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1 變流量技術(shù)及其自動(dòng)控制模式
在建筑物中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗約占整個(gè)建筑物總能耗的50%以上，有些地區(qū)甚至達(dá)到70%以上。一般暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，絕大多數(shù)是針對(duì)全負(fù)荷工況進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而在實(shí)際使用的大多數(shù)時(shí)間里，系統(tǒng)則處于部分負(fù)荷下，因此從舒適與節(jié)能的角度出發(fā)，變流量系統(tǒng)(VAV，VWV和VRv)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而變流量系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及它們實(shí)際的運(yùn)行特性完全依賴于系統(tǒng)的控制。
1.1 變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV)
變風(fēng)量系統(tǒng)(Var1ableAirVolumeSystem，VAV系統(tǒng))本世紀(jì)60年代誕生在美國(guó)。VAV技術(shù)的基本原理很簡(jiǎn)單，就是通過(guò)改變送入房間的風(fēng)量來(lái)滿足室內(nèi)變化的負(fù)荷。由于空調(diào)系統(tǒng)大部分時(shí)間在部分負(fù)荷下運(yùn)行，所以，風(fēng)量的減少帶來(lái)了風(fēng)機(jī)能耗的降低。vAV系統(tǒng)追求以較少的能耗來(lái)滿足室內(nèi)空氣環(huán)境的要求。VAV系統(tǒng)出現(xiàn)后并沒(méi)有得到迅速推廣，當(dāng)時(shí)美國(guó)占主導(dǎo)地位的仍是定風(fēng)量(CAV，ConstantAirvolume)系統(tǒng)加末端再加熱和雙風(fēng)道系統(tǒng)。西方70年代爆發(fā)的石油危機(jī)促使VAV系統(tǒng)在美國(guó)得到廣泛應(yīng)用，并在其后20年中不斷發(fā)展，己經(jīng)成為美國(guó)空調(diào)系統(tǒng)的主流，并在其它國(guó)家也得到應(yīng)用。由于VAV系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)送入房間的風(fēng)量來(lái)適應(yīng)負(fù)荷的變化，同時(shí)在確定系統(tǒng)總風(fēng)量時(shí)還可以考慮一定的同時(shí)使用情況，所以能夠節(jié)約風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗和減少風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量。有關(guān)文獻(xiàn)介紹，vAV系統(tǒng)與CAv系統(tǒng)相比大約可以節(jié)能30%一70%，對(duì)不同的建筑物同時(shí)使用系數(shù)可取0.8左右。VAV系統(tǒng)的靈活性較好，易于改、擴(kuò)建，尤其適用于格局多變的建筑，例如出租寫字樓等。當(dāng)室內(nèi)參數(shù)改變或重新隔斷時(shí)，可能只需要更換支管和末端裝置，移動(dòng)風(fēng)口位置，甚至僅僅重新設(shè)定一下室內(nèi)溫控器。VAV系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)，它具有全空氣系統(tǒng)的一些優(yōu)點(diǎn)，可以利用新風(fēng)消除室內(nèi)負(fù)荷，沒(méi)有風(fēng)機(jī)盤管凝水問(wèn)題和霉菌問(wèn)題然而VAV系統(tǒng)需要精心設(shè)計(jì)，精心施工，精心調(diào)試和精心管理，否則有可能產(chǎn)生:新風(fēng)不足，氣流組織不好，房間負(fù)壓或正壓過(guò)大，噪聲偏大，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，節(jié)能效果不明顯等一系列問(wèn)題;同樣引起了投資者和技術(shù)人員的關(guān)注。VAv空調(diào)系統(tǒng)的原理并不復(fù)雜，關(guān)鍵是需要實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量原理的末端送風(fēng)裝置(Ter－minalBox)，特別地有關(guān)末端裝置以及整個(gè)VAV系統(tǒng)的自動(dòng)控制設(shè)備。典型VAV系統(tǒng)的有兩種:一種為AHU風(fēng)管系統(tǒng)中的空調(diào)機(jī)變風(fēng)量系統(tǒng)(AHU一VAV系統(tǒng));一種為FCU系統(tǒng)中的室內(nèi)風(fēng)機(jī)變風(fēng)量系統(tǒng)(FCU一VAV系統(tǒng))。AHU一VAV系統(tǒng)是在全風(fēng)管系統(tǒng)中將送風(fēng)溫度固定，而以調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)送風(fēng)量的方式來(lái)應(yīng)付室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷的變動(dòng)。FCU一VAV系統(tǒng)則是將冷水供應(yīng)量固定，而在室內(nèi)FCU加裝無(wú)段變功率控制器改變送風(fēng)量，亦即改變FUC的熱交換率來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)負(fù)荷變動(dòng)。這兩種方式透過(guò)風(fēng)量的調(diào)整來(lái)減少送風(fēng)機(jī)的耗電量，同時(shí)也可增加熱源機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)效率而節(jié)約熱源耗電，因此可在送風(fēng)及熱源兩方面同時(shí)獲得節(jié)能效果。
1.2 變流量系統(tǒng)(VWV)
所謂變流量系統(tǒng)(VariableWaterVolume，簡(jiǎn)稱VWV)，是以一定的水溫供應(yīng)空調(diào)機(jī)以提高熱源機(jī)器的效率，而以特殊的水泵來(lái)改變送水量，順便達(dá)成節(jié)約水泵用電的功效。變水量系統(tǒng)對(duì)水泵系統(tǒng)的節(jié)能效率依水泵的控制方式和VWV使用比例而異，一般Vwv的控制方式有無(wú)段變速(SP)與雙向閥控制方式。以上三種空調(diào)系統(tǒng)是目前大樓空調(diào)最常被設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。中央空調(diào)控制也就是把管路、管件、閥體或閥門集中設(shè)定控制流體提供冷氣。所以有效組合中央空調(diào)控制即能有效控制耗能，設(shè)計(jì)合乎節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。
1.3 變制冷劑流量系統(tǒng)(VRV)
VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱為VariableRefriger－antVolume系統(tǒng)，即變制冷劑流量系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上類似于分體式空調(diào)機(jī)組，采用一臺(tái)室外機(jī)對(duì)應(yīng)一組室內(nèi)機(jī)(一般可達(dá)16臺(tái))。控制技術(shù)上采用變頻控制方式，按室內(nèi)機(jī)開(kāi)啟的數(shù)量控制室外機(jī)內(nèi)的渦旋式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行制冷劑流量的控制。VRV空調(diào)系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣一水系統(tǒng)相比，更能滿足用戶個(gè)性化的使用要求，設(shè)備占用的建筑空間比較小，而且更節(jié)能。正是由于這些特點(diǎn)，其更適合那些需經(jīng)常獨(dú)立加班使用的辦公樓建筑工程項(xiàng)目。
目前相當(dāng)多的VRV產(chǎn)品制造商都己相繼開(kāi)發(fā)出了基于BACnet協(xié)議專用網(wǎng)關(guān)的接口設(shè)備，可以滿足VVR空調(diào)系統(tǒng)納入建筑物樓宇自控系統(tǒng)中的要求。vRv末端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可以通過(guò)BACnet網(wǎng)關(guān)接口上傳信號(hào)至建筑物自控中心的BAS或BMS系統(tǒng)，自控中心經(jīng)該網(wǎng)關(guān)接口下傳信號(hào)(如初始值設(shè)定、控制參數(shù)設(shè)定等)至末端設(shè)備，并對(duì)整個(gè)VVR空調(diào)系統(tǒng)實(shí)行系統(tǒng)管理。經(jīng)對(duì)這二個(gè)系統(tǒng)的集成，在中央控制中心可以對(duì)VVR空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能:a.室溫監(jiān)視;b.溫控器狀態(tài)監(jiān)視;c.壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視;d.室內(nèi)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài);e.空調(diào)機(jī)異常信息;f.ON/OFF控制和監(jiān)視;g.溫度設(shè)定和監(jiān)視;h.空調(diào)機(jī)模式設(shè)定和監(jiān)視(制冷/制熱/風(fēng)扇/自動(dòng));i.遙控器模式設(shè)定和監(jiān)視;j.濾網(wǎng)信號(hào)監(jiān)視和復(fù)位;k.風(fēng)向設(shè)定和監(jiān)視;l.額定風(fēng)量設(shè)定和監(jiān)視;m.強(qiáng)迫溫控器關(guān)機(jī)設(shè)定和監(jiān)視;n.能效設(shè)定和設(shè)定狀態(tài)監(jiān)視;o.集中/機(jī)上控制器操作拒絕和監(jiān)視;p.系統(tǒng)強(qiáng)迫關(guān)閉設(shè)定和監(jiān)視。
2 空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管的優(yōu)化控制方式
在暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗中，風(fēng)機(jī)的能耗能夠占到一半左右，在無(wú)條件采用變風(fēng)量技術(shù)的暖通空調(diào)系統(tǒng)中，充分采用控制技術(shù)，合理控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，是非常有效的節(jié)能手段之一。空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管的控制主要通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn):
2.1 改變公共區(qū)域的溫度設(shè)定，在夏季按照有外到內(nèi)的原則，逐次降低建筑物內(nèi)公共場(chǎng)所的溫度設(shè)定值。
2.2 增加夜間溫度設(shè)定，通過(guò)降低夜間房間的溫度控制指針以減少能量消耗。
2.3 自然冷卻，在可能的情況下，盡量使用室外新風(fēng)。
2.4 控制優(yōu)化，提高室內(nèi)溫濕度控制精度。
2.5 采用特殊的具遠(yuǎn)程控制的溫控器，通過(guò)測(cè)定環(huán)境溫度和設(shè)定溫度的差值自動(dòng)控制二通閥的狀態(tài)和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
3 照明系統(tǒng)的管理方式
照明系統(tǒng)特別是公共區(qū)域的照明，常常存在著嚴(yán)重的能量浪費(fèi)現(xiàn)象。通過(guò)以下二種方式，可以有效杜絕此現(xiàn)象。
3.1 根據(jù)季節(jié)的不通，編制照明狀態(tài)運(yùn)行時(shí)間表。
3.2 增加公共區(qū)域照明回路設(shè)計(jì)，在非必須情況下，特別是夜間，照明系統(tǒng)只運(yùn)行最低的供電回路。
3.3 光電感應(yīng)方式控制照明回路。
4 結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)樓宇自控系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了較全面的回顧性研究，為綜合科研樓BAS系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)和節(jié)能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]李冬輝.樓宇自控系統(tǒng)中節(jié)能控制的研究[J].低壓電器，2004-06-20.
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