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楼宇自动化控制与节能
作者:管理员    发布于:2016-04-23 15:23:30    文字:【】【】【

  当今,高楼大厦像雨后春笋般一座座地矗起单体建筑面积不断扩大,从几千平方米到十几万平方米。为了满足大楼的正常运转,建筑物内均安装着各种各样的设备,包括中央空调系统、照明、安防系统等。高楼大厦在为人们提供舒适优美环境的同时,也是一个巨大的耗能体,所有的设备均需“电”才能开启;电费的开支占了大厦管理费用的较大部分。大厦的管理者始终面临一个如何节能的问题,“节能”这个永恒的话题也就和高楼大厦连在了一起。楼宇自动化控制系统的出现,为大厦的节能提供了方便。

  1楼宇自动化控制系统简介楼宇自动化控制泛指建筑物内,通过现场监控、感应设备监视环境情况,信号经线路传输至中央控制室,由中央控制计算机对有关信号分析处理后,再经线路传输给有关现场执行设备进行现场控制的过程(见)楼宇自动化控制系统一般包括消防自动化(FA),闭路电视监视系统,办公自动化(0A),楼宇建筑管理自动化(BA)等,这里特指楼宇建筑管理自动化。楼宇建筑管理自动化控制的对象有:中央空调系统(冷、暖、通风),照明系统(室内照明、庭院照明、建筑物泛光照明等),给排水系统等。

  楼宇自动化控制系统结构示意控制系统通过现场数字计算机(简称DDC)采集有关数据,通过线路上传至中央计算机,经计算、比较,将有关信息返回现场数字计算体机(DDC),输出相应信号(命令),通过现场执行机构(或称控制器)执行有关命令,以完成整个自动控制过程。当然,控制也可以由中央计算机直接通过现场控制器完成比如照明系统可以由中央计算机按设定的时间段发出命令,由现场控制器直接投合电源。

  设立楼宇自动化控制系统的目的,是为楼宇提供安全、舒适、高效的办公与生活环境,并保证楼宇自身运转的经济性、减少管理人员的劳动强度。

  2楼宇自动化控制过程与“节能”

  早些年建造的高楼大厦,均没有设置楼宇自动控制系统,楼宇内普遍存在着这样一个现象:一些办公室内由于人为的因素,温度设定过低,使得至邻近DD0空调系统在不停地超负荷运转,哪怕办公室内没有一个人;而一到晚上,物管人员面对一些办公室内的“长明灯”只能望灯兴叹;公共场所的照明只能齐亮齐灭。所有这些均在造成大量的能源浪费。近两年来,各种“智能”楼宇已经大量涌现。

  以下针对一座高22层、面积3万m2综合性建筑的楼宇自动化控制过程,作一介绍。

  2.1中央空调系统的自控该大楼中央空调系统,夏季由冷冻机房向大楼空调系统供7C冷冻水;冬季供给60C热水,冷热水由水泵不断循环。夏季总冷负荷为750冷吨,冬季空调热负荷为699.8万k/h.采用800冷吨、400冷吨离心式冷水机组各一台供冷,采用燃油锅炉加汽水热交换器供热。独立房间空调方式采用风机盘管加新风系统,较大公共场所采用组装式空调机组作补充。其中央空调自动化控制系统为:按楼层采集温度信号,于空调系统的末端管路上设置电动阀门;通过现场数字计算机输入温度信号、新风阀的开启信号,输出电动阀门的控制信号控制风机盘管系统的冷热水流量、以及空调风机的速度信号,实现房间温度的自控。控制方式见。

  单台风机盘管自动控制原理该单台风机盘管自动控制系统以房间温度及新风控制阀为信号采集对象,通过采集新风阀信号由系统对新风进行监视、采集房间温度和中央计算机对该房间的温度设定值进行比较,夏季通过改变电磁阀V的开度以控制冷冻水的流量,加以风机风速的控制,达到调节房间温度的目的。冬季同样通过改变电磁阀的开度来控制循环热水的流量以调节房间的温度。

  空调系统的制冷机、锅炉、管路、冷热水的供应同样通过现场数字计算机对制冷机、锅炉的运行、水泵的状态等进行联锁控制,降低整个系统运行过程中管理的人为性。

  从上面我们可以看出:空调系统的控制基本上避开了“人”的因素。在值班室里,值班人员通过中央计算机设定房间的温度,通过对大楼工作时间与非工作时间的区分,为大楼提供不同的工作环境。一般在工作时间段前30nin,自动开启中央空调系统;而在非工作时间段,采用备用机供冷或供热,甚至可以关闭中央空调系统。在工作时间段,由于温度只能由中央控制室设定,可以避免房间温度由于人为的因素造成的过冷,甚至使系统不停地超负荷运转,从而有效避免能源的浪费。

  2.2照明系统的自控该大楼设有功能性照明,主要有普通照明、事故照明、疏散照明、装饰照明、建筑立面高功率泛光照明、庭院照明、标志照明等。

  为了配合楼宇自动控制,照明系统在设计阶段就提出了目标要求:对照明系统按功能、区块分别设置不同的线路,在同一楼层内又区分办公室照明和公共场所照明,并且对照明等线路设置用电计量。针对泛光照明、庭院照明、标志照明,系统引入了光敏传感器,而针对楼梯、走廊等保安区域,系统引入了人体感应式传感器。自控系统通过现场数字计算机输入光敏信号、人体感应信号,输出对应位置的照明电源投合信号。控制方式见。

  计算机照明系统自动控制原理该照明系统以中央计算机的设定信号为主要参数。根据各部门的工作时间表及日历,由中央控制室值班人员设定工作时间和非工作时间。通过中央计算机下传信号给现场数字计算机,输出电源投合信号,开启相关楼层的照明电源。系统米集外界日光信号,自动开启庭院照明、建筑物夕卜立面泛光照明;接收人体感应信号,自动开启相关区域公共场所的照明电源,比如楼梯间照明、楼层走道照明,并且延时关闭电源。

  当照,系统也可以由工作人员直接开启有关楼层办公区域的照明电源,满足特殊需要。照明系统的自动化控制基本上杜绝了夜间的“长明灯”

  现象,节能效果显著。

  2001④能源工程一47建巩节匕3楼宇管理的节能措施楼宇自动化控制系统的建设为节能创造了条件。一般中央空调系统的能耗占整个大楼能耗的60 ~70而照明系统的能耗占整个大楼能耗的30左右。节能的许多措施也是从这两方面入手的。

  3.1中央空调系统的节能措施为了使系统能节能地运行,应从系统建设开始阶段就加以考虑;比如制冷机容量的选择应选择一大一小,以满足不同的需要;循环水泵的选型应尽量选择比例变量水泵,空调机组也应选择变风量机组。系统的管理也应从制冷机、管路、末端的控制对象分别情况不同处理;除此外,还有整个管路的保温效果问题,平时应加强系统的维护管理工作。具体有如下措施:尽量缩短锅炉、冷冻机等耗能多的冷、热源设备的运行时间与输出功率,减少设备的无功运行,使源系统处于节能状态。

  空气处理过程中,尽量避免冷热量的相互抵消。经常定期检查新风系统,大限度地利用新风,采用新、回风比方法实现新风供冷供热的控制。

  利用变量控制技术采用变风量、变水量设备,实现水泵、风机的佳状态点控制和佳启停时间的控制,减少送、回机和水泵等传输设备的能耗。

  对自连续工作的空调对象,由人工改变工作时间与非工作时间的设定值及控制目标值;通过降低运行参数值实现佳节能控制。

  对于舒适性空调系统,在满足舒适度与卫生要求的前提下、自动改变室内温度、湿度的设定值,尽量扩大空调对象的温、湿度控制范围;例如,夏季温度设定值每上升1大约可以节省8的冷量,对于减少投资与节约能源均有重大意义。

  采用控制系统的新技术,比如采用自适应控制与模糊控制软件,提高控制精度,从而进一步扩大温、湿度允许控制范围,达到优化节能的目的。比如将控制精度从1C提高到0.5可以使空调系统的设定值提高,从而达到经济运行的目的。

  充分利用室外气象条件,综合室内温、湿度负荷,确定佳温、湿度控制方案和佳空气处理过程。

  在充分依靠楼宇自动化控制系统的基础上,加强值班人员的巡查工作,确保中央空调系统的正常运行。

  3.2照明系统的节能措施同样,照明系统也应从建设阶段开始考虑节能的问题,具体节能措施如下:在照明设计阶段,合理地估算大楼的用电负荷,确定变压器的容量;加强调备的选型工作,选择自身空载损耗低的变压器;降低变压器运行过程中的空载损耗。

  对照明系统按区域、功能分别设计、安装照明线路,以解决照明控制范围过大的问题。

  合理地选取照度标准,一般办公室的照度选择500LX.合理地选择光源,优先选择荧光灯、节能灯;采用节能灯具可以节能15以上。

  在设计、安装阶段合理地配置楼层用电计量装置,加强用电管理,以控制各租用单位的用电量。

  严格设定工作时间和非工作时间,控制照明电源的投合时间;特别是庭院照明和泛光照明应根据日历时间的变化,随时调整庭院灯、泛光灯的投合时间。

  当然,节能措施还有很多,关键还是在楼宇自动化控制系统的准确运行下充分发挥“人”的作用;使系统节能、健康地运转。

  大楼现已投入使用,从楼宇自动化控制系统的运行状况来看,节能效果是十分明显的,受到了用户和物业管理人员的一致好评。

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