實現(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)：
實現(xiàn)綠色節(jié)能建筑的樓宇自控系統(tǒng)
智能樓宇是計算機技術、通信技術、信息技術和建筑技術的互相結合，通過樓宇自控系統(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)可以改善建筑內的設備性能，充分發(fā)揮設備的運行效率，來實現(xiàn)能源優(yōu)化調度、降低成本，是智能化中最具深度和潛力的節(jié)能技術。利用自控系統(tǒng)這個中樞，開展建筑節(jié)能減排的工作，是物業(yè)管理水平和競爭力的重要體現(xiàn)。
樓宇自控系統(tǒng)物業(yè)管理
自控系統(tǒng)在物業(yè)管理上面臨的問題
現(xiàn)在的樓宇自動化系統(tǒng)作為樓宇設備運行的中樞，它的功能并沒有被充分發(fā)揮出來，樓宇自動化系統(tǒng)還處于實現(xiàn)遠程設備的啟?？刂萍皩崟r監(jiān)測等幾種基本功能的階段，并沒有達到優(yōu)化樓內設備系統(tǒng)運行狀態(tài)的效果，制約了其節(jié)能潛力的開發(fā)。
對于智能建筑的節(jié)能而言，實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃、合理技術路線是目標節(jié)能的關鍵。而所謂的節(jié)能分為兩個方面：
針對用戶的需求，實現(xiàn)能源的供需平衡，避免能源被浪費。通過設備或材料的更新，替代舊的高耗能設備及保溫材料。目前，在節(jié)能工作上仍然存在局限性，大部分人認為節(jié)能就是設備進行更新，更換更加節(jié)能的設備和保溫材料。然而通過調節(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上，通過科學的操控，來提高公共區(qū)舒適度，為用戶提供舒適的工作和生活環(huán)境，這就要通過樓宇自控系統(tǒng)來實現(xiàn)。
冷源分配不均的現(xiàn)象及原因分析
空調系統(tǒng)是樓宇建筑系統(tǒng)中能耗占比最大的約40%～60%，因此空調設備的節(jié)能控制非常重要。而且空調系統(tǒng)是以天氣最熱最冷、負荷最大時的條件來計算設計的，并且擁有10%～20%的設計余量。而建筑在實際運行過程中，有絕大部分時間并不會滿負荷工作，所以空調系統(tǒng)在實際上是存在比較大的運行余量。
因此，通過對空調設備來進行的節(jié)能控制，可以大幅度降低空調機組的能源消耗，提高設備的使用效率。現(xiàn)在結合對辦公樓的節(jié)能控制實例，對如何通過自控系統(tǒng)運行程序，來實現(xiàn)辦公樓的整體冷源的合理調配。
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、會議用途，地下有兩層、地上有三層，總建筑面積約為1萬平方米。除了地上三層為會議廳外，地下二層至地上二層均為餐廳、食堂。會議廳是大型會議、演出的重要場所，可以容納800人左右。從空調系統(tǒng)看，會議廳在D座建筑冷源供給的最末端。伴隨氣溫的逐年升高，設備日趨老化，會議廳內制冷效率出現(xiàn)了明顯不足的現(xiàn)象，尤其室外溫度較高時，將無法保證會場內的溫度會控制在舒適的范圍內。
為解決上述問題，主要有兩種方案：
慣常方案，增加冷源運行設備。雖然可以滿足冷源需求，但容易出現(xiàn)冷源需求供給過量，導致冷水機組總體供回水溫差低，冷源效率不佳，且大幅增加設備的運行費用及日后維護、檢修的工作量；優(yōu)化單泵冷源供給的分配，調整現(xiàn)有的控制程序，在不使用更多的運行設備基礎上，進行節(jié)能潛力的挖掘。為實現(xiàn)這種方案，首先對D座空調系統(tǒng)進行系統(tǒng)檢測，從水路（壓力、流量）、風路（風量）及自控系統(tǒng)（傳感器、執(zhí)行器、控制程序）三個方面進行。檢測出來的結果，D座是冷源供水流量分布不均，在單臺冷凍泵運轉下，會議廳的冷源供水流量被食堂截取，造成食堂供回水溫差小、會議廳的供回水溫差大的現(xiàn)象，這才使得會議廳的溫度控制無法及時保證。
問題的原因有以下3個因素：
空調機的控制時程安排不合理
從能源需求時間看，食堂、后廚、會議廳的使用時間并不相同，且用餐高峰與會議的時間不同。因此三種區(qū)域的空調機組應按實際需求進行啟?？刂疲詣踊到y(tǒng)的空調機組初始控制程序的啟動時間一致，導致在同一時刻集中使用冷源，造成了冷源供給與實際需求不對應的現(xiàn)象。
未能夠有效利用自然冷源
D座的新風控制采用20%新風80%回風的混風控制模式，由于新風溫度會隨著室外的時間變化，在夏季時溫度較低且濕度合適的時間應多采用自然冷源，而室外溫度較高時，在滿足室內空氣指標時，采用閉式循環(huán)（即全回風模式）或最小新風模式，以節(jié)省冷源需求。
風機頻率未能做有效及時的調整
D座空調機組配備了變頻器，但未對頻率加以控制。當室外溫度較低時，加大空調的頻率，高效利用自然冷源。當空調系統(tǒng)供回水溫差較小，冷源利用率較低時，也可提高空調機頻率的方式，加大單位時間內的風量，提升熱交換總量，提高空調機供回水溫差，充分利用冷源。
優(yōu)化冷源供給調度的節(jié)能運行方案
針對以上的問題，采取優(yōu)化控制模式，以“分時、分段、分溫度”為原則，依據(jù)實際使用情況來分配冷源，具體內容如下：
針對會議廳與食堂區(qū)域冷源時間需求的不同，通過樓宇自控系統(tǒng)對風機回水水閥的控制，分不同時間段來滿足各自需求。
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，優(yōu)先食堂內的冷源需求。其他時段則保證會議廳的供冷需求，當出現(xiàn)回水水溫過高，出現(xiàn)冷源不足時，可提高餐廳的設定溫度，聯(lián)動控制食堂的空調機組水閥開度，將冷源優(yōu)先供給會議廳需求。
若會議廳上午使用，則要通過預冷方案來控制，即早5:00開啟會議廳的空調機組，使室溫降為低值。若室外的溫度較低，則全開新風閥，并將風機頻率開至50Hz，在早7:00前將室內的溫度控制在21°-22°。在7:00-8:00后，利用圍護結構的蓄冷能力，使室內溫度在24°-26°范圍內，并隨著室外溫度的升高，來減小新風閥開度，滿足召開會議時的室內溫度需求。
從實際的情況看，通過對空調設備的啟停時間、風機頻率、新風閥開度以及水閥開度進行實時控制，達到優(yōu)化冷源分配的效果，在未開啟其他機組及水泵的情況下，實現(xiàn)了冷源的優(yōu)化供給，避免了因冷源需求不足而增加設備運轉數(shù)量，造成的冷源浪費。
在樓宇建筑投運后，根據(jù)建筑實際使用功能和設備負荷，對設備的運行狀態(tài)進行精確的調整，在保證室內舒適要求下來實現(xiàn)節(jié)能運行，是一個綜合及系統(tǒng)的控制過程。物業(yè)人員需充分了解建筑內能源的需求特點，熟練掌握對樓宇自控系統(tǒng)和被控設備的運行原理，以整體能源調配為目標，最大限度調配好能源的供給，達到節(jié)能效果，實現(xiàn)企業(yè)效益與社會效益的共贏。
