樓宇自控系統中節能控制措施初探

智能建筑指將先進(jìn)的電子技術(shù)應用到建筑之中，在建筑的設計和施工過(guò)程應用電子自動(dòng)化來(lái)提高建筑的安全性和便民性。在城市化進(jìn)程中，我國的智能建筑數量越來(lái)越多，在政府可持續發(fā)展理念的推動(dòng)下，樓宇建筑中的自控系統節能控制也成為建筑設計和研究的重點(diǎn)內容。它能夠對能源資源有效動(dòng)態(tài)管理，節約能源和管理成本，對我國未來(lái)的建筑發(fā)展、通信電源技術(shù)的應用發(fā)展和能源發(fā)展等方面都具有重要的現實(shí)性意義。
１　樓宇自控系統概述
樓宇自控系統是智能建筑的核心標志，早起源于２０世紀８０年代的美國。這個(gè)系統是以通信、信息和電子技術(shù)應用為主要標志，目的是創(chuàng )造更具有人文關(guān)懷的建筑體系。從智能建筑本身上看，這個(gè)系統包含著(zhù)眾多的內容，如冷熱源系統、空調機系統、變電配電監控系統、照明監控系統等。
在樓宇自控系統中，網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)是一項重要技術(shù)，是利用信息網(wǎng)絡(luò )和通信功能對自控系統中的各個(gè)部分內容進(jìn)行監控、維護和跟蹤，以保證其系統功能的發(fā)揮。同時(shí)樓宇自控系統還需要總線(xiàn)控制技術(shù)加以保障，這也是其邁向網(wǎng)絡(luò )化和智能化的一個(gè)技術(shù)基礎。
總線(xiàn)控制技術(shù)利用電源線(xiàn)路安裝技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)協(xié)調配合，保證信息的正常運輸，這也是自控系統的“控制”功能發(fā)揮作用的技術(shù)保障。
由此可以看出，樓宇自控系統具有內容廣泛、技術(shù)系統復雜性高、技術(shù)關(guān)聯(lián)性強的特點(diǎn)，其控制技術(shù)難度也比較高，在實(shí)際設計和安裝中具有較高的技術(shù)要求。
２　樓宇自控系統節能控制的內容及其必要性
從前文的分析中可以看出樓宇的自控系統的節能控制是自控系統的一個(gè)組成部分，節能控制的內容就是對樓宇自控系統中的核心內容和對象采用一定的技術(shù)進(jìn)行節能功能的控制，以降低自控系統和其他建筑設備帶來(lái)的能源自耗，使智能建筑真正符合現代化發(fā)展的要求。
節能控制工作是當前我國建筑發(fā)展的必然要求。
根據相關(guān)的調查，我國建筑能耗占總能耗的２８％，其中的供熱、空調系統占到其中的７０％左右。這說(shuō)明樓宇建筑中的很多功能性設備資源耗費比較明顯。同時(shí)樓宇自動(dòng)控制系統中的通信和電源技術(shù)的應用本身為自動(dòng)化節約能源創(chuàng )造了技術(shù)前提和基礎。因此，樓宇自控系統的節能控制對提高建筑的性能和我國的能源發(fā)展具有重要的現實(shí)意義，也符合未來(lái)智能建筑發(fā)展的需求。
３　樓宇自控系統節能控制的模式及其主要措施
從樓宇自控系統的內容上看，以目前的技術(shù)水平和能源耗費的情況，樓宇自控系統中的暖通空調系統以及供配電系統是耗能比較明顯的系統，也是節能控制需要采取措施的重點(diǎn)對象。
３．１　中央空調機組的自控節能模式
中央空調的機組能源耗費主要表現在冷凍站設備和空調機組的耗電量，因此，在空調機組的自控模式應該圍繞著(zhù)這兩個(gè)部分進(jìn)行。樓宇自控系統一般是通過(guò)設備使用的末端進(jìn)行負荷量的計算，及時(shí)自動(dòng)調整熱量和冷能的輸出，以實(shí)現機組的化運行狀態(tài)或者自動(dòng)啟停。
現階段，隨著(zhù)通信電子技術(shù)的不斷發(fā)展，中央空調機組的冷凍站設備生產(chǎn)商一般都采用微機控制技術(shù)生產(chǎn)，其設備產(chǎn)品利用自帶的數字源控制和智能控制自動(dòng)完成節能目標。其核心是壓縮機的能量調節不再是雙位元控制而是利用無(wú)級卸載控制、多臺聯(lián)動(dòng)控制等實(shí)現的能量調節。同時(shí)機組的負荷調節由單變量送風(fēng)溫度控制等技術(shù)變成多變量的輸入模糊控制技術(shù)，運行效率明顯提高。也就是說(shuō)，在中央空調機組中，冷凍產(chǎn)品設備主要采取的節能措施是微電子控制技術(shù)保證能量調節，而在機組上則采用多變量的模糊控制提高機組的工作效率以完成節能的目標。
３．２　變流量技術(shù)的自控節能模式
在樓宇的自控系統中，主要的內容之一就是暖通空調系統，同時(shí)這也是其耗能明顯的部分。暖通空調系統利用變流量技術(shù)能滿(mǎn)足設備部分負荷狀態(tài)下也能保證建筑內部舒適的環(huán)境，從而避免了全負荷系統的弊端以達到節能的目的。一般來(lái)說(shuō)，暖通空調系統的變流量技術(shù)措施主要包括變風(fēng)量系統（ＶＡＶ）、變水量系統（ＶＷＶ）和變制冷劑流量系統（ＶＲＶ）三個(gè)方面。
變風(fēng)量系統就是在房間的熱濕負荷低于設定指標時(shí)，在保持送風(fēng)量不變的情況下能夠通過(guò)減少送風(fēng)來(lái)維持室內的溫度。在這個(gè)過(guò)程中，總風(fēng)量根據不同房間的風(fēng)量變化就能減少風(fēng)機的耗能，同時(shí)計算空調系統的總負荷是根據不同房間的技術(shù)同時(shí)性來(lái)減少風(fēng)機的總容量。變風(fēng)量的節能措施主要通過(guò)變風(fēng)量的末端控制和變風(fēng)量空調機組控制兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，在施工的過(guò)程中要注意掌握控制方法和系統的布局。這個(gè)技術(shù)系統關(guān)鍵的內容是變風(fēng)量設備的末端送風(fēng)裝置的自動(dòng)控制設備，在現階段有ＡＨＵ風(fēng)管系統和ＦＣＵ系統兩個(gè)方式。變風(fēng)量系統的技術(shù)核心就是要通過(guò)風(fēng)量調整和信息反饋減少不必要的送風(fēng)機耗能，并增加熱源機的效率以達到節能的效果。
變水量系統就是利用水溫供應空調機來(lái)提高熱源機的運行效率，通過(guò)改變送水量達到節約水泵用電的目標。一般的變水量系統直接通過(guò)控制水泵來(lái)完成，系統性能不同所能夠完成的節能目標也是不同的，一般采用無(wú)段變速和雙向閥控制措施。
變制冷劑流量系統采用室外機對室內機的空調機組方式來(lái)完成，節能控制就是變頻控制方式，根據室內機開(kāi)啟的情況來(lái)控制室外機壓縮機的轉離達到節能的目標。目前，該系統產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出了的網(wǎng)關(guān)接口設備，可以將這個(gè)系統自動(dòng)納入到樓宇自控系統之中。
具體來(lái)說(shuō)，就是該系統的末端設備通過(guò)接口把信號傳送到自控信息系統中，自控系統在預設值等參數的基礎上自動(dòng)傳送信號對空調系統進(jìn)行管理。
３．３　空調風(fēng)機盤(pán)管的節能控制模式
在暖通空調系統中，要想降低風(fēng)機的耗能而采用的盤(pán)管節能控制模式也是比較有效的技術(shù)措施?？照{風(fēng)機的盤(pán)管優(yōu)化實(shí)際上就是控制風(fēng)機的運行時(shí)間來(lái)完成節能。
一般來(lái)說(shuō)，空調風(fēng)機盤(pán)管的節能控制措施包括：（１）改變公共區的溫度設定，主要是根據季節的溫度變化逐級降低溫度設定值；（２）根據建筑使用者的活動(dòng)規律設定溫度控制指標，如在夜間降低房間的溫度控制等；（３）自然冷卻，就是盡量采用自然的溫度和風(fēng)向調節；（４）采用遠程技術(shù)溫控技術(shù)將溫度差值進(jìn)行自動(dòng)風(fēng)機控制處理。
３．４　供配電系統的節能優(yōu)化控制模式
供配電系統是樓宇自控系統中耗能比較大的部分，一般該系統的節能優(yōu)化控制通過(guò)以下兩個(gè)方面來(lái)
完成：
（１）公共區域照明控制。在耗電情況比較明顯的建筑公共區域位置上，在實(shí)施節能控制技術(shù)安裝的過(guò)程中，應該根據季節、光感等進(jìn)行有效的電路和電源安排。如夏季照明運行時(shí)間應該短于冬季、增加回路電路設計、光感控制回路等，能夠有效滿(mǎn)足用電要求的同時(shí)節約能耗。
（２）在工作和生活的區域，應該增加電量和控制管理的措施，滿(mǎn)足遠程用電監控的要求，避免人為因素帶來(lái)的電量損耗。
４　結　論
綜上所述，節約能源是中國實(shí)現可持續發(fā)展的核心，而樓宇自控系統中的節能控制在目前的通信和電子技術(shù)的水平下已經(jīng)具備現實(shí)的可能性。目前樓宇自控系統中的暖通空調系統和供配電系統是智能建筑耗能比較明顯的部分，在這兩個(gè)系統中進(jìn)行節能控制主要是利用變流量技術(shù)、中央空調機組自控、風(fēng)機盤(pán)管控制等技術(shù)措施實(shí)現節能的目標，以?xún)?yōu)化整個(gè)樓宇自動(dòng)系統運行。