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智能(néng)建筑中楼宇自控的节能(néng)应用(yòng)

时间:2015-05-25 07:04:00

随着经济的快速发展,能(néng)源问题越来越受到世界各國(guó)的关注,能(néng)源的节约变為(wèi)各國(guó)关注的焦点,2l世纪人类最為(wèi)关注的生活将是低碳节能(néng)环保的生活,保护环境,节约能(néng)源,实现可(kě)持续发展是人类发展面临的重要间题,现代社会各类高层建筑越来越多(duō)。比如政府办公楼、酒店(diàn)、综合性写字楼等智能(néng)建筑规模越来越大,建筑节能(néng)一直是一个困扰人类的大问题。

在智能(néng)建筑中使用(yòng)高保温的新(xīn)型环保建筑材料,高效率节能(néng)的灯光照明及节能(néng)环保空调等硬件投入必不可(kě)少,除此之外楼宇自控的节能(néng)手段就显得非常重要,楼字自控的目标是对楼宇内的机電(diàn)设备和能(néng)源实现最优化的智能(néng)管理(lǐ),创造一个安全舒适、环保、节能(néng)的工作生活环境,楼宇自控系统的控制对象為(wèi)楼宇内的空调通风系统、变配電(diàn)系统、给排水、冷热源系统、照明系统等大量设备。

智能(néng)建筑的楼宇自动化系统是节能(néng)的一种重要手段,一定要认识到它的紧迫性。根据建设部的调研,近年来我國(guó)建筑规模迅速扩大。大部分(fēn)建筑保温隔热差,采暖效率低,单位建筑采暖能(néng)耗遠(yuǎn)超相同气候条件下的世界平均值:所以必须加强建筑节能(néng)的宣传力度,使所有(yǒu)人都认识到,节能(néng)不仅是钱的问题,也不仅是环境的问题,而应提到关系國(guó)家前途和命运的问题。目前的智能(néng)建筑楼宇自动化系统节能(néng)运行的效率尽管不是很(hěn)理(lǐ)想,原因是多(duō)方面的,由于认识上的偏差,以為(wèi)楼字自控系统没有(yǒu)用(yòng),还不如几个人手动开。实际上人的能(néng)力是有(yǒu)限的,不像计算机系统那样敬业而且踏踏实实,认识上一定要加以转变,加强物(wù)业队伍的培训和建设,对设备的运行根据保修期到期后,可(kě)以委托专业公司打理(lǐ),提高设备的运行寿命,发挥系统的作用(yòng)。否则将造成投资的浪费,管理(lǐ)能(néng)力低下,运行费用(yòng)将会大大提高。

楼宇自控系统的节能(néng)一定要从细节做起,养成一种习惯,节能(néng)设计的指导思想始终贯穿于系统实施的始末。楼宇自动化的节能(néng)不仅是某一个专业的事情,它是智能(néng)化,建筑,结构,暖通通风,電(diàn)力,给排水等专业共同参与合作的结果。一座普通的智能(néng)建筑物(wù)的能(néng)源60%以上是電(diàn)能(néng),其他(tā)能(néng)源所占比例相对较少。

建筑物(wù)照明系统

建筑物(wù)的职明是一个巨大的能(néng)源消耗系统,照明的节能(néng)主要分(fēn)光源的节能(néng)和灯光的节能(néng)控制。

1.光源的节能(néng),一般采用(yòng)低能(néng)耗的节能(néng)灯代替高能(néng)耗的传统的白炽灯、荧光灯以达到节能(néng)的目的,随着LED灯及其他(tā)更节能(néng)的新(xīn)型节能(néng)灯具的问世,光源的节能(néng)也就越来越得到重视。

2.灯光的节能(néng)控制主要靠楼宇自控系统来完成。(1)建筑物(wù)内部不受日光影响的公共部分(fēn),譬如地下停車(chē)场、楼梯间、走廊、電(diàn)梯厅等部分(fēn)電(diàn)灯可(kě)以采取定时控制手段,预先设定上下班或非正常时间,在下班后将灯自动变暗或关闭。此外,节能(néng)设计还體(tǐ)现在因地制宜的细节中,比如对宾馆客房设计节電(diàn)开关,人在将電(diàn)源接通,人离开把電(diàn)源切断,真正做到没人自动断電(diàn)达到节能(néng)目的。〔2)建筑物(wù)内部受室外照度影响的譬如窗户边上或幕墙的區(qū)域,当室外采光不足时就必须利用(yòng)灯光进行补偿,而这种补偿是随机的,受室外天气阴晴的影响,而且需要补偿的照度也是变化的,因此我们必须依照室外阳光的强度和室内的照度相结合来控制電(diàn)灯的开闭或者调整幻光的亮度,对于像航站楼这样大空间的建筑,可(kě)以根据日光对室内的影响程度划分(fēn)成若干个照明區(qū)域,在每个區(qū)域内依据照明负荷分(fēn)成不同的供電(diàn)回路,不同路上的灯具可(kě)以相互交又(yòu)或并排布置,以取得最佳组合效果。安装在室外和室内不同部位的多(duō)个感光传感器信号传送给楼宇自控系统,经系统和没定的照度指标比较后分(fēn)别控制各个區(qū)域的電(diàn)灯启闭或调整灯光亮度,以达到最舒适最节能(néng)的照度。(3)针对部分(fēn)可(kě)以人走灯灭的公共區(qū)域,比如部分(fēn)電(diàn)梯前室、楼梯、通道等可(kě)以采取移动侦测传感器来控制灯光的亮度或启闭,当有(yǒu)人来时移动侦测传感器输出信号,开启電(diàn)灯,当長(cháng)时间没人经过时,灯光自动转暗或关闭。(4)对于一些大型的建筑物(wù),大部分(fēn)公共區(qū)域的照明都可(kě)以采用(yòng)集中控制和手动控制相结合的方式,由于计算机技术、网络通讯技术的发展照明系统智能(néng)化集中控制将越来越客易实现,将所有(yǒu)的電(diàn)灯都集中在中央控制室进行集中控制,设定各种灯光组合,利用(yòng)定时,移动侦测、感光传感器、手动设定等相结合的控制方式,在实现舒适的环境前提下,最大限度的节约電(diàn)能(néng)。

采用(yòng)数字技术及计算机技术充分(fēn)结合起来的智能(néng)控制采用(yòng)软启动的方式,能(néng)控制電(diàn)网冲击和浪涌電(diàn)压,使灯丝免受热冲击,灯具寿命又(yòu)得到延長(cháng)。智能(néng)照明系统通常是灯具寿命延長(cháng)2~4倍,不仅节省大量灯具,而且.大大减少更换灯具的工作量,有(yǒu)效地降低了照明系统的运行费用(yòng),对于大量使用(yòng)灯具和安装困难的區(qū)域具有(yǒu)特殊的意义。此外,智能(néng)照明系统还有(yǒu)潜在的价值回报,使整个系统工作在使人们最舒适的状态,从而保证了人们的身心健康,提高了工作效率。

空调系统

建筑物(wù)的空调系统是另一个超大的能(néng)源消耗系统,中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时,也消耗掉了大量的能(néng)源。据统计,在有(yǒu)中央空调的建筑物(wù)中,中央空调的能(néng)耗约占总能(néng)耗的70%,而且呈现逐年增長(cháng)的趋势,因此如何高效率低能(néng)耗的运行及管理(lǐ)空调的相关设备对节能(néng)非常重要。采用(yòng)楼宇自控系统结合一些先进的节能(néng)控制方法,在满足建筑物(wù)内舒适度的清况下,既可(kě)以使设备高效运行以节约電(diàn)能(néng),延長(cháng)设备寿命,又(yòu)可(kě)以减少设备管理(lǐ)人数,减轻设备管理(lǐ)人员的劳动度。中央空调系统主要由末端空气处理(lǐ)设备空如新(xīn)风机组、空调机组,变风量控制以及冷热源系统组成,现逐一进行分(fēn)析阐述:

1、新(xīn)风系统主要功能(néng)是根据楼层的面积大小(xiǎo),输送一定温度的新(xīn)鲜空气量,保证房间的空气质量,当室外空气焓值大于空气焓值时,新(xīn)风风机采用(yòng)最小(xiǎo)新(xīn)风,当室外空气焓值小(xiǎo)于室内空气焓值时,新(xīn)风风机采用(yòng)全新(xīn)风运行,因為(wèi)这样能(néng)减少整个空调的能(néng)耗,而且还能(néng)有(yǒu)效改善室内空气品质。

2、对于公共區(qū)域(大堂、餐厅)的温湿度环境改善是主要通过空调机组的空气处理(lǐ)方式来实现的,一般自控配置的设备為(wèi)冷热水阀,加湿阀,新(xīn)回风阀,送风温度,回风温度,有(yǒu)些还要安装公共區(qū)域内的温度传感器,送风量通过变频能(néng)够进行调节,对于目标控制参数的确定一般以回风温度為(wèi)准,但也不一定合适,比如回风口离门口较近,取样的数据就很(hěn)不准确,也可(kě)以在公共區(qū)域布设多(duō)个温度传感器,然后取平均值,因此具體(tǐ)工程要具體(tǐ)分(fēn)析,全面进行考虑。对于控制策略它比新(xīn)风机送风温度控制来得复杂,其本身的特点是滞后的,反应慢,如果采取常观的PID控制必将造成控制的阀门一下全开或全关,温度随之将大幅波动。因此采取非常规的控制策略,比如死區(qū)方式,当目标参数进入与设定值认可(kě)的偏差范围DT1上(一般為(wèi)0.5℃)时,冷〔热)水阀将保持不变。变PID控制方式,就是当目标参数比与设定值大时,控制作用(yòng)强一些,当目标参数比设定值小(xiǎo)时,控制作用(yòng)弱一些。还可(kě)以采取根据温度偏差及上升或下降快慢的模糊控制方式,当温度与设定值处于正偏差DT2(1℃〕以内时,但处于下降过程中,水阀将慢慢开大,当温度与设定道处于负偏差DT2以内时,但处于上升降过程中,水阀将慢慢关小(xiǎo)。总之,对于目标参数的控制,充分(fēn)考虑湿度测量值,设定值,单位时间内的温度偏差值。“多(duō)看少动”才能(néng)真正将目标参数控制好。為(wèi)了节能(néng),根据室外温度的大小(xiǎo),冬天将温度设定值下降1℃,夏天将温度设定值提高1℃,同时充分(fēn)利用(yòng)新(xīn)回风阀的连锁功能(néng),在过渡季全开新(xīn)风阀,在盛更或严冬将新(xīn)风阀可(kě)以关到最小(xiǎo),这样可(kě)以节能(néng)达到12%。

楼宁自控系统不仅具有(yǒu)丰富的控制功能(néng),而且有(yǒu)强大的管理(lǐ)功能(néng),人性化的界面设计,过滤网堵塞和风机过障会发出声光警报,提醒管理(lǐ)人员落实清冼和维护,累计设备的运行时间,定期进行设备的保养。在使用(yòng)过程中,充分(fēn)利用(yòng)楼控系统的功能(néng)以及新(xīn)风机组空调机组的特点,根据时间程序进行节能(néng)启/停运行,具體(tǐ)體(tǐ)现在:

间歇运行:使设备合理(lǐ)间歇启停,但不影响环境舒适程度和工艺要求;

最佳启动:根据人员使用(yòng)情况或生产工艺情况,预先开启空调设备,夏天采取大风量低温度;冬天采取大风量高温度;房间温度稳定以后,在低风量下运行。

最佳关机:根据人员下班情况或生产工艺情况,提前停止空调设备。

3、变风量控制是一种新(xīn)型的空调方式,在智能(néng)楼宇的空调中被越来越多(duō)地应用(yòng)。当室内环境温度发生变化时,改变送风的温度和送风量大小(xiǎo)两种控制方式都可(kě)以达到相同结果。采用(yòng)变风量系统的中央空调系统可(kě)节能(néng)40%,而且系统只在冷热负荷达到峰值时才使用(yòng)最大风量,因此可(kě)以大大降低能(néng)耗。

变风量系统一般由变频调节電(diàn)机的空调机组和变风量可(kě)调风阀末端装置组成。监控内容包括控制风机的启停,并监视风机的运行状态,根据室内温度的大小(xiǎo),自动调节新(xīn)回风门的大小(xiǎo)和水阀的万度来实现对温度的控制,使室温保持稳定。带有(yǒu)变风量装置的空调系统各环节需要协调控制,其内容主要體(tǐ)现在以下几个方面:

第一,由于各房间的负荷是不一样,那么送入各房间风量是变化的,空调机组的风量将随之变化,因此应采用(yòng)调节变频的大小(xiǎo)对送风机进行控制。

第二,送风机速度调节时,可(kě)以采用(yòng)定静压或变静压点控制方式,使各房间的压力保持稳定,保证装置正常工作。

第三,对于变风量系统,需要检测各房间风量,温度及风阀位置等信号,并经过综合的分(fēn)析处理(lǐ)后才能(néng)给出送风温度设定值。

第四,在进行送风量调节的同时,还应调节新(xīn)、回风阀,以使各房间有(yǒu)充分(fēn)的新(xīn)风量,保证房间空气品质。

4、冷源系统是空调系统的核心部位,如何协调管理(lǐ)管理(lǐ)设计控制策略至关重要。在空调系统中冷冻水泵和冷却水泵的容量是按照建筑最大设计热负荷选定的,且留有(yǒu)余量,由于季节气候的变化,实际空调的热负荷在绝大部份时间内遠(yuǎn)比设计最大负荷低,根据负荷的变化,请调节冷冻水泵的开启台数,或通过水泵的变频进行水量调节,然后根据冷源系统总负荷量(供回水温差与总流量的相乘)进行冷水机组台数控制。其节能(néng)效率往往达到40%以上,另外在低负荷情况下,适当将冷机的出口温度提高几度,还可(kě)以达到节能(néng)效果,利用(yòng)自控实现机组最优启停时间控制,优化设备运行时间,提高设备的使用(yòng)寿命。

负荷计算:Q=K*M*(T1-T2)

Q: 负荷 K:常数 M:流量

根据负荷的变换采用(yòng)变频技术控制水泵和冷却塔风机不仅能(néng)节约電(diàn)能(néng),还能(néng)降低嗓声,减少对電(diàn)网的冲击電(diàn)流,不影响其它设备的运行,大大减少维护费用(yòng)的优点。


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