楼宇自动化系统的监控方式及节能分析

楼宇自动化系统的监控方式及节能分析

贾志强

捷通智慧科技股份有限公司 100020

摘要:本文在介绍智能建筑的基础上,研究了其中的楼宇自动化系统构成,建立了各控制子系统的集成监控系统,在分析系统监控方式的基础上,进行了系统的节能分析。如果楼宇自动控制系统能够通过通讯接口的方式从水、电计量系统取得设备的能耗统计数据并进行各种分析与处理,就能够优化系统的控制参数、制定维护计划,使大厦机电设备在稳定工作的基础上,最大限度的节省能源,降低大厦后期运行和维护成本。

关键词:楼宇自动化系统;基本功能;监控方式;节能分析

引言

楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的工作或居住环境。建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、送排风、照明、电梯、安全防范等子系统。根据我国行业标准,BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下,这两个子系统宜一同纳入BAS考虑,如将消防与安全防范子系统独立设置,也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时,能够按照约定实现操作权转移,进行一体化的协调控制。

1.楼宇自控系统的监控方式

1.1空调系统

大楼空调区冷源选用2台直燃机冷水机组,冷水机组均设置于地下一层制冷机房内,群楼屋顶设置43组冷却塔,冷冻水供、回水温度为5/12℃,冷却水供、回水温度为32/37℃。

1.2送、排风机系统

楼宇自控系统对整个大厦内的送风机、排风机、双速排风排烟机进行自动控制。加压风机、火灾补风机、排烟风机由消防控制,不纳入楼宇自控系统。排风排烟机一般为低速排风、高速排烟,正常情况下,由楼宇自控系统控制风机的低速启停,当发生火灾时,由消防系统强制将风机自动转为高速运转。

1.3给排水系统

地下1层共设有集水坑26个。

（1）运行时间的累计:水泵运行状态符合要求,开始累计水泵运行时间,每满1小时将自动记录累加的时间自动显示在水泵的动态画面上。

（2）趋势记录:水泵的各动态运行参数可自动记录、储存、列表,并定时打印,以便管理人员的查询、管理和分析。

（3）给排水系统的监测:监测各水泵的运行状态、故障、手/自动状态。同时监测水箱的液位。各监测参数超限或异常均自动发出声光报警,并同步打印。

（4）所有预设程序均可按实际需要和要求,在中央管理工作站上调整修改,以满足用户的使用。

1.4照明系统

照明智能化已经成为当今建筑发展的主流技术,但是长期以来,智能照明在国内一直受到忽视,绝大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式。部分智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明,实现简单的区域照明和定时开关功能。每层2路控制。根据照度开启1路或2路。定时开关照明,来节约用电。

2.节能分析

针对智能建筑不同的室内外环境和设备使用情况,我们的控制策略基于舒适性和节能的双重考虑,不仅实现对大厦内的各种机电设备的控制,并依据它们之间内在的联系,实现对整个系统的连锁控制。另外,如果楼宇自动控制系统能够通过通讯接口的方式从水、电计量系统取得设备的能耗统计数据并进行各种分析与处理,就能够优化系统的控制参数、制定维护计划,使大厦机电设备在稳定工作的基础上,最大限度的节省能源,降低大厦后期运行和维护成本。

2.1提高室内温湿度控制精度

室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性。

据美国国家标准局统计资料表明,如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗,如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为:温度为±1.5℃,湿度为±5%的变化范围。如果技术成熟可以试着依据热负荷补偿曲线来设置浮动的设定点,这样可以更加有效的自动调整室内温度设定值,使其在大厦负荷允许的范围内尽可能的节省能量。

传统的建筑由于没有采用建筑设备自动化系统,往往造成夏季室温过冷(低于标准设定值)或冬季室温过热(高于标准设定值)现象。这不但对人体的健康和舒适性来讲都是不适宜的,同时也浪费了能源。采用了楼宇自动控制系统的智能建筑,不仅可以按照设定自动调节室内温湿度外,还可以根据室外温湿度的和季节变化情况,改变室内温度的设定,使的更加满足人们的需要,充分发挥空调设备的功能。空调系统温度控制精度越高,不但舒适性越好,同时节能效果也越明显。据实际数据计算,节能效果在15%以上。

2.2新风量控制

根据卫生要求,建筑物内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多,势必将增加新风耗能量。在设计工况(夏季室外温26℃,相对温度60%,冬季室温22℃,相对湿度55%)下,处理一公斤室外新风量需冷量6.5kWh,热量12.7kWh,故在满足室内卫生要求的前提下,减少新风量,有显着的节能效果。

根据大厦内人员的变动规律,采用统计学的方法,建立新风风阀控制模型,以相应的时间而确定运行程序进行过程控制新风风阀,以达到对新风风量的控制。使用新风和回风比来调整、影响被控温度并不是调节新风阀的主要依据,调节温度主要由表冷阀完成,如果风阀的调节也基于温度,那么在控制上,两个设备同时受一个参数的影响并且都同时努力使参数趋于稳定,结果就是系统产生自激,不会或很难达到稳定,所以可以放大新风调节温度的死区值,使风阀为粗调,水阀为精调。

空调系统中的新风占送风量的百分比不应低于10%。不论每人占房间体积多少,新风量按大于等于30m3/h.人采用。为了防止外界环境空气渗入房间,保持房间洁净度,保持房间正压在5~10Pa即可满足要求,但是如果风压过大将会影响系统运行的经济性,所以在洁净度要求较高的房间内安装压力传感器(主要测静压)。

2.3空调设备的最佳启停控制

对于智能建筑内那些在夜里不需要开空调的区域或房间,为了保证工作开始时环境的舒适,就需要提前对其进行预冷或预热。另外,室内温度是惯性很大的被控对象,提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大,楼宇自动控制系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制,可以在保证环境舒适的前提下,缩短不必要的空调启停宽容时间,达到节能的目的;同时在预冷或预热时,关闭新风风阀,不仅可以减少设备容量,而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。对于小功率的风机或者带软启动的风机可以考虑风机间歇式的控制方法,如果使用得当,一般每一个小时风机只运行40~50分钟,节能效果比较明显。空调设备采用节能运行算法后,运行时间更趋合理。数据记录表明,每台空调机一天24小时中实际供能工作的累计时间仅仅2小时左右。

2.4空调水系统平衡与变流量控制

空调系统的节能算法是智能大厦节能的核心,通过科学合理的节能控制算法,不但可以达到温湿度环境的自动控制,同时可以达到相当可观的节能效果。通过对空调系统最远端和最近端的空调机在不同功能状态和不同的运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知空调系统具有强烈的动态特点,运行状态中自控系统按照热交换的实际需要动态的调节着各空调机的电磁阀,控制流量进行相应的变化,因此总的供回水流量值也在始终处于不断变化之中,为了影响这种变化,供回水压差必须随之有所调整以求得新的平衡。从这一点出发,在硬件一定的条件下流量的监控是节能的关键,因此流量必须随动调节,并通过实验数据建立相应的变流量节能控制数学模型,同时将空调供回水系统由开环系统变为闭环系统。

2.5延长设备的使用寿命

在建筑内配置楼宇自控系统之后,设备的运行状态始终处于系统的监视之下,楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录,同时可以定期打印出维护、保养的通知单,这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养,因此可以使设备的运行寿命加长,也就是降低了建筑的运行费用。实现资源的节省。

2.6能源管理系统的应用

准确利用能源管理软件,建立能源管理系统,实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成,安装于各种基本的空调设备(如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等)上的计量仪表不仅可以在系统运行时采集该设备的适时运行原始数据,还可以协助中央控制器,在系统软件控制下,实现系统的节能运行。软件程序则是能源管理系统的中枢。

结语

本文在介绍智能建筑的基础上,进一步探讨了楼宇自动化系统的构成,并且对制冷站组态控制和空调机组控制方案进行细致地研究及节能分析。

参考文献：

[1]赵阳.浅议楼宇自动化系统中的关键技术[J].建筑设计管理,2019,(3):73-74+80．

[2]郭英杰.楼宇自动化系统(BAS)简介与问题浅析[J].企业导报,2020,(5):282-283．

[3]王贯安.智能建筑中的楼宇自动化系统分析[J].硅谷,2018,(19):9-10.