樓宇設備控制系統(tǒng)設計淺談

1、<p>　　樓宇設備控制系統(tǒng)設計淺談</p><p>　　摘要：樓宇設備控制的節(jié)能設計要求是以整個建筑為控制對象，仔細研究建筑物的圖紙，充分細致的考慮到管理上的需求，實現(xiàn)各類建筑設備的高效運行，達到節(jié)能的目的。 </p><p>　　關鍵詞：節(jié)能，群控，變頻控制。 </p><p>　　中圖分類號：TE08 文獻標識碼：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，且需要在技術手段上支撐該項制度的運行。 </p&g

3、t;<p>　　一、現(xiàn)在較多樓宇設備控制系統(tǒng)的設計從業(yè)人員，只是偏重樓宇設備的自動控制，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)樓宇設備控制系統(tǒng)根本無法支持樓宇的精細管理，給今后建筑的管理帶來不少困擾。因此要求從業(yè)人員能夠在樓宇設備控制系統(tǒng)的設計之初階段，就要仔細的建筑物的結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、給排水、變配電、照明等圖紙，充分細致的考慮到管理上的需求，使之整個系統(tǒng)節(jié)能設計達到更為方便、精細的管理。

4、</p><p>　　二、樓宇設備控制的節(jié)能設計要求以整個建筑為控制對象，具體控制的對象有新風機組、組合式空調(diào)機組、全熱交換機、分機盤管、送風機、排風機、冷凍站、換熱器、變配電系統(tǒng)等。 </p><p>　　2.1、新風機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。如果使用時風量過大、在冬季或夏季風閥開度過大，都會造成不必要的能耗增加。新風空調(diào)機組應在每天不同時段根據(jù)室外溫度和室內(nèi)回風

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

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

7、一些公共建筑中較為廣泛使用。但是其中不少設計為開斷式閥門，無法保證送風溫度的穩(wěn)定。為了保證全熱交換機的送風溫度穩(wěn)定，新風閥最好設計成調(diào)節(jié)式風閥，這樣可根據(jù)送風的溫度來調(diào)節(jié)新風閥的開度。 </p><p>　　2.4 、冷凍站作為建筑物的重要組成部分，同時也成為耗能大戶，對其的節(jié)能控制關系到整個建筑的節(jié)能目標能否實現(xiàn)，起著舉足輕重的意義。以往因為冷水機組是大型貴重設備，為避免操作失誤造成重大經(jīng)濟損失，故大多數(shù)設計只

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

9、運行效率，其定義式為： COP=Q/Wchiller ；式中各項符號的意義如下： </p><p>　　COP — 冷水機組的運行能效比（無量綱）；Q —冷水機組冷水側(cè)的供冷量（瞬態(tài)值單位為kW，累計值單位為kWh/a)；Wchiller—冷機輸入的功率（（瞬態(tài)值單位為kW，累計值單位為kWh/a），對電制冷冷水機組，指的是輸入的電功率；對吸收式冷水機組，指的是“加熱源消耗量（以低位熱值計）+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：冷負荷最大的工況。如：出現(xiàn)室外氣溫達到最高值，人員負荷達到最高值等情況。 典型工況。如：室外氣溫接近當?shù)刂评浼練鉁仄骄?，人員設備負荷處于正常狀態(tài)。 </p><p>　　冷機COP累計值根據(jù)建筑能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)計算。 </p><p>　　由于冷水機組COP值最高的區(qū)域在70%-100%負荷，

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

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

13、機組總標準制冷量的15%。設備啟動順序是先啟動冷凍泵、冷卻泵，再打開電動蝶閥，最后再啟動冷水機組。與初開冷水機組的開機順序不一致，初開冷水機組時先開電動蝶閥、冷凍泵、冷卻泵。新增開冷水機組時若按初次開機順序，先開電動蝶閥，會分流冷水流量，造成已開冷水機組冷水流量不足。關機則按開機流程反向操作，關機的條件是低于機組總標準冷量的90%。此處要注意冷凍站的電動蝶閥要有狀態(tài)反饋，以便確認閥門的狀態(tài)，如多臺冷水機組同時運行時要確認電動蝶閥關閉后才

14、關閉冷凍泵、最后關閉冷水機組。 </p><p>　　正常冷凍水設計為：冷凍水進水溫度12℃，出水溫度7℃，環(huán)境溫度35℃。但如冷水機組運行在部分負荷時，適當提高出水溫度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)實現(xiàn)。冷水機組要求冷卻水最佳進水溫度為30度，故設置30度為啟機溫度，即冷卻水進水溫度超過30度時開啟冷卻塔風機；反之亦然。為避免在靈敏

15、區(qū)頻繁啟動、關閉風機，對冷卻塔風機采用滯后閉環(huán)控制，設置滯后溫度為2度，即冷卻塔的關機溫度為28度。冷卻泵的啟動頻率應設定在高效區(qū)，不低于35HZ，具體可根據(jù)項目實際測試獲得最佳的啟動頻率。冷卻泵啟動以后根據(jù)冷水機組的冷卻水進水、出水溫差決定實時運行頻率，調(diào)節(jié)冷卻水流量。當冷卻塔風機已開啟，冷卻泵的運行頻率50HZ，這時就需要增開冷卻塔風機。 </p><p>　　結(jié)束語：樓宇設備控制系統(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，作為整個項目的系統(tǒng)設計，必須考慮整個建筑物的整體情況，注重細節(jié)，充分發(fā)揮樓控系統(tǒng)的節(jié)能作用，創(chuàng)建一個環(huán)保、綠色資源節(jié)約型社會。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 張子慧.建筑設備管理系統(tǒng)[M].北京：人民交通出版社，2009. </p><p>　　[2] 尹大偉.大型公共建筑