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摘要：楼宇智能化技术是一门发展十分迅速的综合技术，它以现代建筑为平台，综合应用现代计算机技术、自动控制技术、现代通信技术和智能控制技术，对建筑机电设备进行控制和管理，使其达到高效、安全和节能运行。本文主要阐述了智能楼宇中央空调系统的运行与调节方法，着重论述了中央空调系统与智能楼宇相结合情况下，变风量系统风量、温度、湿度的调节方法。
关键词：智能楼宇；中央空调；冷源；热源
智能楼宇（Intelligent building），即智能型建筑，是指运用系统工程的观点将建筑物的结构（建筑环境结构）、系统（智能化系统）、服务（住、用户需求服务）和管理（物业运行管理）4个基本要素进行优化组合，提供一个投资合理，具有高效、舒适、安全、方便环境的建筑物，达到有效节省电能、大量节省人力、延长设备使用寿命、有效加强管理、保障设备与人身的安全等目的，是应用信息技术与传统建筑的完美结合，实现了对建筑物科学、高效、节能、环保的现代化管理，改善了人类的居住和工作环境。
空调系统是现代建筑的重要组成部分，是楼宇自动化系统的主要监控对象，也是建筑智能化系统主要的管理内容之一。楼宇自动化系统对空调系统的监控主要是针对集中式中央空调系统。中央空调系统由空气加热、冷却、加湿、去湿、空气净化、风量调节设备以及空调用冷、热源等设备组成。
1、中央空调系统自动控制方式
近二十多年来，由于微电脑（单片机）控制技术及通信技术的快速发展，制冷空调设备控制系统中也大量的采用微电脑（单片机）控制，并把电子器件的信息处理和控制功能揉和到机械装置中，应用机械、电子、信息等有关技术，对整个控制系统进行有机的组织、渗透、和综合，实现整个系统的最优化控制。这种控制方式不再是原有那种单技术、单功能的控制方式，而是一种全新的，具有复合技术、复合功能、自动化程度很高的控制方式。采用这种控制方式的产品一般都具有自动控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自诊断、自恢复和智能化等多种功能。
为了保障中央空调系统正常运行，并达到所要求的指标，需要把控制温度、压力、流量、湿度等许多热工参数的一些控制电器和调节元件、各种仪表、传感器及附属设备组合起来，形成一个控制系统，这个系统就是中央空调系统自动控制系统。
2、冷水机组的运行与调节
冷（热）水机组的基本工作过程：室外的制冷机组对冷（热）水进行制冷降温（或加热升温），然后由循环水泵将降温后的冷媒（热）水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换，以实现调节室内空气温度、湿度的目的。
2.1冷水机组的启停顺序
启动顺序：冷却水塔风机→冷却水泵→冷冻水泵→冷水机组
停止顺序：冷水机组→（延时5分钟）→冷冻水泵→冷却水泵→冷却水塔风机。
2.2冷水机组的节能群控运行
冷水机组的节能群控运行方法主要有：冷冻水回水温度法，用冷冻水回水温度来调节冷水机组和冷冻水泵的开启台数；冷量控制法，根据测量分、集水器供回水温度及冷冻水回水流量，计算空调实际所需冷负荷。根据冷负荷决定冷水机开启台数。
2.3冷却塔的节能运行控制
冷却塔的控制实际上是利用冷却进水温度来控制相应的风机（风机作台数控制或变速控制），不受冷水机组运行状态的限制（如室外温度较低时，虽然冷水机组运行，但也可能仅靠水从塔流出后的自然冷却而不是风机强制冷却即可满足水温要求）关闭冷却塔风机，而达到节能的目的。
3、变风量空调系统
变风量空调系统（VAV）是通过空调送风量的调节实现空调区域温湿环境的控制。变风量空调系统的特点：送风温度不变，而改变送风量来满足房间对热负荷的要求，就是说制冷器回水调节阀开度恒定不变，用改变送风机的转速来改变送风量。通常采用变频调速来调节电机的转速。
3.1变风量系统分类
l单风管VAV系统
l单风管再加热VAV系统
l单风管送回风机联动VAV系统
可通过空调区分支管上的VAV box与回风管上的VAV box联动控制调节送风量、回风量之差来实现控制空调区的静压。
l单风管旁通式VAV系统
当室内负荷变化时，新风量减小，多余风量从旁通管口排出，与室内回风返回空调机组。
VAV系统有如下优点：
由于VAV系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用情况，所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。有关文献介绍，VAV系统与CAV系统相比大约可以节约风机耗能30%-70%，对不同的建筑物同时使用系数可取0.8左右。
由于VAV系统的末端可以根据室内温度与设定值的偏差来调节送风量，所以与CAV系统相比具有一定的独立调控性能。部分负荷的时候可以有效地降低再热量，甚至可能完全不需要末端再热。
系統的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑，例如出租写字楼等。当室内参数改变或重新隔断时，可能只需要更换支管和末端装置，移动风口位置，甚至仅仅重新设定一下室内温控器。
VAV系统属于全空气系统，它具有全空气系统的一些优点，例如过渡季和冬季可以利用新风消除室内冷负荷，能够对负荷变化迅速响应，室内也没有风机盘管凝水问题和霉菌滋生问题[3]。
3.2变风量系统运行与调节
l送风温度的调节
送风温度的调节，在冬夏季和过渡季采用不同的调节策略。
冬夏季模式：检测送风温度，并与设定温度值进行PID运算，根据运算结果调节冷/热水量，达到调节温度的目的；过渡季模式：过渡季关闭冷热水阀，根据室内外的温差调节新回风比来满足室内温度的要求，以充分节约能源；送风温度的再设定：当系统风量减小至最小风量（或达到最大风量）时，此时末端仍按要求减小送风量（或增大送量），则对变风量空调机组的送风温度进行再设定。
l送风湿度的调节
送风湿度的调节，在冬季和夏季采用不同的调节策略。因为冬季需要加湿，夏季无需调节。冬季的加湿调节：根据送风湿度的测量值和送风湿度的设定值作PID调节运算，调节加湿阀，使送风湿度达到设定值。
l送风量的调节
送风量的调节方法有三种：①定静压法；②变静压法；③总风量调节算法。
定静压法：在送风管道的合适位置设置静压传感器，测量静压并与设定值比较，对差值进行PID调节运算，利用运算结果调整风机的频率，达到根据末端负荷调整风量的目的。
变静压法：变静压法的思想是：尽量使变风量末端风阀片地全开状态（85%～95%），把系统的静压降到最低。其控制策略是定期巡检变风量末端的风阀开度，当末端只要有一个风阀未处于全开状态，即降低风机的频率。当末端有一个风阀处于全开状态，而房间温度失控，则调高风机的频率。即确保至少有一个末端风阀处于全开状态，并房间温度可控。
总风量调节法：总风量控制法的原理是：计算每一个变风量末端为满足房间温度所需的风量。所有变风量末端所需的风量之和就是变风量空调机组的送风量，而送风量与风机转速又有经验的函数关系，所以可根据送风量计算出风机的转速，进一步对风机进行控制。
4、结论
本文主要阐述了智能楼宇中央空调系统的自动控制系统、冷水机组的运行与调节、变风量空调系统，着重论述了中央空调系统与智能楼宇相结合情况下，变风量系统风量、温度、湿度的调节方法。
参考文献：
[1]贺平，孙刚，王飞，吴华新；《供热工程》[M]，第四版.
[2]GB50243-2002，《通风空调工程施工质量验收规范》.
关键词：智能楼宇；中央空调；冷源；热源
智能楼宇（Intelligent building），即智能型建筑，是指运用系统工程的观点将建筑物的结构（建筑环境结构）、系统（智能化系统）、服务（住、用户需求服务）和管理（物业运行管理）4个基本要素进行优化组合，提供一个投资合理，具有高效、舒适、安全、方便环境的建筑物，达到有效节省电能、大量节省人力、延长设备使用寿命、有效加强管理、保障设备与人身的安全等目的，是应用信息技术与传统建筑的完美结合，实现了对建筑物科学、高效、节能、环保的现代化管理，改善了人类的居住和工作环境。
空调系统是现代建筑的重要组成部分，是楼宇自动化系统的主要监控对象，也是建筑智能化系统主要的管理内容之一。楼宇自动化系统对空调系统的监控主要是针对集中式中央空调系统。中央空调系统由空气加热、冷却、加湿、去湿、空气净化、风量调节设备以及空调用冷、热源等设备组成。
1、中央空调系统自动控制方式
近二十多年来，由于微电脑（单片机）控制技术及通信技术的快速发展，制冷空调设备控制系统中也大量的采用微电脑（单片机）控制，并把电子器件的信息处理和控制功能揉和到机械装置中，应用机械、电子、信息等有关技术，对整个控制系统进行有机的组织、渗透、和综合，实现整个系统的最优化控制。这种控制方式不再是原有那种单技术、单功能的控制方式，而是一种全新的，具有复合技术、复合功能、自动化程度很高的控制方式。采用这种控制方式的产品一般都具有自动控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自诊断、自恢复和智能化等多种功能。
为了保障中央空调系统正常运行，并达到所要求的指标，需要把控制温度、压力、流量、湿度等许多热工参数的一些控制电器和调节元件、各种仪表、传感器及附属设备组合起来，形成一个控制系统，这个系统就是中央空调系统自动控制系统。
2、冷水机组的运行与调节
冷（热）水机组的基本工作过程：室外的制冷机组对冷（热）水进行制冷降温（或加热升温），然后由循环水泵将降温后的冷媒（热）水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换，以实现调节室内空气温度、湿度的目的。
2.1冷水机组的启停顺序
启动顺序：冷却水塔风机→冷却水泵→冷冻水泵→冷水机组
停止顺序：冷水机组→（延时5分钟）→冷冻水泵→冷却水泵→冷却水塔风机。
2.2冷水机组的节能群控运行
冷水机组的节能群控运行方法主要有：冷冻水回水温度法，用冷冻水回水温度来调节冷水机组和冷冻水泵的开启台数；冷量控制法，根据测量分、集水器供回水温度及冷冻水回水流量，计算空调实际所需冷负荷。根据冷负荷决定冷水机开启台数。
2.3冷却塔的节能运行控制
冷却塔的控制实际上是利用冷却进水温度来控制相应的风机（风机作台数控制或变速控制），不受冷水机组运行状态的限制（如室外温度较低时，虽然冷水机组运行，但也可能仅靠水从塔流出后的自然冷却而不是风机强制冷却即可满足水温要求）关闭冷却塔风机，而达到节能的目的。
3、变风量空调系统
变风量空调系统（VAV）是通过空调送风量的调节实现空调区域温湿环境的控制。变风量空调系统的特点：送风温度不变，而改变送风量来满足房间对热负荷的要求，就是说制冷器回水调节阀开度恒定不变，用改变送风机的转速来改变送风量。通常采用变频调速来调节电机的转速。
3.1变风量系统分类
l单风管VAV系统
l单风管再加热VAV系统
l单风管送回风机联动VAV系统
可通过空调区分支管上的VAV box与回风管上的VAV box联动控制调节送风量、回风量之差来实现控制空调区的静压。
l单风管旁通式VAV系统
当室内负荷变化时，新风量减小，多余风量从旁通管口排出，与室内回风返回空调机组。
VAV系统有如下优点：
由于VAV系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用情况，所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。有关文献介绍，VAV系统与CAV系统相比大约可以节约风机耗能30%-70%，对不同的建筑物同时使用系数可取0.8左右。
由于VAV系统的末端可以根据室内温度与设定值的偏差来调节送风量，所以与CAV系统相比具有一定的独立调控性能。部分负荷的时候可以有效地降低再热量，甚至可能完全不需要末端再热。
系統的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑，例如出租写字楼等。当室内参数改变或重新隔断时，可能只需要更换支管和末端装置，移动风口位置，甚至仅仅重新设定一下室内温控器。
VAV系统属于全空气系统，它具有全空气系统的一些优点，例如过渡季和冬季可以利用新风消除室内冷负荷，能够对负荷变化迅速响应，室内也没有风机盘管凝水问题和霉菌滋生问题[3]。
3.2变风量系统运行与调节
l送风温度的调节
送风温度的调节，在冬夏季和过渡季采用不同的调节策略。
冬夏季模式：检测送风温度，并与设定温度值进行PID运算，根据运算结果调节冷/热水量，达到调节温度的目的；过渡季模式：过渡季关闭冷热水阀，根据室内外的温差调节新回风比来满足室内温度的要求，以充分节约能源；送风温度的再设定：当系统风量减小至最小风量（或达到最大风量）时，此时末端仍按要求减小送风量（或增大送量），则对变风量空调机组的送风温度进行再设定。
l送风湿度的调节
送风湿度的调节，在冬季和夏季采用不同的调节策略。因为冬季需要加湿，夏季无需调节。冬季的加湿调节：根据送风湿度的测量值和送风湿度的设定值作PID调节运算，调节加湿阀，使送风湿度达到设定值。
l送风量的调节
送风量的调节方法有三种：①定静压法；②变静压法；③总风量调节算法。
定静压法：在送风管道的合适位置设置静压传感器，测量静压并与设定值比较，对差值进行PID调节运算，利用运算结果调整风机的频率，达到根据末端负荷调整风量的目的。
变静压法：变静压法的思想是：尽量使变风量末端风阀片地全开状态（85%～95%），把系统的静压降到最低。其控制策略是定期巡检变风量末端的风阀开度，当末端只要有一个风阀未处于全开状态，即降低风机的频率。当末端有一个风阀处于全开状态，而房间温度失控，则调高风机的频率。即确保至少有一个末端风阀处于全开状态，并房间温度可控。
总风量调节法：总风量控制法的原理是：计算每一个变风量末端为满足房间温度所需的风量。所有变风量末端所需的风量之和就是变风量空调机组的送风量，而送风量与风机转速又有经验的函数关系，所以可根据送风量计算出风机的转速，进一步对风机进行控制。
4、结论
本文主要阐述了智能楼宇中央空调系统的自动控制系统、冷水机组的运行与调节、变风量空调系统，着重论述了中央空调系统与智能楼宇相结合情况下，变风量系统风量、温度、湿度的调节方法。
参考文献：
[1]贺平，孙刚，王飞，吴华新；《供热工程》[M]，第四版.
[2]GB50243-2002，《通风空调工程施工质量验收规范》.