文｜浙江中控研究院有限公司 孫 全

在建筑物內，暖通空調系統(tǒng)隨環(huán)境及使用情況的不同，負荷也不斷發(fā)生變化，建立一個實時調整并合理滿足暖通使用需求的空調系統(tǒng)已成為建筑運營的迫切需求；而變風量空調系統(tǒng)是近年來被廣泛推廣并應用到建筑空調的節(jié)能技術，其是一種基于逐時負荷計算的全空氣空調系統(tǒng)。例如在一個建筑中，各個區(qū)域負荷差異較大，就可以通過變風量系統(tǒng)調整系統(tǒng)風量和冷量達到使用需求及節(jié)能目標，通過變風量空調系統(tǒng)的有效控制，可節(jié)約運行費用20%～30%。

在我們日常使用的定風量系統(tǒng)中，采用風機盤管通過溫控器控制，容易產生環(huán)境溫度過冷或過熱、冷凝水過多對吊頂造成污染、噪聲大影響工作或休息等；而設計如采用變風量系統(tǒng)則不會出現(xiàn)此類問題，除了能最大程度保證恒溫運行外，噪聲等其他問題也能得到很好的解決；系統(tǒng)可根據實際需求符合實現(xiàn)按需提供、按需分配、按需運行等，系統(tǒng)運行靈活、調節(jié)合理、使用便捷等。

1 項目概況

某辦公大樓，地下2層、地面21層，建筑面積五萬余平方米，其中地下層為汽車停車庫、非機動車停車庫、重要機房、庫房等；1至5層為群房，配備咖啡店、健身中心、商場、銀行、消控中心及弱電機房等；6至21層為辦公。

2 系統(tǒng)設計

設計中辦公層采用帶熱水加熱盤管的VAV末端裝置，夏季通過調節(jié)VAV末端裝置的冷風量來適應負荷的變化，冬季調節(jié)VAV設備的冷風量，冷風量減少到最小設定風量，室溫仍低于設計溫度時，開啟加熱盤管上電動閥加熱以滿足使用要求。

大樓公共區(qū)域采用中央空調，在大樓群房1至5層區(qū)域采用吊頂式新風機組及臥式空調機組，其具體控制內容如下：對每臺新風機組進行優(yōu)化控制，通過軟件進行時間的累計和生成溫度曲線；新風機組設置手動/自動控制，每臺新風機組都有就地選擇開關來選擇手動/樓宇自動化控制。在樓宇自動控制模式下，樓宇自控系統(tǒng)將按時間表來操作新風機組，執(zhí)行相關的控制程序和聯(lián)鎖。在手動模式下，樓宇系統(tǒng)控制功能失效，但監(jiān)視功能和新風機末端風量調節(jié)仍然保持工作；新風機組末端都配有電動風閥和電動執(zhí)行器，以達到控制風量的目的。

控制過程如下：

在新風門和末端送風門安裝的電動新風閥門接受就地安裝的DDC控制器的指令。當DDC控制器接收的室內CO2濃度或者室內壓力與設定值有偏差時，現(xiàn)場DDC控制器內置的控制算式，如比例控制P、比例加積分控制PI、PID和優(yōu)化PID發(fā)出控制信號到電動調節(jié)風閥，調節(jié)末端送風閥的開度，這樣構成閉環(huán)控制，保持室內CO2濃度和室內壓力在要求的控制范圍內，達到空氣清新的環(huán)境要求。當新風機組停止運行時，自動關閉新風閥。

電動新風閥門與送風機聯(lián)鎖控制，送風機工作時，閥門保持打開狀態(tài)；送風機組停止工作時，閥門保持關閉狀態(tài)。

在新風過濾段上設置壓差開關，監(jiān)測過濾器上的積塵所造成的氣阻，當積塵過多時，則發(fā)出報警，提示清理過濾器。

每臺新風機實時監(jiān)測送風的溫度情況，DDC通過設定溫度與送風溫度的比對，實施調整表冷器電動二通閥執(zhí)行器，嚴格控制表冷器內的冷凍水流量，始終將送風溫度控制在設定溫度范圍內，以確保室內環(huán)境溫度的舒適性。

各個公共區(qū)域溫濕度信號和室外的溫濕度信號，通過相應的DDC采集數據，然后通以MODBUS TCP網關形式讀取到電腦上，電腦主機與LED屏之間通過通信接口，在LED屏上發(fā)布各溫濕度信息。

3 系統(tǒng)特點

（1）采用單層網絡結構：Optisys系統(tǒng)采用了單層網絡結構和先進的現(xiàn)場總線控制技術，使得Optisys集散系統(tǒng)無論在可靠性和技術上都是世界領先的水平。中央控制室單獨設立中央工作站，通過訪問現(xiàn)場控制器將現(xiàn)場設備的數據進行采集、分析后，反饋給現(xiàn)場控制器，通過控制器執(zhí)行相應的動作，實現(xiàn)管理、控制一體化。

（2）系統(tǒng)硬件配置：整個大廈樓宇自控系統(tǒng)共配置19臺PCS300系列DDC控制柜，通過以太網交換機組成控制主網絡，通過CAN總線分別擴展了21臺DDC控制柜。以滿足空調系統(tǒng)設備及其他機電等設施的要求。

（3）系統(tǒng)軟件配置：運行于Windows 2003/XP中文平臺，靈活的動態(tài)圖形操作界面，軟功能鍵、下拉式菜單，可用鼠標完成大部分功能。如：面向對象的數據庫、跨平臺數據庫數據交換、接口與服務器、數據采集與管理應用軟件、運行參數與狀態(tài)顯示應用軟件、運行記錄報表的打印應用軟件、中央調度及智能遠動控制應用軟件、故障診斷及報警應用軟件、面向Excel的趨勢數據界面、可制定的權限、運行畫面若干張、現(xiàn)場控制單元編程軟件。

（4）設備功能：系統(tǒng)由PC主機、彩色屏幕顯示器及打印機組成，可直接與以太網相連，通過密碼訪問樓宇自動化管理軟件，對全動態(tài)窗口進行監(jiān)測；完成直觀的圖文操作、對數據歷史保存和打印、故障診斷和報警，方便管理和系統(tǒng)備份。

（5）BAS和電氣設備的I/O信號接口要求：按系統(tǒng)設計方案，BAS對大樓內的機電設備進行監(jiān)視、控制和管理，所以BAS和大樓的這些機電設備要建立一定的I/O信號連接。

這種信號連接對于風機等電氣設備的電器控制盤（柜）的技術要求：

◆ BAS的輸入信號：設備運行狀態(tài)，過載報警，手動/自控狀態(tài)；

◆ BAS的輸出信號：設備啟停控制。

對于照明燈光的電器控制箱（盤）的技術要求：

◆ BAS的輸入信號：設備狀態(tài)，手動/自控狀態(tài)；

◆ BAS的輸出信號：開關控制。

BAS對電氣設備I/O信號的特別要求：

◆ BAS和電氣設備之間傳送的接點信號都是獨立的不帶電的，俗稱“干接點”；

◆ 從電氣控制箱送往BAS的狀態(tài)接點要求電阻小于1Ω。

從BAS的DDC控制盤送到電氣控制箱的開關控制接點額定容量為230V或24V，如啟動觸點功率過大，則采用隔離繼電器進行隔離啟動。

（6）BA系統(tǒng)電源和接地

BA系統(tǒng)電源采用單獨設置，由機房內的UPS統(tǒng)一供電，不與動力、照明等合用。BA系統(tǒng)電源箱設置在中央控制室，至各現(xiàn)場控制器的電源均由BA系統(tǒng)電源箱集中供應。樓宇自控系統(tǒng)接地采用綜合接地方式，接地電阻小于1Ω。

4 結束語

樓宇自控系統(tǒng)在充分考慮現(xiàn)有設備和環(huán)境結構的同時，采用了在優(yōu)化控制系統(tǒng)下實現(xiàn)了樓內設備的自動化控制，其降低成本，節(jié)約能源，為大樓建筑創(chuàng)建了一個安全、舒適、便捷的辦公環(huán)境。