暖通空调体系的改善

评论 建筑网 |  2013-05-08 15:14    

   智能建筑节能是世界性的大潮流和大趋势,同时也是中国改革和发展的迫切要求,是21世纪中国建筑事业发展的一个重点和热点。节能和环保是实现可持续发展的关键。从可持续发展理论出发,建筑节能的关键又在于提高能量效率,因此无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计,都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。

  一、智能建筑集成系统中的计算机控制系统

  1、主要设备

  1.1蒸发式冷却空调系统此系统的3阶段供冷启动顺序为:热转轮启动,蒸发冷却器启动,备用冷却盘管启动;其两阶段供热启动顺序为:热转轮运行进行热回收,利用热水盘管加热处理空气。此空调系统主要任务是保证室内空气的清新,提供室内的基本温度保证。

  1.2埋管式辐射墙板墙架上和空气中的温度传感器提供水流阀门的控制信号。它是在室内基本温度点基础上,对温度进行再调整的设备。

  1.3屋顶通风装置室外温度、湿度、风力、降雨量,室内温度、湿度,提供此开关控制信号。它是室内温度、湿度调整的辅助设备,也是节约能源的重要手段。其动力是日光反射板上的太阳能电池。

  1.4日光反射板阳光和温度都是照明系统和温度系统的信号源,光线反射板受控于这两个系统。既能遮光,也能将室外光线反射到室内。

  1.5照明系统由房间使用状况检测、日光、阳光反射、室内光照度等检测信号,用开关、遥控器或计算机程序控制此系统。

  1.6个人工作环境系统在个人工作环境系统中,温度、湿度、房间使用状况检测、空气流速、空气品质等数据均为控制因素。每人工作环境系统的温度、湿度的期望值,房间使用状况检测数据,由系统中的传感器或由人工给定,由通讯系统传送给上一级(网络工作级)和系统工作站,由网络工作级和系统工作站的计算机控制系统控制此个人工作环境系统的系统参数。

  1.7控制系统和主配电盘它是控制、电源和通讯系统的神经网络。

  2、控制系统控制系统分为两大控制部分:

  2.1温度和空气品质控制系统温度和空气品质控制系统的控制目标包括蒸发式冷却空调系统、埋管式辐射墙板、个人工作环境系统、可开启窗户、屋顶通风装置等。本系统的传感器包括室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、冷热水流数据、房间使用状况、空气品质(CO2)数据、露点温度,以及室外风力等。执行机构是热转轮、蒸发冷却器、水流阀门、空气处理器、加热盘管、冷却盘管、气流混合调节器、水压调节器、屋顶通风装置等。

  2.2照明控制系统照明控制系统的控制目标包括环境灯、周边灯、工作灯、室内遮光设备、日光反射板等。灯光控制系统的传感器包括室外日光检测器(最大照度)、室内照度检测器、房间使用状况等。执行器是控制日光反射板的电机,控制天窗、可开启窗户、门遮阳设备的电机,数字式日光灯整流器,数字式相位灯光调节器,数字转换器等。温度和空气品质这两个控制系统和照明控制系统是互相干扰的。譬如,为了节约能源和得到舒适的工作环境,冬天和夏天对日光的需要是不同的。

  二、智能建筑BA系统优化方法(主要针对暖通空调系统)

  1、控制策略的优化

  空气处理机的DDC通常采用P工D控制,选择合适的P工D参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。P工D系数高,空调对室内温度波动的反应特性曲线陡,达到设定温度的过渡过程较短;相反P工D系数低,达到设定温度的过渡过程较长。但并不是P工D系数越高越好,否则易引起DDC控制系统失稳,表现为室内温度的振荡和水侧的电动调节阀周期性的来回运动无法在固定开度上运行。P工D能解决大部分场合的空调控制,但对于影剧院等大热惯性空调场合,靠高的P工D系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的。这时可以采用双级控制,即分别在空调的送风道和室内安装温度传感器,室内的温度设定由主DDC控制器完成,水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成,由于风道温度变化速度快于房间温度的变化,这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。在实际的工程设计中,BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用,例如室内外焙值比较法、二氧化碳等污染物浓度检测法确定新风量,基于日程表的定时操作等等。工程设计中可以视需要灵活运用,以达到最优的效果。

  2、控制权的优化

  通常BA遵从的是中央控制站集中管理的原则。有时也有其不便的一面。在某些场合(如会议室)将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能,需要专门部件来实现。这类功能接近VRV控制面板的设定器给房间的使用者带来极大的便利和舒适性,必要时应积极采用。

  3、直接数字控制器(DDC)的优化

  主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DDC,冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器,以减少故障率和控制器间的通讯。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年来,可编程逻辑控制器件(PLC)进步很快,其应用不再局限于工业场合,在空调通风的现场设备控制工程中不应将其排斥在外。

  4、控制网络优化

  在满足扩展性和灵活性的前提下,控制网络的拓扑结构应尽可能简化、清晰,无论基于RS485总线或基于LonTalk总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。LonTalk总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络,这种布线设计的随意性如果运用不当,在工程实践中仍然是有技术风险的,并可能增加系统的投资。小型工程尽可能运用基于Rs485总线的控制网络,采用“手拉手”的布线方式,大型工程可以考虑楼层网络分级。

  5、BAS监控中心

  BAS监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统,一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房,在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站,由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能,并且该分站功能受权局限为冷热源设备。三、结论对智能建筑的分析和评价应坚持节能的原则。确立智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义.BAS系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。智能建筑BAS控制方案的优化是整个智能建筑节能优化方案实施的具体体现,它包含了建筑物内部主要耗能单元的节能优化。通过对BA控制系统(主要是暖通空调系统)的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的探讨,力图使BA系统更好地服务于受控的空调通风系统,最大限度地节约建筑物能源。


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