淺析智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化策略

古燁

摘? ? 要：在進(jìn)行智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化的過(guò)程中，應(yīng)始終堅(jiān)持節(jié)能的相關(guān)理念，從能量管理及控制系統(tǒng)優(yōu)化兩個(gè)方面出發(fā)，研究相關(guān)策略。實(shí)踐證明，BAS控制方案對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化有著非常良好的效果，能夠有效地節(jié)約建筑物的能源，改善暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。相信今后在相關(guān)人員的共同努力下，智能建筑的節(jié)能效果將不斷提升，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展及建設(shè)。

關(guān)鍵詞：智能建筑;暖通空調(diào);系統(tǒng)優(yōu)化策略

1? 引言

技術(shù)人員需要堅(jiān)持以節(jié)能減排作為對(duì)智能建筑進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)過(guò)程中所需要遵循的原則。同時(shí)技術(shù)人員還會(huì)對(duì)智能建筑的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化以及能量管理優(yōu)化的出發(fā)點(diǎn)，技術(shù)方法與相關(guān)原則加以深入的了解，從而意識(shí)到該項(xiàng)技術(shù)對(duì)智能建筑節(jié)能的重要意義。就當(dāng)前階段而言，BAS系統(tǒng)對(duì)于智能建筑節(jié)能而言，是最為有效的實(shí)現(xiàn)途徑。優(yōu)化智能建筑BAS控制的方案，對(duì)于整個(gè)智能建筑節(jié)能方案的優(yōu)化工作來(lái)說(shuō)，是一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)，覆蓋了對(duì)建筑物內(nèi)部所有耗能單元所需執(zhí)行的節(jié)能優(yōu)化操作。

2? 智能建筑集成系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

2.1? 相關(guān)設(shè)備

智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備包括以下幾個(gè)方面：（1）蒸發(fā)式冷卻空調(diào)系統(tǒng)該系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其工作原理是利用熱轉(zhuǎn)輪、蒸發(fā)冷卻器及冷卻盤等設(shè)備，對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行處理，保證空氣的質(zhì)量。（2）埋管式輻射墻板架及溫度傳感器其主要作用是對(duì)水流閥進(jìn)行控制，再次調(diào)整室內(nèi)的溫度。（3）屋頂通風(fēng)裝置其主要作用是對(duì)室外的溫度、濕度、風(fēng)力、降雨量等方面進(jìn)行控制，并為室內(nèi)溫度、濕度提供有效的參考。（4）日光反射板這一裝置的主要作用是為照明系統(tǒng)及溫度系統(tǒng)提供相關(guān)的信號(hào)。（5）照明系統(tǒng)該系統(tǒng)的主要作用是檢測(cè)室內(nèi)陽(yáng)關(guān)反射燈光照明度等信息。（6）個(gè)人工作環(huán)境系統(tǒng)該系統(tǒng)的主要作用是檢測(cè)室內(nèi)的溫度、濕度及房建的使用情況。

2.2? 控制系統(tǒng)

在智能建筑中，其暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要分為以下幾個(gè)部分：溫度控制系統(tǒng)、空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)及照明控制系統(tǒng)。其中，溫度控制系統(tǒng)及空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)的最主要控制內(nèi)容，是完成對(duì)工作環(huán)境、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)裝置及可開(kāi)啟窗戶的管理。在該系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量、環(huán)境溫度、空氣濕度及室外風(fēng)力等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，為該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能提供有效的數(shù)據(jù)參考。此外，溫度及空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的主要裝置包括以下部分：氣流調(diào)節(jié)器、制冷/熱盤管、水流閥門及空氣處理器等。而對(duì)于照明控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要作用是有效控制建筑中的工作燈、環(huán)境燈、室內(nèi)照明設(shè)備及光照反射板等。同時(shí)，該系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其傳感器的主要作用如下：檢測(cè)室內(nèi)照明情況、建筑內(nèi)各房間的使用情況及檢測(cè)建筑外日光照射情況等。

3? 智能建筑暖通空調(diào)BAS系統(tǒng)的優(yōu)化方法

3.1? 優(yōu)化控制策略

暖通空調(diào)中空氣處理機(jī)的DDC最常使用的是PID控制，即比例-積分-微分控制，該種控制方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵在于選取一個(gè)恰當(dāng)?shù)?，符合?dāng)前系統(tǒng)要求的PID參數(shù)，以此保證空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。如若選取的PID參數(shù)較大，空調(diào)對(duì)室內(nèi)溫度變化的反應(yīng)特性曲線則會(huì)較為陡峭，僅需較短的過(guò)渡時(shí)間便能到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度。與之相反如果選取了較小的PID控制參數(shù)，系統(tǒng)到達(dá)預(yù)設(shè)溫度則要消耗很長(zhǎng)的時(shí)間。但這并不是說(shuō)選用的PID控制參數(shù)越大越好，若選取了過(guò)大的PID控制參數(shù)，DDC控制系統(tǒng)這一原本穩(wěn)定的系統(tǒng)將會(huì)變得不穩(wěn)定，具體表現(xiàn)為室內(nèi)溫度來(lái)回振蕩，無(wú)法保持穩(wěn)定。同時(shí)，其水側(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥也會(huì)呈現(xiàn)周期性來(lái)回運(yùn)動(dòng)的情況，系統(tǒng)因此無(wú)法處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。PID控制方法能夠?qū)Χ鄶?shù)場(chǎng)合的空調(diào)進(jìn)行有效的控制。但那些安裝在電影院等具備大熱慣性場(chǎng)合的空調(diào)，無(wú)法單純依靠設(shè)置相對(duì)較高的PID控制參數(shù)，進(jìn)而幫助空調(diào)機(jī)組提高其響應(yīng)負(fù)荷變化的速度，進(jìn)而解決相應(yīng)的問(wèn)題。如果要解決這一情況，通常需采用雙級(jí)控制的方法，即安裝兩個(gè)溫度傳感器，且分別放置在室內(nèi)和空調(diào)的送風(fēng)通道中。由主DDC控制器設(shè)定室內(nèi)溫度，而副DDC則根據(jù)主DDC的指令和風(fēng)道中溫度傳感器數(shù)值驅(qū)動(dòng)水閥。通常情況下，房間溫度的變化會(huì)略微滯后于風(fēng)道內(nèi)溫度的變化，而雙級(jí)控制方法則有效加快了系統(tǒng)響應(yīng)溫度數(shù)值變化的速度。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，BAS系統(tǒng)可通過(guò)多種方式對(duì)空調(diào)進(jìn)行節(jié)能控制。比如：使用污染濃度檢測(cè)法以及室內(nèi)外焙值比較法對(duì)新風(fēng)量加以確定等。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要靈活使用控制方法，從而獲取最優(yōu)控制效果。

3.2? 優(yōu)化控制權(quán)

正常情況下，BAS系統(tǒng)所使用的是中央控制站集中管理的方法。在某些時(shí)刻，該方法較為不便。部分場(chǎng)合會(huì)在室內(nèi)安裝空調(diào)以及通風(fēng)系統(tǒng)的控制按鍵或開(kāi)關(guān)，從而方便使用者對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)或開(kāi)關(guān)。就DDC本身而言，此控制器并不具備這類功能，因此需要給其配備相應(yīng)的部件。這類設(shè)定器與VRV控制面板的功能接近，可以提供給房間的使用者們極大的舒適性和便利性，也因此得到了廣泛的應(yīng)用。

3.3? 優(yōu)化DDC直接數(shù)字控制器

就現(xiàn)階段的DDC而言，有著很多的種類和規(guī)模，在每一個(gè)主流的BAS供應(yīng)商那里，技術(shù)人員都可以買到擁有不同大小規(guī)模及處理能力的直流數(shù)字控制器。在熱力站監(jiān)控站或是冷凍機(jī)房這一類的密集場(chǎng)合，往往需要選用大型的控制器，從而降低故障率，也一定程度減少控制期間的干擾。而在新風(fēng)機(jī)或是空氣處理機(jī)中，通常會(huì)選用中小型的控制器。近幾年P(guān)LC呈現(xiàn)出極快的發(fā)展速度，其適用范圍也早已擺脫了工業(yè)場(chǎng)合的限制，在空調(diào)通風(fēng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制工程中也可使用PLC。

3.4? 優(yōu)化控制網(wǎng)絡(luò)

在符合控制網(wǎng)絡(luò)靈活性以及拓展性的要求下，該控制網(wǎng)絡(luò)所對(duì)應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也需要盡可能呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單明了的樣子，基于各系統(tǒng)總線所做的控制網(wǎng)絡(luò)皆應(yīng)該符合這一原則，擁有較多分支以及較多分級(jí)的網(wǎng)絡(luò)皆需要執(zhí)行相當(dāng)繁復(fù)的管理操作。與此同時(shí)，其可靠性也會(huì)相對(duì)較低。換句話說(shuō)，任何一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)都可以由LONTAIK總線構(gòu)成，且其布線設(shè)計(jì)也有著一定的隨意性，倘若不對(duì)這一特性加以合理的使用，則會(huì)給實(shí)際的工程實(shí)踐過(guò)程帶來(lái)一定的危險(xiǎn)，且使企業(yè)投入更多的資金成本。在小規(guī)模的工程項(xiàng)目中，往往可以采用由Rs485總線構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)，而布線方式可選擇手拉手的形式。此外，那些大規(guī)模的工程項(xiàng)目中，相關(guān)技術(shù)人員可以考慮對(duì)樓層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分級(jí)。

3.5? BAS監(jiān)控中心

對(duì)于BAS監(jiān)控中心來(lái)說(shuō)，主要任務(wù)在于對(duì)整個(gè)建筑的通風(fēng)、動(dòng)力以及空調(diào)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，在實(shí)際安排下，往往會(huì)和安保監(jiān)控以及消防控制放在一件屋子里進(jìn)行。但該房屋往往和鍋爐房或者冷凍機(jī)房相距較遠(yuǎn)，但實(shí)際情況是不應(yīng)該對(duì)這些關(guān)鍵設(shè)備采用遠(yuǎn)程監(jiān)控的方法。所以相關(guān)企業(yè)可以在鍋爐房或是冷凍機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)控制室旁建立一個(gè)監(jiān)控分站，由此分站監(jiān)控冷凍機(jī)和鍋爐的實(shí)時(shí)情況，其他冷熱源設(shè)備也可在此分站中進(jìn)行監(jiān)控。

4? 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能減排是對(duì)智能建筑進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)過(guò)程中，需要遵守的原則，相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)優(yōu)化智能建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)與能量管理的原則、出發(fā)點(diǎn)以及具體技術(shù)方法加以明確，能夠?qū)χ悄芙ㄖ照{(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化及其節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，起到一定的促進(jìn)作用。文章簡(jiǎn)要就建筑內(nèi)部主要耗能單元節(jié)能措施進(jìn)行了分析和對(duì)比，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)BAS系統(tǒng)對(duì)于智能建筑節(jié)能而言，是最為有效的方法。

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