1、楼宇设备控制系统设计浅谈摘要：楼宇设备控制的节能设计要求是以整个建筑为控制对象，仔细研究建筑物的图纸，充分细致的考虑到管理上的需求，实现各类建筑设备的高效运行，达到节能的目的。 关键词：节能，群控，变频控制。 中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号： 引言： 随着我国国民经济的快速发展，特别是近十年来，大型公共建筑如雨后春笋屹立在我们城市中。为了更好的满足人们在建筑物中工作、生活的环境要求，各种建筑设备大量使用，早已成为建筑物损耗能源的主力。特别是公共建筑已成为耗能大户，其根本原因在于公共建筑缺乏一套行之有效的管理制度，且需要在技术手段上支撑该项制度的运行。 一、现在较多楼宇设备控制系
2、统的设计从业人员，只是偏重楼宇设备的自动控制，没有充分考虑到今后建筑的节能与管理需求的重要性，在建筑竣工之后才会发现楼宇设备控制系统根本无法支持楼宇的精细管理，给今后建筑的管理带来不少困扰。因此要求从业人员能够在楼宇设备控制系统的设计之初阶段，就要仔细的建筑物的结构、暖通空调、给排水、变配电、照明等图纸，充分细致的考虑到管理上的需求，使之整个系统节能设计达到更为方便、精细的管理。 二、楼宇设备控制的节能设计要求以整个建筑为控制对象，具体控制的对象有新风机组、组合式空调机组、全热交换机、分机盘管、送风机、排风机、冷冻站、换热器、变配电系统等。 2.1、新风机组对于保证建筑物室内空气的质量有较为重
3、要的意义。如果使用时风量过大、在冬季或夏季风阀开度过大，都会造成不必要的能耗增加。新风空调机组应在每天不同时段根据室外温度和室内回风口处二氧化碳的浓度，来调节新风阀的开度和开启机组的时间及机组运行时间长短。为保证室内空气的清新，在设计时每台新风机组至少要配置1 台室内空气质量检测器，为更好的检测空气质量，从而达到节能减排的目的。 2.2、组合式空调和风机盘管应作为一个控制整体进行设计，风机盘管不仅可以本地控制，还需支持联网控制、实现程序自动控制设定温度，防止夏季设置的温度过低或冬季设置的温度过高，也能避免人员离开房间忘记关闭分机盘管。 室内温度的舒适性是我们控制的主要目标。如在公共建筑物内空间
4、较大时，组合式空调、风机盘管和新风机组共存。为实现空间内温度的舒适性，就必须将组合式空调、风机盘管和新风机组作为一个整体来控制，通过空间现场的实际温度和设定温度，PID 控制水阀的开度、风机盘管或组合空调送风量的大小。 2.3、全热交换机作为热量回收的一种重要节能设备，在北方的一些公共建筑中较为广泛使用。但是其中不少设计为开断式阀门，无法保证送风温度的稳定。为了保证全热交换机的送风温度稳定，新风阀最好设计成调节式风阀，这样可根据送风的温度来调节新风阀的开度。 2.4 、冷冻站作为建筑物的重要组成部分，同时也成为耗能大户，对其的节能控制关系到整个建筑的节能目标能否实现，起着举足轻重的意义。以往因
5、为冷水机组是大型贵重设备，为避免操作失误造成重大经济损失，故大多数设计只是起到远程监控的作用。早已不适合当今社会对建筑节能的要求，更不符合绿色建筑和节能建筑的需求。在建筑楼宇设备的控制设计中，必须考虑冷冻站的节能群控。 2.4.1、冷水机组群控需根据建筑物所需冷负荷，机组瞬时功率、机组运行能效比瞬态值（COP） 、机组运行能效比累计值及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。 用冷机 COP 来表示冷机运行效率，其定义式为： COP=Q/Wchiller ；式中各项符号的意义如下： COP 冷水机组的运行能效比（无量纲） ；Q 冷水机组冷水侧的供冷量（瞬态值单位为 kW，累
6、计值单位为 kWh/a)；Wchiller冷机输入的功率（瞬态值单位为 kW，累计值单位为 kWh/a） ，对电制冷冷水机组，指的是输入的电功率；对吸收式冷水机组，指的是“加热源消耗量（以低位热值计）+电力消耗量（折算成一次能） ”。 通常，选取以下两种工况测量瞬态 COP：冷负荷最大的工况。如：出现室外气温达到最高值，人员负荷达到最高值等情况。 典型工况。如：室外气温接近当地制冷季气温平均值，人员设备负荷处于正常状态。 冷机 COP 累计值根据建筑能耗实时监测系统计算。 由于冷水机组 COP 值最高的区域在 70%-100%负荷，因此冷水机组群控策略的目的是尽量让冷水机组处于最高的效率下运行
7、，尽量减少冷水机组运行台数。 2.4.2、冷冻站的节能设计要考虑冷水机组、冷却泵、冷却塔、冷冻泵、旁通阀的整体控制；同时要设计建筑能耗实时监测系统，设置多功能远传电能测量仪、热量表，实现冷冻站的用电量、整体建筑的用冷（热）量的测量。冷水机组必须带远程 RS485 模块，支持 MODBUSRTU协议。通过此模块接口，楼控系统可以实时控制冷水机组、读取冷水机组运行状态的数据。 整个用能设备如：新风机组、组合式空调机组、风机盘管决定了整栋建筑负荷。整个冷水机组采用群控，由负荷的大小决定冷水机组运行台数。冷水机组控制采用负荷与冷水机组额定制冷量滞后闭环控制，避免系统频繁开动或关闭冷水机组对设备及电网冲
8、击。当单台冷水机组运行到最大制冷量，变频冷冻泵、已达到全频 50HZ，负荷还是很大那就得再开启 1 台冷水机组。增开冷水机组的条件是超出机组总标准制冷量的15%。设备启动顺序是先启动冷冻泵、冷却泵，再打开电动蝶阀，最后再启动冷水机组。与初开冷水机组的开机顺序不一致，初开冷水机组时先开电动蝶阀、冷冻泵、冷却泵。新增开冷水机组时若按初次开机顺序，先开电动蝶阀，会分流冷水流量，造成已开冷水机组冷水流量不足。关机则按开机流程反向操作，关机的条件是低于机组总标准冷量的 90%。此处要注意冷冻站的电动蝶阀要有状态反馈，以便确认阀门的状态，如多台冷水机组同时运行时要确认电动蝶阀关闭后才关闭冷冻泵、最后关闭冷
9、水机组。 正常冷冻水设计为：冷冻水进水温度 12，出水温度 7，环境温度 35。但如冷水机组运行在部分负荷时，适当提高出水温度 0-2，可节省电能 5%。 冷却水温由冷却塔和冷却泵变流量调节实现。冷水机组要求冷却水最佳进水温度为 30 度，故设置 30 度为启机温度，即冷却水进水温度超过 30 度时开启冷却塔风机；反之亦然。为避免在灵敏区频繁启动、关闭风机，对冷却塔风机采用滞后闭环控制，设置滞后温度为 2 度，即冷却塔的关机温度为 28 度。冷却泵的启动频率应设定在高效区，不低于35HZ，具体可根据项目实际测试获得最佳的启动频率。冷却泵启动以后根据冷水机组的冷却水进水、出水温差决定实时运行频率，调节冷却水流量。当冷却塔风机已开启，冷却泵的运行频率 50HZ，这时就需要增开冷却塔风机。 结束语：楼宇设备控制系统作为现在建筑的必备系统，发挥越来越重要的作用，作为整个项目的系统设计，必须考虑整个建筑物的整体情况，注重细节，充分发挥楼控系统的节能作用，创建一个环保、绿色资源节约型社会。 参考文献： 1 张子慧.建筑设备管理系统M.北京：人民交通出版社，2009. 2 尹大伟.大型公共建筑冷机运行效率指标：实测与应用J.建筑学研究前沿,2012,(7). 3 姜家麒.多台冷水机组系统组合的控制J.制冷技术，2000，(2).
