實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能建筑的樓宇自控系統(tǒng)
發(fā)布日期：2020-05-18 16:24:11 瀏覽次數(shù)：
實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能建筑的樓宇自控系統(tǒng)
智能樓宇是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)和建筑技術(shù)的互相結(jié)合，通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)提供人們安全、高效、舒適和便利的樓宇建筑環(huán)境。樓宇自控系統(tǒng)可以改善建筑內(nèi)的設(shè)備性能，充分發(fā)揮設(shè)備的運(yùn)行效率，來(lái)實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化調(diào)度、降低成本，是智能化中最具深度和潛力的節(jié)能技術(shù)。利用自控系統(tǒng)這個(gè)中樞，開(kāi)展建筑節(jié)能減排的工作，是物業(yè)管理水平和競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。
樓宇自控系統(tǒng)物業(yè)管理
自控系統(tǒng)在物業(yè)管理上面臨的問(wèn)題
現(xiàn)在的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)作為樓宇設(shè)備運(yùn)行的中樞，它的功能并沒(méi)有被充分發(fā)揮出來(lái)，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)還處于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的啟?？刂萍皩?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等幾種基本功能的階段，并沒(méi)有達(dá)到優(yōu)化樓內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的效果，制約了其節(jié)能潛力的開(kāi)發(fā)。
對(duì)于智能建筑的節(jié)能而言，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃、合理技術(shù)路線是目標(biāo)節(jié)能的關(guān)鍵。而所謂的節(jié)能分為兩個(gè)方面：
針對(duì)用戶(hù)的需求，實(shí)現(xiàn)能源的供需平衡，避免能源被浪費(fèi)。通過(guò)設(shè)備或材料的更新，替代舊的高耗能設(shè)備及保溫材料。目前，在節(jié)能工作上仍然存在局限性，大部分人認(rèn)為節(jié)能就是設(shè)備進(jìn)行更新，更換更加節(jié)能的設(shè)備和保溫材料。然而通過(guò)調(diào)節(jié)能源供需平衡，需要的投入較少，只是要深入了解能源需求的基礎(chǔ)上，通過(guò)科學(xué)的操控，來(lái)提高公共區(qū)舒適度，為用戶(hù)提供舒適的工作和生活環(huán)境，這就要通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
冷源分配不均的現(xiàn)象及原因分析
空調(diào)系統(tǒng)是樓宇建筑系統(tǒng)中能耗占比最大的約40%～60%，因此空調(diào)設(shè)備的節(jié)能控制非常重要。而且空調(diào)系統(tǒng)是以天氣最熱最冷、負(fù)荷最大時(shí)的條件來(lái)計(jì)算設(shè)計(jì)的，并且擁有10%～20%的設(shè)計(jì)余量。而建筑在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，有絕大部分時(shí)間并不會(huì)滿負(fù)荷工作，所以空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際上是存在比較大的運(yùn)行余量。
因此，通過(guò)對(duì)空調(diào)設(shè)備來(lái)進(jìn)行的節(jié)能控制，可以大幅度降低空調(diào)機(jī)組的能源消耗，提高設(shè)備的使用效率。現(xiàn)在結(jié)合對(duì)辦公樓的節(jié)能控制實(shí)例，對(duì)如何通過(guò)自控系統(tǒng)運(yùn)行程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)辦公樓的整體冷源的合理調(diào)配。
案例：
某辦公樓有A、B、C、D四座單體建筑，而系統(tǒng)冷源由A座地下的冷凍站提供。其中，D座為食堂、會(huì)議用途，地下有兩層、地上有三層，總建筑面積約為1萬(wàn)平方米。除了地上三層為會(huì)議廳外，地下二層至地上二層均為餐廳、食堂。會(huì)議廳是大型會(huì)議、演出的重要場(chǎng)所，可以容納800人左右。從空調(diào)系統(tǒng)看，會(huì)議廳在D座建筑冷源供給的最末端。伴隨氣溫的逐年升高，設(shè)備日趨老化，會(huì)議廳內(nèi)制冷效率出現(xiàn)了明顯不足的現(xiàn)象，尤其室外溫度較高時(shí)，將無(wú)法保證會(huì)場(chǎng)內(nèi)的溫度會(huì)控制在舒適的范圍內(nèi)。
為解決上述問(wèn)題，主要有兩種方案：
慣常方案，增加冷源運(yùn)行設(shè)備。雖然可以滿足冷源需求，但容易出現(xiàn)冷源需求供給過(guò)量，導(dǎo)致冷水機(jī)組總體供回水溫差低，冷源效率不佳，且大幅增加設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用及日后維護(hù)、檢修的工作量；優(yōu)化單泵冷源供給的分配，調(diào)整現(xiàn)有的控制程序，在不使用更多的運(yùn)行設(shè)備基礎(chǔ)上，進(jìn)行節(jié)能潛力的挖掘。為實(shí)現(xiàn)這種方案，首先對(duì)D座空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，從水路（壓力、流量）、風(fēng)路（風(fēng)量）及自控系統(tǒng)（傳感器、執(zhí)行器、控制程序）三個(gè)方面進(jìn)行。檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果，D座是冷源供水流量分布不均，在單臺(tái)冷凍泵運(yùn)轉(zhuǎn)下，會(huì)議廳的冷源供水流量被食堂截取，造成食堂供回水溫差小、會(huì)議廳的供回水溫差大的現(xiàn)象，這才使得會(huì)議廳的溫度控制無(wú)法及時(shí)保證。
問(wèn)題的原因有以下3個(gè)因素：
空調(diào)機(jī)的控制時(shí)程安排不合理
從能源需求時(shí)間看，食堂、后廚、會(huì)議廳的使用時(shí)間并不相同，且用餐高峰與會(huì)議的時(shí)間不同。因此三種區(qū)域的空調(diào)機(jī)組應(yīng)按實(shí)際需求進(jìn)行啟?？刂?，但自動(dòng)化系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組初始控制程序的啟動(dòng)時(shí)間一致，導(dǎo)致在同一時(shí)刻集中使用冷源，造成了冷源供給與實(shí)際需求不對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象。
未能夠有效利用自然冷源
D座的新風(fēng)控制采用20%新風(fēng)80%回風(fēng)的混風(fēng)控制模式，由于新風(fēng)溫度會(huì)隨著室外的時(shí)間變化，在夏季時(shí)溫度較低且濕度合適的時(shí)間應(yīng)多采用自然冷源，而室外溫度較高時(shí)，在滿足室內(nèi)空氣指標(biāo)時(shí)，采用閉式循環(huán)（即全回風(fēng)模式）或最小新風(fēng)模式，以節(jié)省冷源需求。
風(fēng)機(jī)頻率未能做有效及時(shí)的調(diào)整
D座空調(diào)機(jī)組配備了變頻器，但未對(duì)頻率加以控制。當(dāng)室外溫度較低時(shí)，加大空調(diào)的頻率，高效利用自然冷源。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)供回水溫差較小，冷源利用率較低時(shí)，也可提高空調(diào)機(jī)頻率的方式，加大單位時(shí)間內(nèi)的風(fēng)量，提升熱交換總量，提高空調(diào)機(jī)供回水溫差，充分利用冷源。
優(yōu)化冷源供給調(diào)度的節(jié)能運(yùn)行方案
針對(duì)以上的問(wèn)題，采取優(yōu)化控制模式，以“分時(shí)、分段、分溫度”為原則，依據(jù)實(shí)際使用情況來(lái)分配冷源，具體內(nèi)容如下：
針對(duì)會(huì)議廳與食堂區(qū)域冷源時(shí)間需求的不同，通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)對(duì)風(fēng)機(jī)回水水閥的控制，分不同時(shí)間段來(lái)滿足各自需求。
如：在上午9：00至11:00階段，系統(tǒng)優(yōu)先后廚的需求，而中午11:00至1:00時(shí)，優(yōu)先食堂內(nèi)的冷源需求。其他時(shí)段則保證會(huì)議廳的供冷需求，當(dāng)出現(xiàn)回水水溫過(guò)高，出現(xiàn)冷源不足時(shí)，可提高餐廳的設(shè)定溫度，聯(lián)動(dòng)控制食堂的空調(diào)機(jī)組水閥開(kāi)度，將冷源優(yōu)先供給會(huì)議廳需求。
若會(huì)議廳上午使用，則要通過(guò)預(yù)冷方案來(lái)控制，即早5:00開(kāi)啟會(huì)議廳的空調(diào)機(jī)組，使室溫降為低值。若室外的溫度較低，則全開(kāi)新風(fēng)閥，并將風(fēng)機(jī)頻率開(kāi)至50Hz，在早7:00前將室內(nèi)的溫度控制在21°-22°。在7:00-8:00后，利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄冷能力，使室內(nèi)溫度在24°-26°范圍內(nèi)，并隨著室外溫度的升高，來(lái)減小新風(fēng)閥開(kāi)度，滿足召開(kāi)會(huì)議時(shí)的室內(nèi)溫度需求。
從實(shí)際的情況看，通過(guò)對(duì)空調(diào)設(shè)備的啟停時(shí)間、風(fēng)機(jī)頻率、新風(fēng)閥開(kāi)度以及水閥開(kāi)度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，達(dá)到優(yōu)化冷源分配的效果，在未開(kāi)啟其他機(jī)組及水泵的情況下，實(shí)現(xiàn)了冷源的優(yōu)化供給，避免了因冷源需求不足而增加設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)量，造成的冷源浪費(fèi)。
在樓宇建筑投運(yùn)后，根據(jù)建筑實(shí)際使用功能和設(shè)備負(fù)荷，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精確的調(diào)整，在保證室內(nèi)舒適要求下來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行，是一個(gè)綜合及系統(tǒng)的控制過(guò)程。物業(yè)人員需充分了解建筑內(nèi)能源的需求特點(diǎn)，熟練掌握對(duì)樓宇自控系統(tǒng)和被控設(shè)備的運(yùn)行原理，以整體能源調(diào)配為目標(biāo)，最大限度調(diào)配好能源的供給，達(dá)到節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益與社會(huì)效益的共贏。
