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摘要:文章简要分析了建筑智能化(特别是建筑设备监控系统)节能的重点,对建筑智能化系统的节能思路作了介绍,提出了在建筑智能化规划设计阶段应紧紧围绕节能要求,在系统设计中集中体现节能管理思路和建筑运行管理模式这一观点。
关键词:建筑智能化,规划设计,节能
Abstract: this paper briefly analyzes the intelligent building (especially construction equipment monitoring system) the focus of energy saving, energy saving of the idea of intelligent building system is introduced in this paper, put forward the building intelligent design stage should be tightly around energy requirements, in system design embodies in the administration of energy conservation ideas and construction management mode this view.
Key words: the intelligent building, planning and design, energy saving
中图分类号:TU201.5文献标识码:A 文章编号:
1 引言
节能在建筑设备监控系统的设计、安装、调试和使用管理中,是一个永恒的课题。节能的思想应该贯穿于工作始终。经验证明,一个好的规划设计是一项工程成功与否的关键,因此,在建筑智能化的规划设计阶段,紧紧围绕节能要求,在系统设计中集中体现节能思路和建筑运行管理模式,是做好设计的关键。应该认识到建筑设备监控系统是为管理服务的,为节能服务的,在此基础上来确定系统的监控范围,监控内容、监控要求,才能使系统建成后真正为管理者所用[1,2]。以下是根据笔者的体会,在建筑智能化的规划设计阶段所应注意的一些节能思路,具体以中央空调系统控制功能规划为例进行分析。
2 中央空调系统控制功能规划
建设专门用于中央空调系统设备全系统、全过程、全自动化运行的网络型集成管理系统。该系统运用先进的软件技术,通过对不断变化的室外气温、室内空气温度、湿度、冷冻、冷却水供、回水温度和水系统流量、压力等各种数据的在线检测,经中央电脑系统处理、运算,按空调区域负荷变化的需要,实时调控冷水机组制冷量的输出,以及对空调末端设备的全智能化运行控制。可对冷冻机房冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔以及全部空调、新风机组和所有风机盘管,进行全过程、全自动、人性化、高效的动态节能运行控制。
2.1 冷冻機房自控分系统功能
冷冻机房自控分系统采取优化的节能自控系统设计,改变以往空调制冷系统普遍存在冷水机组部分负荷运行时间长、制冷系统综合能效低、能耗大的问题。能使冷水机组在最佳状态运行时,提高系统的综合能效比,达到调节冷量需求、平衡系统冷量、改善冷水机组运行状态的目的。冷冻机房分系统由系统工作站与中央处理子系统、数据采集子系统、联动控制子系统、流量调节子系统、变频控制子系统、自动计量子系统、远程监控子系统等七个子系统组合而成。冷冻机房分系统是BA系统中智能节电控制技术含量最高、节能效果显著、监控功能突出的主体部分,是实现智能化节电运行管理的核心,是先进硬件与先进软件成功合成的关键环节。
(1)中央处理子系统。运用智能运算、自动运行和监测控制程序。按一定间隔时间刷新一次,对采集的各种数据进行分析、比较、判断和处理,并将运算得出的最佳结果,按照系统工作站设置的优化控制程序,转换为调控中央空调制冷设备在最佳状态下运行的命令。
(2)数据采集子系统。通过设置在室外、室内各功能区以及冷冻机房、空调,新风机房不同部位的传感器,随时感测空气温度、湿度,冷冻水温度、压力和流量等参数,并将采集的模拟信号转变成为数字信号,传送给中央运算处理子系统进行分析和运算。
(3)联动控制子系统。按照中央处理子系统的指令,控制冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔和空调末端设备的高效运行。随时以手动/自动切换方式介入或退出对中央空调系统控制。以实现全年、全自动“按需供冷(暖)”的节能运行。
(4)流量调节子系统。根据空调负荷量变化情况,按中央处理器运算结果及命令,自动控制和调节多台不同冷量冷水机组、不同功率冷冻水泵,冷却水泵和冷却水塔的运行启停,切换。
(5)变频控制子系统。根据传感器采集空调系统的温度、压力和流量等参数,经中央处理子系统运算发出指令,在系统放冷时段及室外温度满足冷却效果时,分别控制二次冷冻泵和冷却水泵电机变频运行。
(6)自动计量子系统。通过具有的设定切换使用时间、自动储存用电量和统计运算、比较等功能,把使用节能系统前、后中央空调制冷设备的用电量、节电量和节能率及时、精确地反映出来。
(7)远程监控子系统。通过系统工作站对节能系统进行异地管理、远程监测、远程控制执行、故障诊断和程序维护,实现对各子系统控制程序进行测试、修改和升级。同时随机读取中央空调运行数据、判断系统故障,存储记录中央空调运行和各子系统数据,计量中央空调耗电量与实际节能率等。
2.2 空调、新风、排风机自控分系统功能
空调、新风、排风机分别用于室内空气、新风和排气处理,机组具有过滤、表冷、除湿、混合、送风和排气等功能。由于空调、新风机组冷量、风量、余压和功率参数不同,自控系统监控点位、区域管理器(现场控制器)及配套设备的选型需进行设计、计算,以适合实际要求,达到控制准确、运行稳定和节能降耗的目的。
(1)区域管理器(现场控制器)。运用智能化监测控制程序,现场采集空调机、新风机的温度、湿度、压力和流量等相关数据,经中央处理单元进行分析、运算,转换为调控命令对运行设备进行控制。
(2)温度监测控制。通过设置在空调机、新风机不同部位的温度传感器,随时感测空气温度参数,并经区域管理器(现场控制器)进行信号变换、处理、运算后按温度控制程序,自动对冷冻水或热水流量进行调节,实时控制空调空间温度。
(3)湿度监测控制。通过设置在空调机、新风机不同部位的湿度传感器,随时感测空气湿度参数,并经区域管理器(现场控制器)进行信号变换、处理、运算后按湿度控制程序,自动对空调机、新风机运行进行控制调节(加湿或除湿)。
(4)冷/热水流量调节。根据空调负荷变化情况,通过空调机、新风机温度传感器感测的数据,按中央处理器运算结果及冷热流量控制程序,自动控制和调节冷/热水流量,确保空调空间温/湿度需要。
(5)新风阀调节。根据传感器采集的室外温度参数,区域管理器(现场控制器)的中央处理器按预设程序,进入节能运行模式调节风阀,实现全新风送风。同时利用转轮式全热交换设备,有效固收室内排出气体的冷(热)量,达到最大限度节能运行的目的。
(6)风机运行监控。区域管理器(现场控制器)的中央处理器对空调机、新风、排风机风扇电机的运行状态,实行全过程监控,并对风机电机出现的故障进行随时报警。
(7)过滤器状态监测。通过设置在空调机、新风机过滤器前后的压力传感器,实时感测过滤器两侧的压差参数,并经区域管理器(现场控制器)的中央处理器进行信号处理分析,对空调机、新风机因过滤器堵塞出现的空气流量降低现象报警。
(8)远程启停控制。通过区域管理器(现场控制器)传输总线,系统工作站可对空调机、新风、排风机运行进行异地管理、远程启停控制。同时空调机、新风、排风机运行,还将与消防控制系统联动,以确保火灾状态时的人员安全。
2.3 风机盘管自控分系统功能
作为空调的主要热交换设备,风机盘管除按常规要求由房间三档风速、温度调节和开关控制外,规划将风机盘管控制,纳入智能化网络管理系统,实现人性化控制与系统节能运行相结合的目标。
(1)风机盘管智能自控。在满足室内温度、三档风速调节、冷暖开关现场控制的情况下,建立风机盘管网络管理控制系统,运用智能监测控制程序,分区域采集风机盘管传感器温度和风机风速等参数,经网络回送系统工作站。经计算机处理系统,按设定程序进行管理控制。
(2)数字式远/近双控温控器(网络型)。数字温控器除温度设定、风速调节、冷暖切换、开关常规功能外,还具有定时设定、时钟显示,睡眠运行模式等功能。同时配备网络接口,通过网络和温控器管理软件,实现远程监控管理。
(3)办公房间人室前温度监控。根据办公作息时间,在办公人员人室前,由系统工作站自动令温控器将房间风机处于低档风速加新风状态运行,但风机盘管电动二通阀设定为关闭状态,既确保人室时房间空气的新鲜,又达到节能的目的。
(4)会议室温度监控。与会议管理系统的互连,在会议参加人员进入会议室之前,自动提前远程开启房间空调,风机盘管以高档风速制冷(热),在参会人员进人会议室前达到设定温度。
(5)办公房间现场控制。在工作时间,温控器处于现场调节控制状态,由办公人员按需要进行温度调整、风量控制及其他功能选择,系统工作站可限定控制温控器设定温度范围及风机的运轉模式。
(6)办公人员出房间温度监控。办公人员外出后,忘记关闭温控器,在管理人员确认后,系统工作站可远程控制将温控器关闭。
(7)冷(热)水电动阀状态控制。根据房间空调负荷变化情况,通过风机盘管温度传感器感测的数据,人性化程序或用户自行设定的参数,自动控制冷(热)水电动二通阀开断,舒适性需要。
(8)远程启停控制。通过系统工作站按人性化、节能要求设定的程序,对房间风机盘管运行,进行远程启、停控制管理。
3 结束语
建筑节能是一个非常复杂的问题,由于每栋建筑物的用途不同,采用的建筑材料不同,机电设备不同,管理方式不同,其建筑能耗也有所不同。应该认识到,我国目前的建筑节能水平与发达国家(特别是与德国、日本)相比尚有较大差距,建筑节能方面有大量的课题需要我们去做深入的研究。而在建筑智能化节能领域,同样也有许多问题有待我们去脚踏实地探索,解决,尤其在设计规划阶段,更需要我们吸取各种先进技术和管理经验,为建筑节能打好基础。
参考文献:
[1] 王柯. 建筑智能化与节能设计[J]. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版), 2011,5(1).
[2] 虞义芳. 建筑智能化节能措施浅析[J]. 商品与质量·建筑与发展, 2011,(6).
关键词:建筑智能化,规划设计,节能
Abstract: this paper briefly analyzes the intelligent building (especially construction equipment monitoring system) the focus of energy saving, energy saving of the idea of intelligent building system is introduced in this paper, put forward the building intelligent design stage should be tightly around energy requirements, in system design embodies in the administration of energy conservation ideas and construction management mode this view.
Key words: the intelligent building, planning and design, energy saving
中图分类号:TU201.5文献标识码:A 文章编号:
1 引言
节能在建筑设备监控系统的设计、安装、调试和使用管理中,是一个永恒的课题。节能的思想应该贯穿于工作始终。经验证明,一个好的规划设计是一项工程成功与否的关键,因此,在建筑智能化的规划设计阶段,紧紧围绕节能要求,在系统设计中集中体现节能思路和建筑运行管理模式,是做好设计的关键。应该认识到建筑设备监控系统是为管理服务的,为节能服务的,在此基础上来确定系统的监控范围,监控内容、监控要求,才能使系统建成后真正为管理者所用[1,2]。以下是根据笔者的体会,在建筑智能化的规划设计阶段所应注意的一些节能思路,具体以中央空调系统控制功能规划为例进行分析。
2 中央空调系统控制功能规划
建设专门用于中央空调系统设备全系统、全过程、全自动化运行的网络型集成管理系统。该系统运用先进的软件技术,通过对不断变化的室外气温、室内空气温度、湿度、冷冻、冷却水供、回水温度和水系统流量、压力等各种数据的在线检测,经中央电脑系统处理、运算,按空调区域负荷变化的需要,实时调控冷水机组制冷量的输出,以及对空调末端设备的全智能化运行控制。可对冷冻机房冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔以及全部空调、新风机组和所有风机盘管,进行全过程、全自动、人性化、高效的动态节能运行控制。
2.1 冷冻機房自控分系统功能
冷冻机房自控分系统采取优化的节能自控系统设计,改变以往空调制冷系统普遍存在冷水机组部分负荷运行时间长、制冷系统综合能效低、能耗大的问题。能使冷水机组在最佳状态运行时,提高系统的综合能效比,达到调节冷量需求、平衡系统冷量、改善冷水机组运行状态的目的。冷冻机房分系统由系统工作站与中央处理子系统、数据采集子系统、联动控制子系统、流量调节子系统、变频控制子系统、自动计量子系统、远程监控子系统等七个子系统组合而成。冷冻机房分系统是BA系统中智能节电控制技术含量最高、节能效果显著、监控功能突出的主体部分,是实现智能化节电运行管理的核心,是先进硬件与先进软件成功合成的关键环节。
(1)中央处理子系统。运用智能运算、自动运行和监测控制程序。按一定间隔时间刷新一次,对采集的各种数据进行分析、比较、判断和处理,并将运算得出的最佳结果,按照系统工作站设置的优化控制程序,转换为调控中央空调制冷设备在最佳状态下运行的命令。
(2)数据采集子系统。通过设置在室外、室内各功能区以及冷冻机房、空调,新风机房不同部位的传感器,随时感测空气温度、湿度,冷冻水温度、压力和流量等参数,并将采集的模拟信号转变成为数字信号,传送给中央运算处理子系统进行分析和运算。
(3)联动控制子系统。按照中央处理子系统的指令,控制冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔和空调末端设备的高效运行。随时以手动/自动切换方式介入或退出对中央空调系统控制。以实现全年、全自动“按需供冷(暖)”的节能运行。
(4)流量调节子系统。根据空调负荷量变化情况,按中央处理器运算结果及命令,自动控制和调节多台不同冷量冷水机组、不同功率冷冻水泵,冷却水泵和冷却水塔的运行启停,切换。
(5)变频控制子系统。根据传感器采集空调系统的温度、压力和流量等参数,经中央处理子系统运算发出指令,在系统放冷时段及室外温度满足冷却效果时,分别控制二次冷冻泵和冷却水泵电机变频运行。
(6)自动计量子系统。通过具有的设定切换使用时间、自动储存用电量和统计运算、比较等功能,把使用节能系统前、后中央空调制冷设备的用电量、节电量和节能率及时、精确地反映出来。
(7)远程监控子系统。通过系统工作站对节能系统进行异地管理、远程监测、远程控制执行、故障诊断和程序维护,实现对各子系统控制程序进行测试、修改和升级。同时随机读取中央空调运行数据、判断系统故障,存储记录中央空调运行和各子系统数据,计量中央空调耗电量与实际节能率等。
2.2 空调、新风、排风机自控分系统功能
空调、新风、排风机分别用于室内空气、新风和排气处理,机组具有过滤、表冷、除湿、混合、送风和排气等功能。由于空调、新风机组冷量、风量、余压和功率参数不同,自控系统监控点位、区域管理器(现场控制器)及配套设备的选型需进行设计、计算,以适合实际要求,达到控制准确、运行稳定和节能降耗的目的。
(1)区域管理器(现场控制器)。运用智能化监测控制程序,现场采集空调机、新风机的温度、湿度、压力和流量等相关数据,经中央处理单元进行分析、运算,转换为调控命令对运行设备进行控制。
(2)温度监测控制。通过设置在空调机、新风机不同部位的温度传感器,随时感测空气温度参数,并经区域管理器(现场控制器)进行信号变换、处理、运算后按温度控制程序,自动对冷冻水或热水流量进行调节,实时控制空调空间温度。
(3)湿度监测控制。通过设置在空调机、新风机不同部位的湿度传感器,随时感测空气湿度参数,并经区域管理器(现场控制器)进行信号变换、处理、运算后按湿度控制程序,自动对空调机、新风机运行进行控制调节(加湿或除湿)。
(4)冷/热水流量调节。根据空调负荷变化情况,通过空调机、新风机温度传感器感测的数据,按中央处理器运算结果及冷热流量控制程序,自动控制和调节冷/热水流量,确保空调空间温/湿度需要。
(5)新风阀调节。根据传感器采集的室外温度参数,区域管理器(现场控制器)的中央处理器按预设程序,进入节能运行模式调节风阀,实现全新风送风。同时利用转轮式全热交换设备,有效固收室内排出气体的冷(热)量,达到最大限度节能运行的目的。
(6)风机运行监控。区域管理器(现场控制器)的中央处理器对空调机、新风、排风机风扇电机的运行状态,实行全过程监控,并对风机电机出现的故障进行随时报警。
(7)过滤器状态监测。通过设置在空调机、新风机过滤器前后的压力传感器,实时感测过滤器两侧的压差参数,并经区域管理器(现场控制器)的中央处理器进行信号处理分析,对空调机、新风机因过滤器堵塞出现的空气流量降低现象报警。
(8)远程启停控制。通过区域管理器(现场控制器)传输总线,系统工作站可对空调机、新风、排风机运行进行异地管理、远程启停控制。同时空调机、新风、排风机运行,还将与消防控制系统联动,以确保火灾状态时的人员安全。
2.3 风机盘管自控分系统功能
作为空调的主要热交换设备,风机盘管除按常规要求由房间三档风速、温度调节和开关控制外,规划将风机盘管控制,纳入智能化网络管理系统,实现人性化控制与系统节能运行相结合的目标。
(1)风机盘管智能自控。在满足室内温度、三档风速调节、冷暖开关现场控制的情况下,建立风机盘管网络管理控制系统,运用智能监测控制程序,分区域采集风机盘管传感器温度和风机风速等参数,经网络回送系统工作站。经计算机处理系统,按设定程序进行管理控制。
(2)数字式远/近双控温控器(网络型)。数字温控器除温度设定、风速调节、冷暖切换、开关常规功能外,还具有定时设定、时钟显示,睡眠运行模式等功能。同时配备网络接口,通过网络和温控器管理软件,实现远程监控管理。
(3)办公房间人室前温度监控。根据办公作息时间,在办公人员人室前,由系统工作站自动令温控器将房间风机处于低档风速加新风状态运行,但风机盘管电动二通阀设定为关闭状态,既确保人室时房间空气的新鲜,又达到节能的目的。
(4)会议室温度监控。与会议管理系统的互连,在会议参加人员进入会议室之前,自动提前远程开启房间空调,风机盘管以高档风速制冷(热),在参会人员进人会议室前达到设定温度。
(5)办公房间现场控制。在工作时间,温控器处于现场调节控制状态,由办公人员按需要进行温度调整、风量控制及其他功能选择,系统工作站可限定控制温控器设定温度范围及风机的运轉模式。
(6)办公人员出房间温度监控。办公人员外出后,忘记关闭温控器,在管理人员确认后,系统工作站可远程控制将温控器关闭。
(7)冷(热)水电动阀状态控制。根据房间空调负荷变化情况,通过风机盘管温度传感器感测的数据,人性化程序或用户自行设定的参数,自动控制冷(热)水电动二通阀开断,舒适性需要。
(8)远程启停控制。通过系统工作站按人性化、节能要求设定的程序,对房间风机盘管运行,进行远程启、停控制管理。
3 结束语
建筑节能是一个非常复杂的问题,由于每栋建筑物的用途不同,采用的建筑材料不同,机电设备不同,管理方式不同,其建筑能耗也有所不同。应该认识到,我国目前的建筑节能水平与发达国家(特别是与德国、日本)相比尚有较大差距,建筑节能方面有大量的课题需要我们去做深入的研究。而在建筑智能化节能领域,同样也有许多问题有待我们去脚踏实地探索,解决,尤其在设计规划阶段,更需要我们吸取各种先进技术和管理经验,为建筑节能打好基础。
参考文献:
[1] 王柯. 建筑智能化与节能设计[J]. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版), 2011,5(1).
[2] 虞义芳. 建筑智能化节能措施浅析[J]. 商品与质量·建筑与发展, 2011,(6).