智能建筑中暖通空调系统控制方法初探

李云阳

【摘要】通过对建筑物中几个主要的耗能单元节能措施的分析，提出了智能建筑中暖通空调系统节能优化的途径与方法。最终做到了BA（暖通空调）控制系统中的执行器、传感器、网络等几个环节的优化，在空调系统的结构与参数之中，寻求最佳匹配方案，使系统的整体效能达到最优，从而实现了提高系统效率的目的。

【关键词】智能建筑；暖通空调系统；系统优化；BA系统

环保与节能在实现社会经济的可持续发展中起到了关键的作用。在建筑物的节能工作中，提高能量效率是关键。所以，在设计建筑物具体工程项目的时候，应该充分考虑能量效率的提高。在智能建筑中，保证业主高现代化、高度舒适体验要求的同时，尽可能地降低能耗，可以最大幅度地为大楼节省营运成本。

一、暖通空调系统的优化措施

楼宇自控系统把职能建筑中全部设备集成在一个统一的系统之中，实现了整个设备的信息共享，以便于综合管理，它对整座大楼的运营带来了巨大的影响与效益。实现这种作用和效益的最大化，必须对整个系统进行优化。智能化建筑工程的优化设计较之常规设计，有如下特点：第一，可以在系统的结构与参数中寻找最佳匹配，达到整体效能的最大化，实现提高系统效率、降低费用的目的；第二，可以施行系统和过程的定量化模拟，从而减少控制环节，提高系统的可靠性和稳定性，实现系统故障发生概率最低化和输出效应最优化；第三，通过优化控制方案实现区别于墙体结构、门窗形式等节能方案的"主动节能"。对智能建筑中的暖通空调系统进行系统优化，对能量进行管理和控制，其主要措施如表1所示：

利用程序控制，在水位降至一定值后水泵自动停止，防止动用消防水量、水质变坏、水泵工作失衡等现象

二、智能建筑中BA系统优化的主要方法

（一）控制策略的优化

在实际的控制系统中，空气通常使用PID控制处理机的DDC，所以选择最佳PID参数是空调系统能否稳定运行的关键。在PID系数较高时，空调对反应室内温度波动特性的曲线较陡，所以达到预设温度的时间较短；反之，在PID系数较低时，达到预设温度的时间较长。但PID系数并不是越高越好，PID系数太高可能会影响DDC系统的稳定性。PID可以解决大多数建筑内的空调控制问题，但对于像电影院这种热惯性非常大的场所，仅仅依靠提高PID系数很难解决空调负荷变化响应速度的问题，这时候则可采用双级控制的方法，即在空调送风道与室内分别安装传感器，对室内温度的设定依靠主DDC控制器单独完成，水阀的驱动根据风道中的温度传感器提供的数值，由副DDC和主DDC协同完成，这种控制方法使系统对温度变化的响应速度加快了。在工程设计中，BA系统的节能控制方法很多，如外焓值比较法、污染物检测法，日程表定时操作法等。在实际进行工程设计时，要根据实际状况灵活运用，实现最优效果。例如，在夏秋季清晨的办公楼、商场等场所，可以使用空气处理机或者新风机，依靠室外比较凉爽的空气对室内进行换气预冷，这样既可以节约了能耗，又可以提高室内的空气质量。

（二）控制权优化

一般来说，BA系统要遵从中央控制站的集中管理，这有时会造成不便。例如：在会议室中，现场设置空调和通风系统参数设定系统更加符合空调使用者的需要，DDC本身并不能实现这种功能，需要依靠专门的部件实现，这类功能的设定会给空调的使用者带来更大的舒适度和便利性。在实施设计的时候，设计者应该考虑采用。

（三）DDC的优化

大多数BA系统供应商都可以提供处理能力不同的DDC。对于冷冻机房或者热力站监控点这种密集场所，应该优先考虑大型控制器，这样可以减少各控制器之间的通讯，而且可以降低故障率。中、小型控制器一般用在空气处理机、新风机和通风机中比较合适。近年来，PLC（可编程逻辑控件）进步飞快，它的应用范围不仅仅局限于工业场所内，对于空调通风设备的控制工程来说，也应该考虑其应用的问题。

（四）控制网络优化

实现BA系统的优化，应该在具备扩展性与灵活性的基础上，尽可能简化网络控制的拓扑结构。无论是RS485总线，还是LonTalk总线下的网络控制，都应该简化，因为网络管理中的分支与分级过多或者过于复杂，会造成系统的可靠性大幅降低。LonTalk总线是一个在理论上能够组成所有拓扑结构的网络，但是这种布线设计具有随意性，如在工程实践中运用不当，可能会带来技术风险，导致系统投资的增加。对于小型工程来说，尽可能使用RS485总线的网络控制是比较合适的，在大型工程中应该兼顾到楼层网络的分级问题。

（五）BAS監控中心

BAS监控中心负责对整栋建筑中的空调系统、通风系统与动力系统进行监控，一般和消防控制中心、安保监控中心合在一起。由于该中心一般距冷冻机房与锅炉房比较远，在这里不适宜对这些关键设备进行操作。推荐在冷冻机房与锅炉房现场或附近另置一个监控分站，负责对冷冻机与锅炉进行监控。

结语：

对于智能建筑的设计和运营应该坚持节能原则。BAS系统是智能建筑实现节能的途径之一，对BAS系统控制方案的优化，对于整个智能建筑的节能与优化方案的实施具有非常重要的现实意义。本文通过对BA控制系统中若干环节的探讨，力求BA系统能够更好地为空调通风系统服务。

参考文献：

[1]武根峰.定静压变风量空调系统运行分析与研究[D].北京工业大学，2013.

[2]马丽筠.除湿转轮与中高温热泵耦合系统的实验研究[D].天津大学，2012.

[3]赵忠梁.热泵驱动溶液除湿空调系统的研究[D].江苏科技大学，2013.