建筑设备电气自动化系统节能控制模式

姜楠

【摘要】建筑设备自控系统涉及子系统众多，其覆盖范围较为广泛。当前建筑设备自控系统主要包括有空调监控系统、照明及动力监控系统，电梯监控系统和能量计量系统、变配电监控系统、给排水监控系统这几个主要的系统。本文对其模式进行了重点研究。

【关键词】电气自动化 建筑设备

一、空调节能自动化控制

中央空调系统耗能量最多的为空调基础与冷冻站相关设备，通过BAS利用终端的负荷计算调节机组的工作时间和输出的冷热风量，从而达到机组的最优运行。现代社会科学不断进步，各个中央空调机组与冷冻站相关设备的生厂家利用微机技术，实现了相关设备的数字元控制，为实现自动化控制提供了良好的设备基础。传统的双位元控制压缩机能量调节已升级为多台联动控制、变速控制、无极卸载控制等更为先进的控制方式，使调度愈加准确。机组负荷调度也由传统的控制方式发展为多变量输入模糊控制，增强了机组的工作效率。

二、变流量系統电气自动化控制模式

中央暖通空调系统通常占据了建筑总能耗的五成以上，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调系统是针对全负荷工作状态下进行设计的，然而现实使用中往往是处于部分负荷的状态，这必定会造成能耗的浪费，不利于节能。如何在保证舒适性的前提下尽量节约能耗？变流量系统应运而生。变流量系统主要分为Variable Air Volume System（变风量系统，以下简称为VAV）、Variable Water Volume（变水量系统，以下简称VWV）、Variab1e Refrigerant Volume（变制冷剂流量系统，以下简称为VRV），变流量系统是实际工程运行通过系统进行控制，从而达到舒适性与节能性的双重效果，由于变流量系统的优越性，近年来在中央暖通空调系统运用中已日加广泛。

（一）Variable Air Volume System 系统

室内的热湿度低于标准值（由设计时选取）时，VAV系统可在维持送风参数不变的情况下，通过减少送风量来维持温度。和传统的定风量系统比较VAV不但减少了冷量与再热量，并且会伴随送风量的更改使得整个系统的送风量发送相应更改，避免过量送风，从而降低风机工作能耗。通过VAV系统的运行在控制整个空调系统负荷的同时，还可以兼顾到每个室内的实际负荷发送情况，实现同时性，进而根据实际需求情况，适当增减风机容量。VAV系统主要是由变风量机组与终端两部分控制而组成，一个运行优秀且能达到良好控制效果的VAV系统，不但要经过系统的设计、精确的技术、合理的布局与安装，而且最为重要的一点是选取最合适的控制方法，在实际应用中，常用到的控制方法有直接数字控制法、变静压控制法与定静压控制法等。变风量控制系统应用灵便，并且容易进行改装，特别适合建筑空间结构多变的建筑物，如出租的办公楼。当建筑物内办公室发生隔断现象或参数发生变化时，只需要通过移动终端装置，改变出风口位置，即可达到要求，甚至在某些情况下只需要重新设定下办公室内的温控器。变风量空调系统是一种全空气的空调技术，从属于全空气系统，因此变风量空调系统具备较强的空气过滤能力，并在春秋季节实现全新风运行，有效降低能耗，并且避免了霉菌与凝水等问题。变风量系统并不是完美无缺的，在实际运行中有可能产生噪音过大、室内正压与负压过大、新风不足、工作状态不稳定等问题，需要引起相关技术人员重视，通过科学、合理的设计与施工，经过认真的调试与管理，才能使风量系统发挥出真正的效应。变风量系统的关键在于完成变风量原理的终端送风设备，尤其是终端设备与整个变风量空调系统自带控制设备。变风量系统主要分为AHU-VAV系统与FCU-VAV系统两种，AHU-VAV系统是AHU风管系统中的空调机变风量系统，它的空调系统风管送风是固定不变的，通过风量的调节来达到控制房内负荷变化；而FCU-VAV是FCU系统中的风机盘管空调系统，利用室内FCU加无段变功率控制器来控制FCU热交换率，并固定其冷水量以控制室内负荷变化。上述两种方式通过风量的调整从而降低风机的耗能，并且也增强了热源机的工作效率，降低其能耗，实现热源与送风双重节能的效果。

（二）Variable Water Volume系统

Variable Water Volume系统即为变水量系统VWV，它通过一定的供水温度来加强热源机的工作效果，并且通过专业水泵供水的方式来实现节约水泵能耗。VWV系统的节能效果主要依靠VWV的应用比例及其水泵的控制防范。通常变水量系统的主要控制方式为SP（无段变速）和双向阀，通过对阀门、管路与管件集中设置流体供应的冷气来达到控制空调节能，通过有效的组合，不但能设计出符合要求的空调系统，并且也实现了节约能耗的效果。

（三）Variab1e Refrigerant Volume 系统

Variab1e Refrigerant Volume系统即为变制冷剂系统VRV，从VRV的结构来看与分体式空调很相似，通过一个房外机与一组房内机相对应，房内机可达16台。利用变频控制技术通过房内机的开启情况来控制房外机压缩机转速，实现控制制冷剂流量。该空调控制系统与其他控制系统相比，能更好的满足个性化的空调使用，并且设备占地面积小、节能效果较好，尤其适用于经常需要加班的办公楼。现今绝大多数的Variab1e Refrigerant Volume系统产品制造商已生产出拥有BACnet协议网关的相关接口设备，利用此接口可以将变制冷剂系统加入电气自动化控制系统。变制冷剂系统的终端设备通过BACnet接口将相关信号发送至自动化控制中心，该中心通过网关接口将信号、指令传输到终端设备，从而实现对变制冷剂系统的管理。

三、空调风机盘管电气自动化控制模式

空调风机占据了整个空调系统能耗的50%左右，利用VAV系统技术，科学控制风机的工作时间，可实现节约能耗的目的，中央空调终端风机盘管主要是通过以下手段来进行控制：调整公共区内部的温度设置，在温度较高的季节从外而内的降低办公楼内的温度设置值。对晚上的温度进行设置，降低晚上室内的温度控制值，降低能耗。实行自然冷却，在适当的条件下，使用室外新风，以降低空调负荷。利用远程温控设备，监测办公楼内温度与设置温度之差，以实现自动控制二通筏及其风机转速。