智能新型楼宇空调自控的运用

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摘要:智能新型楼宇空调系统一次性投资大，包含设备品种多、管线长、自动化程度高，其运行、维护、检修要综合运用热工、流体、空调、制冷、机械、电工电子、自动控制等多方面的知识和技能，因此要求运行管理和维修人员必须具有一定的专业知识和专业技能，这样才能管好它，用好它。

关键词:智能新型楼宇;中央空调; 维护

空调也有它的最佳运行工况，当然，由于气候等环境的变化，我们不可能让它始终在最佳的工况下运行，也就是能效比最高的状态下运行，但我们可以让它始终接近在不同的工况下的最佳值，即在损耗最小的条件下运行。制冷系统节能的秘诀就是尽可能的让高压降低，低压升高，当然，由于不同压缩机结构的特殊性，限制了它的运行区间，加上原材料成本的因素，能效比存在一个极限值。比如对于风冷换热器，保证循环风量、翅片清洁度、制冷系统通畅、油质量等是保证高低压在理想范围的必要条件。

1 智能新型空调自控系统特点

计算机技术的发展和硬件成本的持续下降，使得计算机在暖通空调领域有了广泛的应用，直接利用计算机系统取代常规仪表，并采用以计算机为核心的智能控制器对暖通空调进行智能化监测控制，借助先进的集散控制网络技术，并通过依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理，数据分析，逻辑判断和图形处理，对整个系统作出集中监测和全面控制，这种以现代计算机技术为核心的自控系统有其无可替代的优势，这就形成了智能新型的现代楼宇空调自控系统。其有代表性的产品是Honeywell公司的Excel500系统、Simens公司的Apogee系统、以及Johnson Controls公司的Metasys楼宇自控系统。智能新型化空调自控系统具备以下功能及特点：

1.1 能量控制及管理功能。即根据建筑物实际冷、热负荷，对空调系统中的风系统和水系统进行全面调节控制，自动控制冷热设备运行状态及运行参数，使整个空调系统达到最佳节能状态，相比之下，传统自控系统对控制规律复杂，监控点多的空调设备的控制，却显得捉襟见肘，手段落后。

1.2 设备参数进行全面监控。对空调系统及其冷、热源等设备参数进行全面监控，空调设备如冷水机组、泵、风机等，在规定条件下的启停控制和负荷运行调节、自动切换工作及备用状态。相比传统自控系统，采用基于现场总线技术的空调自控系统，具有高可靠性，高维护性，高实时性，最终实现控制管理一体化。

1.3 先进的自控装置。 采用以先进控制理论和专业控制技术为核心的自控装置及设备。例如，动态变流量节能控制系统就是把先进控制技术与现代变频技术相结合，去改变空调系统循环水的流量和温度，以保证整个系统在满负荷和部分负荷情况下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。采用比例微分积分（PID）和模糊控制方法的动态变流量节能控制系统，可避免系统非线性和时变性干扰引起的振荡，具有强大的节能功能和运行品质。

1.4 采用现代集散控制系统。 建立楼宇自控系统BAS系统网络，对空调运行进行集中管理和自动监测，通过远程网络监控和先进运算能力，从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配，使整体效能最佳，从而提高系统的效率，降低投资和运行费用。

2工程运用实例

某集团公司财务中心大楼的建筑面积23000平方米，共13层，建筑高度49.8米，由地下设备层、首、二层营业厅及其他办公层组成。营业厅及一至五层办公楼空调系统采用全空气系统，其他采用风机盘管加新风系统的空调方式。冷热源集中由地下机房的溴化锂直燃机组（6978KW）供给。其空调自控系统设计采用先进性的Simena-Landis＆Staefa系统产品S600 Apogee在设计上充分体现了分散控制、集中管理的特点，保证每个子系统都能独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理，使得整个系统的结构完善、性能可靠。

设计中对于现场控制器的选择，营业厅、一至五层办公楼空气系统采用UC-2 单元控制器，采用一套空调设备布置一套单元控制器UC，对全部的空调机组进行控制。UC是专门用于空调机组与新风机组的控制研制的一种模板式控制器，UC-2有24个各类输入/输出点，既可以独立工作又可以联网工作，具备PID调节控制功能，可在网络上的其它DDC控制器及工作站对其编程和监控，也可用手提电脑对其编程和监控。通过可选附件显示键盘，可在现场读取及修改数据，它管理着设备的运行，还承担室内外温、湿度、水路温度，空气压力变化等多项检测与控制。

地下冷冻机房采用一台模块化楼宇控制器MB24CP现场控制，分别管理冷冻机组，冷却塔，冷水泵，冷却水泵等设备运行，MBC既是网络控制器又是网络服务器，可独立应用或联网操作以完成复杂的HAVC控制、监视、能量分配等功能。在模块化硬件选型过程中充分考虑输入输出端余量，已备端口故障或将来扩展使用。

在系统管理平台方面，采用Inter PIII工业计算机控制，使用Insight彩色图形控制软件可以实现在控制室内对所有远端设备进行监控，借助于Windows NT的强大功能与Insight软件组的完美结合，用户在登录后仅需鼠标就可以完成主要的管理功能。

3结束语

由于本工程中主机本身自带独立的自动控制系统，可以自动控制单台机组内部的工作情况，控制出水温度，因此，楼宇自控系统只需控制主机启停及其外部设备，并监视各设备工作状态，冷冻站的控制要求包括：测量冷冻水供、回水温度及回水流量，从而计算空调实际的冷负荷。各设备启停顺序控制，当其中一台冷冻水泵/冷却水泵出现故障时，备用水泵会自行投入工作。并测量冷冻水系统供回水总管之压差，控制其旁通阀之开度，以维持压差。随时采用水流开关检测水泵出水口的水流状况，获得最真实的水泵运行状态，便于管理及维护。并实现远端中央控制室内对机组设备的远端遥控及参数检测。

参考文献

［1］ 李峥嵘，彭姣.上海市公共建筑能耗与运行管理现状调查［J］.暖通空调，2005，35(5)：134-136.

［2］ 中华人民共和国建设部科学技术司.《智能与绿色建筑文集》编委会.智能与绿色建筑文集（3-5集）［M］.北京：中国建筑工业出版社，2007-2009.