摘要：随着经济快速的发展，能源问题越来越受到世界各国的关注，保护环境节约能源，实现可持续发展是我们面临的重要问题。现代社会各类高层建筑越来越多，建筑规模也越来越大，建筑节能一直是一个困扰我们的大问题。楼宇自控的节能手段就显得非常重要，楼宇自控的目标是对楼宇内的机电设备和能源实现最优化的智能管理，创造一个安全舒适，节能的工作生活环境。本文主要阐述BAS在空调系统中的应用。
　　关键词：楼宇自控；空调系统；节能；机组；状态
　　中图分类号：TB657文献标识码： A
　　一、引言
　　空调系统包括冷热源系统、通风系统，即通常所说的HVAC系统，制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的空调环境。建筑节能特别是建筑中的空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点，对空调系统的自动控制成为BAS的重要监控内容之一。空调自控系统的监控内容和控制方式如果不合理，将不能保证系统的设计目标的完全实现，不能实现节能降耗的目的，甚至会导致自控系统不能开通，最终被迫拆除，浪费大量的人力、物力和财力。
　　二、一般空调系统设备自动控制监控内容和控制原理
　　智能建筑空调自控主要包括建筑物内的冷热源控制、空调机组控制、新风机组控制、变风量末端（VAV）控制、送排风机控制等。它们在BAS的监控和管理下，使建筑物内的温、湿度达到预期的目标，同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常工作，以求取得最低的运行成本和最高的经济效益。一般空调系统的监控内容和控制原理如下：
　　
　　1、冷源系统
　　监控内容
　　冷冻水供水温度、流量
　　冷冻水回水温度
　　冷冻水供回水压差
　　冷冻水供回水旁通阀开度调节
　　冷冻水水流开关状态
　　冷冻泵运行、手自动状态、故障报警、启停控制
　　冷水机组运行、手自动状态、故障报警、启停控制
　　冷水机组冷冻水蝶阀开关控制
　　冷却泵手自动、运行状态、故障报警、启停控制
　　冷却水供、回水温度
　　冷却塔风机运行、手自动状态、故障报警、启停控制
　　冷却塔进水蝶阀开关控制
　　控制原理图
　　
　　控制方式
　　根据供回水压差PID调节压差旁通阀开度，保证供回水管路的压力平衡和安全
　　根据供回水温度和流量计算系统负荷，根据系统负荷调整冷水机组的启动台数，并联锁控制冷冻泵、冷却泵的启停和冷冻水蝶阀、冷却水蝶阀的开关
　　根据冷却水的回水温度控制冷却塔风扇的启停台数，并控制冷却塔相关进水蝶阀的开关
　　開启冷水机组时要按照开冷却水蝶阀、冷却泵、冷冻水蝶阀、冷冻泵、冷水机组的顺序，关闭冷水机组时按照相反顺序操作
　　累计冷冻泵、冷却泵、冷却塔风扇、冷水机组运行时间，定期发出检修提示
　　
　　2、热源系统
　　监控内容
　　换热器一次二次侧进、出水温度
　　总管供回水压差
　　总管供水温度、流量
　　总管回水温度
　　循环泵手自动状态、运行状态、故障报警、启停控制
　　控制原理图
　　
　　控制方式
　　根据供回水总管压差PID调节压差旁通阀开度，保证系统管路压力平衡
　　根据二次侧回水温度及设定值，PID调节一次侧电动调节阀开度，使二次水温度保持设定范围内
　　通过供回水温度流量统计系统所需热量，通过所需热量调整循环泵的启停台数
　　累计循环泵运行时间，当达到设定值时发出检修信号，提示进行检修维护
　　
　　3、空调机组
　　监控内容
　　新风温度、湿度
　　送风温度、湿度
　　回风温度、湿度
　　风道静压
　　过滤器阻塞报警
　　防冻报警
　　送风机运行、手自动状态、风压状态、启停控制
　　送风故障报警
　　变频器频率反馈、频率调节、故障报警
　　回风机运行、手自动状态、启停控制
　　回风故障报警
　　新风阀、回风阀、排风阀、水阀开度调节
　　加湿开关控制
　　控制原理图
　　
　　控制方式
　　根据送风机和回风机运行状态及新风温湿度、送回风温湿度联动调节新风阀、回风阀、排风阀的开度
　　根据回风温度和设定温度PID调节水阀开度
　　根据送风湿度和设定湿度并参考回风湿度控制加湿器的开关
　　防冻报警点与新风阀、送回风风机、水阀联锁动作，当发生防冻信号时，停风机、关新风阀、打开水阀，防止水盘管的损坏
　　根据送风管道最不利端压力和设定值PID调节送风机变频器的控制频率，调整送风机转速，改变送风量，实现节能的目的
　　累计送回风机运行时间，定期发出检修提示
　　
　　4、新风机组
　　监控内容
　　送风温度、湿度
　　过滤器压差状态
　　防冻开关状态
　　风机压差、运行、手自动状态、机故障报警、启停控制
　　新风阀开关控制
　　水阀开度调节
　　控制原理图
　　
　　控制方式
　　根据送风机运行状态联动新风阀的开关
　　根据送风温度和设定温度PID调节水阀开度
　　根据送风湿度和设定湿度控制加湿器的开关
　　防冻报警点与新风阀、送风机、水阀联锁动作，当发生防冻信号时，停风机、关新风阀、打开水阀，防止水盘管的损坏
　　累计送回风机运行时间，定期发出检修提示
　　
　　5、变风量末端
　　监控内容
　　室内温度
　　风速检测
　　调节风阀开度
　　控制原理图
　　
　　控制方式
　　根据室内温度和设定温度PID调节VAV box箱的风阀开度，通过改变送风量控制室内温度维持在设定温度范围内
　　由于风阀的开度改变导致风道静压的变化，通过静压值和设定值PID调节变频空调机组的控制频率，实现节能的目的
　　
　　三、智能建筑空调系统节能自控措施
　　空调系统的运行方式大体可分为三个层次：正常运行、经济运行和优化运行，空调系统的“正常运行”主要是创造基本的温湿度条件，达到设计的基本要求；“节能运行”要在保证“正常运行”的基础上，采取适当的措施，实现一定程度的节能目的；“优化运行”是指包括冷热源系统在内的实现全面节能的优化运行，它需要全面考虑并巧妙利用设备特性、管网特性、建筑特性和室内外调节。
　　
　　1、优化空调机组控制方式使之达到合理化、经济化运行
　　对空调机组的节能控制策略有多种方法，例如室内外焓值比较法、二氧化碳等污染物浓度检测法确定新风量、夜间冷却、变频控制送风机运行、通过日程表的定时开关等。
　　2、利用变风量系统，通过楼宇自控的精确控制实现节能
　　变风量系统是指当房间热湿负荷低于设计值时，保持送风参数不变而通过VAV箱自动减少送入房间的风量来保持室内温度不变。这不仅节约了提高送风温度所需的热量及相应的冷量，而且由于末端风量的减少，从而联动风机变频控制，降低风机转速，降低了风机功率的电耗。与定风量空调系统相比，它减少了再热量及其相应的冷量，这是变风量系统从运行机制上比定风量系统合理的地方。而且，随着各房间送风量的变化，系统总风量也相应变化，这可以节省风机运行能耗。此外，根据变风量空调系统运行的特点，在计算空调系统总负荷时可以适当考虑各房间负荷发生的同时性，还可以适当减少风机装机容量。
　　在变风量系统调试中，要根据建筑的特点采取不同的控制策略。灵活运用控制方式，也可以实现节能效果。
　　3、通过排风系统能量回收实现节能
　　排风系统把楼内空气排到室外的同时必将带走空气中的大量冷/热量，如果不加以回收，这部分室内空气带走的能量将白白的浪费掉。为了减少由于排风系统造成的室内能量损失，可以通过转轮热交换器等方式进行能量回收利用。转轮式热交换器有三个通道——新风区，排风区，和净化扇形区，气流是逆向流动的，因此有自净作用，不宜被灰尘堵塞。转轮以10r/min 左右的速度缓慢转动。净化区夹角为10℃，在转轮从排风区过渡到新风区时，在净化扇形区牺牲少量新风从而使排风向新风的渗透减至最小。根据空气流速和转速的不同，此渗透率约为2%-5%。冬季，转轮在排风区从排风中吸热吸湿，转到新风区时，对新风加热加湿；夏季此过程相反。转轮式全热交换器，其热传递效率现可达到75%～80%。
　　
　　4、冷源系统设备的节能控制措施
　　（1）冷水机组的节能控制：冷水机组的节能控制方式通常有两种，一是利用冷冻水回水温度控制；二是通过计量设备参数换算的冷量控制。
　　利用冷冻水回水温度：冷水机组的冷冻水出水温度是一般在7摄氏度左右，冷冻水经过空调机组、新风机组等负载进行能量交换后，将吸收终端设备热量致使水温上升。回水温度的高低，基本上反映了系统的冷负荷，所以可以用回水温度来增减冷水机组和冷冻水泵运行台数，减少冷水机组和冷冻泵的运行时间，降低能源消耗，达到节能的目的。
　　通过冷量控制：根据测量分水器、集水器的供、回水温度及冷冻水流量，计算空调实际所需冷负荷，根据所需的冷负荷自动增减冷水机组及冷冻泵开启台数。
　　（2）冷却塔的节能控制：过低的冷却水进水温度也同样是不利于冷水机组正常运行的。因此，为保证冷水机组正常工作，必须满足冷却水进水的设计温度。
　　四、结论
　　现代建筑物的节能除了改善建筑环境、提倡绿色建筑和建筑物的自身节能外，最重要的是通过BAS保证了节能效果和节能目标的实现。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的35%，空调能耗又约占建筑能耗的50%～60%左右。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例可高达22.75%。因此，在建筑能耗占整个能源消耗的比例不断增加的现状下，尤其是当前世界“能源危机|”日益紧迫的关头，只有选择符合建筑物自身特点的空调系统设备，并根据空调设备的工艺选择适当的BAS和控制方式，才能保障自控系统的开通，保证建筑内环境的舒适和降低空调能耗，实现整个建筑的环保、节能。
　　
　　
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