暖通空調體系的改善
時間:2022-08-06 09:57:32
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智能建筑節能是世界性的大潮流和大趨勢,同時也是中國改革和發展的迫切要求,是21世紀中國建筑事業發展的一個重點和熱點。節能和環保是實現可持續發展的關鍵。從可持續發展理論出發,建筑節能的關鍵又在于提高能量效率,因此無論制訂建筑節能標準還是從事具體工程項目的設計,都應把提高能量效率作為建筑節能的著眼點。
一、智能建筑集成系統中的計算機控制系統
1、主要設備
1.1蒸發式冷卻空調系統此系統的3階段供冷啟動順序為:熱轉輪啟動,蒸發冷卻器啟動,備用冷卻盤管啟動;其兩階段供熱啟動順序為:熱轉輪運行進行熱回收,利用熱水盤管加熱處理空氣。此空調系統主要任務是保證室內空氣的清新,提供室內的基本溫度保證。
1.2埋管式輻射墻板墻架上和空氣中的溫度傳感器提供水流閥門的控制信號。它是在室內基本溫度點基礎上,對溫度進行再調整的設備。
1.3屋頂通風裝置室外溫度、濕度、風力、降雨量,室內溫度、濕度,提供此開關控制信號。它是室內溫度、濕度調整的輔助設備,也是節約能源的重要手段。其動力是日光反射板上的太陽能電池。
1.4日光反射板陽光和溫度都是照明系統和溫度系統的信號源,光線反射板受控于這兩個系統。既能遮光,也能將室外光線反射到室內。
1.5照明系統由房間使用狀況檢測、日光、陽光反射、室內光照度等檢測信號,用開關、遙控器或計算機程序控制此系統。
1.6個人工作環境系統在個人工作環境系統中,溫度、濕度、房間使用狀況檢測、空氣流速、空氣品質等數據均為控制因素。每人工作環境系統的溫度、濕度的期望值,房間使用狀況檢測數據,由系統中的傳感器或由人工給定,由通訊系統傳送給上一級(網絡工作級)和系統工作站,由網絡工作級和系統工作站的計算機控制系統控制此個人工作環境系統的系統參數。
1.7控制系統和主配電盤它是控制、電源和通訊系統的神經網絡。
2、控制系統控制系統分為兩大控制部分:
2.1溫度和空氣品質控制系統溫度和空氣品質控制系統的控制目標包括蒸發式冷卻空調系統、埋管式輻射墻板、個人工作環境系統、可開啟窗戶、屋頂通風裝置等。本系統的傳感器包括室內溫度、室內濕度、室外溫度、室外濕度、冷熱水流數據、房間使用狀況、空氣品質(CO2)數據、露點溫度,以及室外風力等。執行機構是熱轉輪、蒸發冷卻器、水流閥門、空氣處理器、加熱盤管、冷卻盤管、氣流混合調節器、水壓調節器、屋頂通風裝置等。
2.2照明控制系統照明控制系統的控制目標包括環境燈、周邊燈、工作燈、室內遮光設備、日光反射板等。燈光控制系統的傳感器包括室外日光檢測器(最大照度)、室內照度檢測器、房間使用狀況等。執行器是控制日光反射板的電機,控制天窗、可開啟窗戶、門遮陽設備的電機,數字式日光燈整流器,數字式相位燈光調節器,數字轉換器等。溫度和空氣品質這兩個控制系統和照明控制系統是互相干擾的。譬如,為了節約能源和得到舒適的工作環境,冬天和夏天對日光的需要是不同的。
二、智能建筑BA系統優化方法(主要針對暖通空調系統)
1、控制策略的優化
空氣處理機的DDC通常采用P工D控制,選擇合適的P工D參數對空調系統的穩定運行是非常關鍵的。P工D系數高,空調對室內溫度波動的反應特性曲線陡,達到設定溫度的過渡過程較短;相反P工D系數低,達到設定溫度的過渡過程較長。但并不是P工D系數越高越好,否則易引起DDC控制系統失穩,表現為室內溫度的振蕩和水側的電動調節閥周期性的來回運動無法在固定開度上運行。P工D能解決大部分場合的空調控制,但對于影劇院等大熱慣性空調場合,靠高的P工D系數來提高空調機組對負荷變化的響應速度是不足以解決問題的。這時可以采用雙級控制,即分別在空調的送風道和室內安裝溫度傳感器,室內的溫度設定由主DDC控制器完成,水閥的驅動由副DDC根據風道溫度傳感器和主DDC的指令完成,由于風道溫度變化速度快于房間溫度的變化,這一控制方式加速了系統對溫度波動的響應。在實際的工程設計中,BA系統對空調的節能控制有多種手段可以采用,例如室內外焙值比較法、二氧化碳等污染物濃度檢測法確定新風量,基于日程表的定時操作等等。工程設計中可以視需要靈活運用,以達到最優的效果。
2、控制權的優化
通常BA遵從的是中央控制站集中管理的原則。有時也有其不便的一面。在某些場合(如會議室)將空調、通風系統的參數的設定功能放置在現場可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供這樣的功能,需要專門部件來實現。這類功能接近VRV控制面板的設定器給房間的使用者帶來極大的便利和舒適性,必要時應積極采用。
3、直接數字控制器(DDC)的優化
主流BA系統供貨商都能提供大中小不同處理能力的DDC,冷凍機房、熱力站監控點是密集場合應優先采用大型控制器,以減少故障率和控制器間的通訊。對空氣處理機、新風機、通風機一般采用中型或小型的控制器即可。近年來,可編程邏輯控制器件(PLC)進步很快,其應用不再局限于工業場合,在空調通風的現場設備控制工程中不應將其排斥在外。
4、控制網絡優化
在滿足擴展性和靈活性的前提下,控制網絡的拓撲結構應盡可能簡化、清晰,無論基于RS485總線或基于LonTalk總線的控制網絡都是如此。分支、分級多的網絡管理復雜、可靠性低。LonTalk總線在理論上可以組成任意拓撲結構的網絡,這種布線設計的隨意性如果運用不當,在工程實踐中仍然是有技術風險的,并可能增加系統的投資。小型工程盡可能運用基于Rs485總線的控制網絡,采用“手拉手”的布線方式,大型工程可以考慮樓層網絡分級。
5、BAS監控中心
BAS監控中心負責監控整個空調、通風、動力系統,一般與消防控制、安保監控等合用一室。由于該機房通常遠離冷凍機房、鍋爐房,在這里遠程操作這些關鍵設備是不合適的。推薦的做法是在冷凍機房和鍋爐房現場控制室另設置一臺監控分站,由該分站負責冷凍機、鍋爐監控功能,并且該分站功能受權局限為冷熱源設備。三、結論對智能建筑的分析和評價應堅持節能的原則。確立智能建筑暖通空調系統能量管理與控制系統優化的基本出發點、優化原則及技術措施對于智能建筑節能實現具有重要的現實意義.BAS系統是實現智能建筑節能的有效途徑之一。智能建筑BAS控制方案的優化是整個智能建筑節能優化方案實施的具體體現,它包含了建筑物內部主要耗能單元的節能優化。通過對BA控制系統(主要是暖通空調系統)的傳感器、執行器、控制器、網絡等若干環節的探討,力圖使BA系統更好地服務于受控的空調通風系統,最大限度地節約建筑物能源。
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