李云陽(yáng)

【摘要】通過(guò)對(duì)建筑物中幾個(gè)主要的耗能單元節(jié)能措施的分析，提出了智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的途徑與方法。最終做到了BA（暖通空調(diào)）控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器、傳感器、網(wǎng)絡(luò)等幾個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，在空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)之中，尋求最佳匹配方案，使系統(tǒng)的整體效能達(dá)到最優(yōu)，從而實(shí)現(xiàn)了提高系統(tǒng)效率的目的。

【關(guān)鍵詞】智能建筑；暖通空調(diào)系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化；BA系統(tǒng)

環(huán)保與節(jié)能在實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展中起到了關(guān)鍵的作用。在建筑物的節(jié)能工作中，提高能量效率是關(guān)鍵。所以，在設(shè)計(jì)建筑物具體工程項(xiàng)目的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮能量效率的提高。在智能建筑中，保證業(yè)主高現(xiàn)代化、高度舒適體驗(yàn)要求的同時(shí)，盡可能地降低能耗，可以最大幅度地為大樓節(jié)省營(yíng)運(yùn)成本。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化措施

樓宇自控系統(tǒng)把職能建筑中全部設(shè)備集成在一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)之中，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)設(shè)備的信息共享，以便于綜合管理，它對(duì)整座大樓的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了巨大的影響與效益。實(shí)現(xiàn)這種作用和效益的最大化，必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。智能化建筑工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)較之常規(guī)設(shè)計(jì)，有如下特點(diǎn)：第一，可以在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)中尋找最佳匹配，達(dá)到整體效能的最大化，實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)效率、降低費(fèi)用的目的；第二，可以施行系統(tǒng)和過(guò)程的定量化模擬，從而減少控制環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障發(fā)生概率最低化和輸出效應(yīng)最優(yōu)化；第三，通過(guò)優(yōu)化控制方案實(shí)現(xiàn)區(qū)別于墻體結(jié)構(gòu)、門窗形式等節(jié)能方案的"主動(dòng)節(jié)能"。對(duì)智能建筑中的暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，對(duì)能量進(jìn)行管理和控制，其主要措施如表1所示：

利用程序控制，在水位降至一定值后水泵自動(dòng)停止，防止動(dòng)用消防水量、水質(zhì)變壞、水泵工作失衡等現(xiàn)象

二、智能建筑中BA系統(tǒng)優(yōu)化的主要方法

（一）控制策略的優(yōu)化

在實(shí)際的控制系統(tǒng)中，空氣通常使用PID控制處理機(jī)的DDC，所以選擇最佳PID參數(shù)是空調(diào)系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在PID系數(shù)較高時(shí)，空調(diào)對(duì)反應(yīng)室內(nèi)溫度波動(dòng)特性的曲線較陡，所以達(dá)到預(yù)設(shè)溫度的時(shí)間較短；反之，在PID系數(shù)較低時(shí)，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度的時(shí)間較長(zhǎng)。但PID系數(shù)并不是越高越好，PID系數(shù)太高可能會(huì)影響DDC系統(tǒng)的穩(wěn)定性。PID可以解決大多數(shù)建筑內(nèi)的空調(diào)控制問(wèn)題，但對(duì)于像電影院這種熱慣性非常大的場(chǎng)所，僅僅依靠提高PID系數(shù)很難解決空調(diào)負(fù)荷變化響應(yīng)速度的問(wèn)題，這時(shí)候則可采用雙級(jí)控制的方法，即在空調(diào)送風(fēng)道與室內(nèi)分別安裝傳感器，對(duì)室內(nèi)溫度的設(shè)定依靠主DDC控制器單獨(dú)完成，水閥的驅(qū)動(dòng)根據(jù)風(fēng)道中的溫度傳感器提供的數(shù)值，由副DDC和主DDC協(xié)同完成，這種控制方法使系統(tǒng)對(duì)溫度變化的響應(yīng)速度加快了。在工程設(shè)計(jì)中，BA系統(tǒng)的節(jié)能控制方法很多，如外焓值比較法、污染物檢測(cè)法，日程表定時(shí)操作法等。在實(shí)際進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際狀況靈活運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)效果。例如，在夏秋季清晨的辦公樓、商場(chǎng)等場(chǎng)所，可以使用空氣處理機(jī)或者新風(fēng)機(jī)，依靠室外比較涼爽的空氣對(duì)室內(nèi)進(jìn)行換氣預(yù)冷，這樣既可以節(jié)約了能耗，又可以提高室內(nèi)的空氣質(zhì)量。

（二）控制權(quán)優(yōu)化

一般來(lái)說(shuō)，BA系統(tǒng)要遵從中央控制站的集中管理，這有時(shí)會(huì)造成不便。例如：在會(huì)議室中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)更加符合空調(diào)使用者的需要，DDC本身并不能實(shí)現(xiàn)這種功能，需要依靠專門的部件實(shí)現(xiàn)，這類功能的設(shè)定會(huì)給空調(diào)的使用者帶來(lái)更大的舒適度和便利性。在實(shí)施設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮采用。

（三）DDC的優(yōu)化

大多數(shù)BA系統(tǒng)供應(yīng)商都可以提供處理能力不同的DDC。對(duì)于冷凍機(jī)房或者熱力站監(jiān)控點(diǎn)這種密集場(chǎng)所，應(yīng)該優(yōu)先考慮大型控制器，這樣可以減少各控制器之間的通訊，而且可以降低故障率。中、小型控制器一般用在空氣處理機(jī)、新風(fēng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)中比較合適。近年來(lái)，PLC（可編程邏輯控件）進(jìn)步飛快，它的應(yīng)用范圍不僅僅局限于工業(yè)場(chǎng)所內(nèi)，對(duì)于空調(diào)通風(fēng)設(shè)備的控制工程來(lái)說(shuō)，也應(yīng)該考慮其應(yīng)用的問(wèn)題。

（四）控制網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

實(shí)現(xiàn)BA系統(tǒng)的優(yōu)化，應(yīng)該在具備擴(kuò)展性與靈活性的基礎(chǔ)上，盡可能簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)控制的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。無(wú)論是RS485總線，還是LonTalk總線下的網(wǎng)絡(luò)控制，都應(yīng)該簡(jiǎn)化，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)管理中的分支與分級(jí)過(guò)多或者過(guò)于復(fù)雜，會(huì)造成系統(tǒng)的可靠性大幅降低。LonTalk總線是一個(gè)在理論上能夠組成所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，但是這種布線設(shè)計(jì)具有隨意性，如在工程實(shí)踐中運(yùn)用不當(dāng)，可能會(huì)帶來(lái)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)投資的增加。對(duì)于小型工程來(lái)說(shuō)，盡可能使用RS485總線的網(wǎng)絡(luò)控制是比較合適的，在大型工程中應(yīng)該兼顧到樓層網(wǎng)絡(luò)的分級(jí)問(wèn)題。

（五）BAS監(jiān)控中心

BAS監(jiān)控中心負(fù)責(zé)對(duì)整棟建筑中的空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，一般和消防控制中心、安保監(jiān)控中心合在一起。由于該中心一般距冷凍機(jī)房與鍋爐房比較遠(yuǎn)，在這里不適宜對(duì)這些關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行操作。推薦在冷凍機(jī)房與鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)或附近另置一個(gè)監(jiān)控分站，負(fù)責(zé)對(duì)冷凍機(jī)與鍋爐進(jìn)行監(jiān)控。

結(jié)語(yǔ)：

對(duì)于智能建筑的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)應(yīng)該堅(jiān)持節(jié)能原則。BAS系統(tǒng)是智能建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能的途徑之一，對(duì)BAS系統(tǒng)控制方案的優(yōu)化，對(duì)于整個(gè)智能建筑的節(jié)能與優(yōu)化方案的實(shí)施具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)對(duì)BA控制系統(tǒng)中若干環(huán)節(jié)的探討，力求BA系統(tǒng)能夠更好地為空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]武根峰.定靜壓變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行分析與研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2013.

[2]馬麗筠.除濕轉(zhuǎn)輪與中高溫?zé)岜民詈舷到y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究[D].天津大學(xué)，2012.

[3]趙忠梁.熱泵驅(qū)動(dòng)溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的研究[D].江蘇科技大學(xué)，2013.