(jù),由系統(tǒng)中的傳感器或由人工給定,由通訊系統(tǒng)傳送給上一級(jí)(網(wǎng)絡(luò)工作級(jí))和系統(tǒng)工作站,由網(wǎng)絡(luò)工作級(jí)和系統(tǒng)工作站的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制此個(gè)人工作環(huán)境系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)。

1.7控制系統(tǒng)和主配電盤它是控制、電源和通訊系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

2、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)分為兩大控制部分:

2.1溫度和空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)溫度和空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)包括蒸發(fā)式冷卻空調(diào)系統(tǒng)、埋管式輻射墻板、個(gè)人工作環(huán)境系統(tǒng)、可開啟窗戶、屋頂通風(fēng)裝置等。本系統(tǒng)的傳感器包括室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度、室外溫度、室外濕度、冷熱水流數(shù)據(jù)、房間使用狀況、空氣品質(zhì)(CO2)數(shù)據(jù)、露點(diǎn)溫度,以及室外風(fēng)力等。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是熱轉(zhuǎn)輪、蒸發(fā)冷卻器、水流閥門、空氣處理器、加熱盤管、冷卻盤管、氣流混合調(diào)節(jié)器、水壓調(diào)節(jié)器、屋頂通風(fēng)裝置等。

2.2照明控制系統(tǒng)照明控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)包括環(huán)境燈、周邊燈、工作燈、室內(nèi)遮光設(shè)備、日光反射板等。燈光控制系統(tǒng)的傳感器包括室外日光檢測(cè)器(最大照度)、室內(nèi)照度檢測(cè)器、房間使用狀況等。執(zhí)行器是控制日光反射板的電機(jī),控制天窗、可開啟窗戶、門遮陽(yáng)設(shè)備的電機(jī),數(shù)字式日光燈整流器,數(shù)字式相位燈光調(diào)節(jié)器,數(shù)字轉(zhuǎn)換器等。溫度和空氣品質(zhì)這兩個(gè)控制系統(tǒng)和照明控制系統(tǒng)是互相干擾的。譬如,為了節(jié)約能源和得到舒適的工作環(huán)境,冬天和夏天對(duì)日光的需要是不同的。

二、智能建筑BA系統(tǒng)優(yōu)化方法(主要針對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng))

1、控制策略的優(yōu)化

空氣處理機(jī)的DDC通常采用P工D控制,選擇合適的P工D參數(shù)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。P工D系數(shù)高,空調(diào)對(duì)室內(nèi)溫度波動(dòng)的反應(yīng)特性曲線陡,達(dá)到設(shè)定溫度的過渡過程較短;相反P工D系數(shù)低,達(dá)到設(shè)定溫度的過渡過程較長(zhǎng)。但并不是P工D系數(shù)越高越好,否則易引起DDC控制系統(tǒng)失穩(wěn),表現(xiàn)為室內(nèi)溫度的振蕩和水側(cè)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥周期性的來(lái)回運(yùn)動(dòng)無(wú)法在固定開度上運(yùn)行。P工D能解決大部分場(chǎng)合的空調(diào)控制,但對(duì)于影劇院等大熱慣性空調(diào)場(chǎng)合,靠高的P工D系數(shù)來(lái)提高空調(diào)機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化的響應(yīng)速度是不足以解決問題的。這時(shí)可以采用雙級(jí)控制,即分別在空調(diào)的送風(fēng)道和室內(nèi)安裝溫度傳感器,室內(nèi)的溫度設(shè)定由主DDC控制器完成,水閥的驅(qū)動(dòng)由副DDC根據(jù)風(fēng)道溫度傳感器和主DDC的指令完成,由于風(fēng)道溫度變化速度快于房間溫度的變化,這一控制方式加速了系統(tǒng)對(duì)溫度波動(dòng)的響應(yīng)。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中,BA系統(tǒng)對(duì)空調(diào)的節(jié)能控制有多種手段可以采用,例如室內(nèi)外焙值比較法、二氧化碳等污染物濃度檢測(cè)法確定新風(fēng)量,基于日程表的定時(shí)操作等等。工程設(shè)計(jì)中可以視需要靈活運(yùn)用,以達(dá)到最優(yōu)的效果。

2、控制權(quán)的優(yōu)化

通常BA遵從的是中央控制站集中管理的原則。有時(shí)也有其不便的一面。在某些場(chǎng)合(如會(huì)議室)將空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)的設(shè)定功能放置在現(xiàn)場(chǎng)可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供這樣的功能,需要專門部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這類功能接近VRV控制面板的設(shè)定器給房間的使用者帶來(lái)極大的便利和舒適性,必要時(shí)應(yīng)積極采用。

3、直接數(shù)字控制器(DDC)的優(yōu)化

主流BA系統(tǒng)供貨商都能提供大中小不同處理能力的DDC,冷凍機(jī)房、熱力站監(jiān)控點(diǎn)是密集場(chǎng)合應(yīng)優(yōu)先采用大型控制器,以減少故障率和控制器間的通訊。對(duì)空氣處理機(jī)、新風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)一般采用中型或小型的控制器即可。近年來(lái),可編程邏輯控制器件(PLC)進(jìn)步很快,其應(yīng)用不再局限于工業(yè)場(chǎng)合,在空調(diào)通風(fēng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制工程中不應(yīng)將其排斥在外。

4、控制網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在滿足擴(kuò)展性和靈活性的前提下,控制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化、清晰,無(wú)論基于RS485總線或基于LonTalk總線的控制網(wǎng)絡(luò)都是如此。分支、分級(jí)多的網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜、可靠性低。LonTalk總線在理論上可以組成任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò),這種布線設(shè)計(jì)的隨意性如果運(yùn)用不當(dāng),在工程實(shí)踐中仍然是有技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的,并可能增加系統(tǒng)的投資。小型工程盡可能運(yùn)用基于Rs485總線的控制網(wǎng)絡(luò),采用“手拉手”的布線方式,大型工程可以考慮樓層網(wǎng)絡(luò)分級(jí)。

5、BAS監(jiān)控中心

BAS監(jiān)控中心負(fù)責(zé)監(jiān)控整個(gè)空調(diào)、通風(fēng)、動(dòng)力系統(tǒng),一般與消防控制、安保監(jiān)控等合用一室。由于該機(jī)房通常遠(yuǎn)離冷凍機(jī)房、鍋爐房,在這里遠(yuǎn)程操作這些關(guān)鍵設(shè)備是不合適的。推薦的做法是在冷凍機(jī)房和鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)控制室另設(shè)置一臺(tái)監(jiān)控分站,由該分站負(fù)責(zé)冷凍機(jī)、鍋爐監(jiān)控功能,并且該分站功能受權(quán)局限為冷熱源設(shè)備。三、結(jié)論對(duì)智能建筑的分析和評(píng)價(jià)應(yīng)堅(jiān)持節(jié)能的原則。確立智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能量管理與控制系統(tǒng)優(yōu)化的基本出發(fā)點(diǎn)、優(yōu)化原則及技術(shù)措施對(duì)于智能建筑節(jié)能實(shí)現(xiàn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.BAS系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能建筑節(jié)能的有效途徑之一。智能建筑BAS控制方案的優(yōu)化是整個(gè)智能建筑節(jié)能優(yōu)化方案實(shí)施的具體體現(xiàn),它包含了建筑物內(nèi)部主要耗能單元的節(jié)能優(yōu)化。通過對(duì)BA控制系統(tǒng)(主要是暖通空調(diào)系統(tǒng))的傳感器、執(zhí)行器、控制器、網(wǎng)絡(luò)等若干環(huán)節(jié)的探討,力圖使BA系統(tǒng)更好地服務(wù)于受控的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng),最大限度地節(jié)約建筑物能源。