实现绿色节能建筑的楼宇自控系统
发布日期：2020-05-18 16:24:11 浏览次数：
实现绿色节能建筑的楼宇自控系统
智能楼宇是计算机技术、通信技术、信息技术和建筑技术的互相结合，通过楼宇自控系统提供人们安全、高效、舒适和便利的楼宇建筑环境。楼宇自控系统可以改善建筑内的设备性能，充分发挥设备的运行效率，来实现能源优化调度、降低成本，是智能化中最具深度和潜力的节能技术。利用自控系统这个中枢，开展建筑节能减排的工作，是物业管理水平和竞争力的重要体现。
楼宇自控系统物业管理
自控系统在物业管理上面临的问题
现在的楼宇自动化系统作为楼宇设备运行的中枢，它的功能并没有被充分发挥出来，楼宇自动化系统还处于实现远程设备的启停控制及实时监测等几种基本功能的阶段，并没有达到优化楼内设备系统运行状态的效果，制约了其节能潜力的开发。
对于智能建筑的节能而言，实现统一规划、合理技术路线是目标节能的关键。而所谓的节能分为两个方面：
针对用户的需求，实现能源的供需平衡，避免能源被浪费。通过设备或材料的更新，替代旧的高耗能设备及保温材料。目前，在节能工作上仍然存在局限性，大部分人认为节能就是设备进行更新，更换更加节能的设备和保温材料。然而通过调节能源供需平衡，需要的投入较少，只是要深入了解能源需求的基础上，通过科学的操控，来提高公共区舒适度，为用户提供舒适的工作和生活环境，这就要通过楼宇自控系统来实现。
冷源分配不均的现象及原因分析
空调系统是楼宇建筑系统中能耗占比最大的约40%～60%，因此空调设备的节能控制非常重要。而且空调系统是以天气最热最冷、负荷最大时的条件来计算设计的，并且拥有10%～20%的设计余量。而建筑在实际运行过程中，有绝大部分时间并不会满负荷工作，所以空调系统在实际上是存在比较大的运行余量。
因此，通过对空调设备来进行的节能控制，可以大幅度降低空调机组的能源消耗，提高设备的使用效率。现在结合对办公楼的节能控制实例，对如何通过自控系统运行程序，来实现办公楼的整体冷源的合理调配。
案例：
某办公楼有A、B、C、D四座单体建筑，而系统冷源由A座地下的冷冻站提供。其中，D座为食堂、会议用途，地下有两层、地上有三层，总建筑面积约为1万平方米。除了地上三层为会议厅外，地下二层至地上二层均为餐厅、食堂。会议厅是大型会议、演出的重要场所，可以容纳800人左右。从空调系统看，会议厅在D座建筑冷源供给的最末端。伴随气温的逐年升高，设备日趋老化，会议厅内制冷效率出现了明显不足的现象，尤其室外温度较高时，将无法保证会场内的温度会控制在舒适的范围内。
为解决上述问题，主要有两种方案：
惯常方案，增加冷源运行设备。虽然可以满足冷源需求，但容易出现冷源需求供给过量，导致冷水机组总体供回水温差低，冷源效率不佳，且大幅增加设备的运行费用及日后维护、检修的工作量；优化单泵冷源供给的分配，调整现有的控制程序，在不使用更多的运行设备基础上，进行节能潜力的挖掘。为实现这种方案，首先对D座空调系统进行系统检测，从水路（压力、流量）、风路（风量）及自控系统（传感器、执行器、控制程序）三个方面进行。检测出来的结果，D座是冷源供水流量分布不均，在单台冷冻泵运转下，会议厅的冷源供水流量被食堂截取，造成食堂供回水温差小、会议厅的供回水温差大的现象，这才使得会议厅的温度控制无法及时保证。
问题的原因有以下3个因素：
空调机的控制时程安排不合理
从能源需求时间看，食堂、后厨、会议厅的使用时间并不相同，且用餐高峰与会议的时间不同。因此三种区域的空调机组应按实际需求进行启停控制，但自动化系统的空调机组初始控制程序的启动时间一致，导致在同一时刻集中使用冷源，造成了冷源供给与实际需求不对应的现象。
未能够有效利用自然冷源
D座的新风控制采用20%新风80%回风的混风控制模式，由于新风温度会随着室外的时间变化，在夏季时温度较低且湿度合适的时间应多采用自然冷源，而室外温度较高时，在满足室内空气指标时，采用闭式循环（即全回风模式）或最小新风模式，以节省冷源需求。
风机频率未能做有效及时的调整
D座空调机组配备了变频器，但未对频率加以控制。当室外温度较低时，加大空调的频率，高效利用自然冷源。当空调系统供回水温差较小，冷源利用率较低时，也可提高空调机频率的方式，加大单位时间内的风量，提升热交换总量，提高空调机供回水温差，充分利用冷源。
优化冷源供给调度的节能运行方案
针对以上的问题，采取优化控制模式，以“分时、分段、分温度”为原则，依据实际使用情况来分配冷源，具体内容如下：
针对会议厅与食堂区域冷源时间需求的不同，通过楼宇自控系统对风机回水水阀的控制，分不同时间段来满足各自需求。
如：在上午9：00至11:00阶段，系统优先后厨的需求，而中午11:00至1:00时，优先食堂内的冷源需求。其他时段则保证会议厅的供冷需求，当出现回水水温过高，出现冷源不足时，可提高餐厅的设定温度，联动控制食堂的空调机组水阀开度，将冷源优先供给会议厅需求。
若会议厅上午使用，则要通过预冷方案来控制，即早5:00开启会议厅的空调机组，使室温降为低值。若室外的温度较低，则全开新风阀，并将风机频率开至50Hz，在早7:00前将室内的温度控制在21°-22°。在7:00-8:00后，利用围护结构的蓄冷能力，使室内温度在24°-26°范围内，并随着室外温度的升高，来减小新风阀开度，满足召开会议时的室内温度需求。
从实际的情况看，通过对空调设备的启停时间、风机频率、新风阀开度以及水阀开度进行实时控制，达到优化冷源分配的效果，在未开启其他机组及水泵的情况下，实现了冷源的优化供给，避免了因冷源需求不足而增加设备运转数量，造成的冷源浪费。
在楼宇建筑投运后，根据建筑实际使用功能和设备负荷，对设备的运行状态进行精确的调整，在保证室内舒适要求下来实现节能运行，是一个综合及系统的控制过程。物业人员需充分了解建筑内能源的需求特点，熟练掌握对楼宇自控系统和被控设备的运行原理，以整体能源调配为目标，最大限度调配好能源的供给，达到节能效果，实现企业效益与社会效益的共赢。
