(山西省招標(biāo)有限公司，山西太原 030001)

在節(jié)能環(huán)保，要求PM2.5環(huán)境指數(shù)的今天，對(duì)于北方地區(qū)來說，冬季采暖的熱源是一個(gè)重要的污染源。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)解決北方地區(qū)冬季采暖重要的環(huán)保技術(shù)，智能化控制又是在此基礎(chǔ)上保證系統(tǒng)良好運(yùn)行，節(jié)能的一種重要措施。針對(duì)太原武宿國(guó)際機(jī)場(chǎng)辦公綜合樓地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)智能化控制的具體工程實(shí)例，本文詳細(xì)介紹了智能化控制在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

太原武宿國(guó)際機(jī)場(chǎng)辦公綜合樓是太原武宿國(guó)際機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目中的一個(gè)重要項(xiàng)目，為迎接第六屆中國(guó)中部博覽會(huì)的山西省重點(diǎn)工程之一。工程位于太原市機(jī)場(chǎng)大道西側(cè)，總建筑面積1.3萬(wàn)m2，地下1層，地上4層。內(nèi)部功能設(shè)計(jì)全面，1，2層為東航、海航辦公區(qū)，3，4層為飛行員、乘務(wù)員等的宿舍區(qū)，裙樓1層為24 h多功能餐廳、2層為多功能會(huì)議廳。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，中央空調(diào)系統(tǒng)為整個(gè)樓層提供冬季采暖、夏季制冷，同時(shí)為整個(gè)樓層提供24 h衛(wèi)生熱水。整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)采用智能化控制，空調(diào)主機(jī)房力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化管理。太原武宿國(guó)際機(jī)場(chǎng)辦公綜合樓地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是山西首例使用地源熱泵技術(shù)進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的工程，也是一個(gè)標(biāo)志性工程，為政府推廣節(jié)能減排的形象工程。

2 空調(diào)設(shè)計(jì)的選型及智能化控制系統(tǒng)要求

整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)選型為4臺(tái)地源熱泵空調(diào)機(jī)組，其中3臺(tái)為空調(diào)系統(tǒng)使用，1臺(tái)提供衛(wèi)生熱水。5臺(tái)冷凍水泵，5臺(tái)地源側(cè)循環(huán)泵，水泵均為4用1備。衛(wèi)生熱水儲(chǔ)水箱兩個(gè)。

智能化控制系統(tǒng)要求:1)地埋管系統(tǒng)。在地埋管中選擇不同地點(diǎn)的8個(gè)孔埋入感溫探頭，埋管深度為±0.000下100 m，每隔25 m裝一個(gè)感溫探頭，全年24 h測(cè)地下土壤溫度。2)空調(diào)系統(tǒng)。4臺(tái)地源熱泵空調(diào)機(jī)組循環(huán)使用，使其中1臺(tái)供衛(wèi)生熱水，其余3臺(tái)根據(jù)末端系統(tǒng)冷量/熱量需要自動(dòng)提供空調(diào)用水，每24 h自動(dòng)循環(huán)一次。水泵根據(jù)空調(diào)機(jī)組啟停情況，自動(dòng)啟停水泵，延時(shí)30 s，每24 h自動(dòng)循環(huán)一次。3)衛(wèi)生熱水系統(tǒng)。衛(wèi)生熱水水位低于水箱設(shè)定高度時(shí)，空調(diào)制熱水自動(dòng)加入;水位到達(dá)水箱設(shè)定高度時(shí)，停止加水。4)末端系統(tǒng)。末端系統(tǒng)中加入自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，根據(jù)水流量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，做到節(jié)能控制。

3 智能化控制系統(tǒng)(WebAccess軟件系統(tǒng))的應(yīng)用

1)地埋管系統(tǒng)。地埋管系統(tǒng)方面主要面臨的問題是感溫探頭及信號(hào)線在高壓狀態(tài)下土壤內(nèi)探頭防水的處理、感溫探頭在±0.000下100 m的位置，在表土層上各種負(fù)載作用下的準(zhǔn)確性和持久性，以及超過1000 m信號(hào)的傳輸準(zhǔn)確無(wú)干擾。經(jīng)過我們多次的試驗(yàn)，最后發(fā)現(xiàn)在感溫探頭外信號(hào)線包裹HOPE防滲膜，同時(shí)膜內(nèi)灌注高密度聚乙烯材料，防止施工HOPE防滲膜接口處的滲水。在施工中4個(gè)感溫探頭全部一次性同地埋管放入地下，必須一次成功。在下管時(shí)必須尋找好孔壁較光滑的孔放入，這樣可以保證屏蔽信號(hào)線及保護(hù)層不被損壞，保證使用效果。

2)空調(diào)機(jī)房系統(tǒng)的控制?？照{(diào)機(jī)房系統(tǒng)，綜合考慮空調(diào)主機(jī)整體效率，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷和空調(diào)機(jī)組的COP值(能效比)，自動(dòng)調(diào)整空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷和運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使空調(diào)機(jī)組盡可能在其效率最高的工況下運(yùn)行。4臺(tái)空調(diào)主機(jī)必須保證有1臺(tái)主機(jī)用于衛(wèi)生熱水加熱使用。冷凍水系統(tǒng)采用一次泵變流量，把原固定轉(zhuǎn)速的一次泵改為變頻調(diào)速水泵，利用冷凍機(jī)蒸發(fā)器在低水流量能力上的改進(jìn)和新的測(cè)試技術(shù)，使冷凍水量可以按負(fù)荷的需要自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí)冷凍水泵必須保證其中一臺(tái)泵24 h待供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)使用。水源側(cè)水泵與冷凍水泵基本相同，均服務(wù)用于地埋管側(cè)供回水使用。同時(shí)計(jì)算機(jī)軟件使用服務(wù)器(SQL Server)作為數(shù)據(jù)記錄的數(shù)據(jù)庫(kù)，具體使用方法(open-database連接)連接到服務(wù)器(SQL Server)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)將取代默認(rèn)訪問記錄過程數(shù)據(jù)的(Access)數(shù)據(jù)庫(kù)，所以可以把管理系統(tǒng)(BMS層面)在項(xiàng)目管理和相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)員后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，以在監(jiān)測(cè)員IPMS中(數(shù)據(jù)管理，查詢統(tǒng)計(jì)，會(huì)計(jì))提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3)衛(wèi)生熱水及空調(diào)末端系統(tǒng)的控制。a.衛(wèi)生熱水。水箱加水系統(tǒng)。在衛(wèi)生熱水水箱內(nèi)放入水位傳感器及溫度傳感器，同時(shí)在水箱注水管處安裝電動(dòng)延時(shí)調(diào)節(jié)閥，信號(hào)接入智能化控制軟件系統(tǒng)。等計(jì)算機(jī)接到水箱水位信號(hào)后，根據(jù)設(shè)定要求對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥發(fā)出開啟或關(guān)閉信號(hào)，滿足水箱用水需要。即水箱水位下降到一定設(shè)定水位最低限時(shí)，說明衛(wèi)生熱水已短缺，不能滿足整個(gè)樓層用水需要，需要加水，此時(shí)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)控制系統(tǒng)命令自動(dòng)開啟。等水位上升到水位高限時(shí)，水位傳感器將信號(hào)傳給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)接收到水位已滿信息處理后給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉命令，停止加水。完成一次加水程序。衛(wèi)生熱水加熱系統(tǒng)。在水箱內(nèi)安裝溫度傳感器，24 h對(duì)水箱水溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入智能化控制系統(tǒng)。同時(shí)在軟件控制系統(tǒng)中設(shè)定水溫的最高限和最低限，等水箱內(nèi)水溫低于設(shè)定最低溫度時(shí)，說明水溫過低，不滿足衛(wèi)生熱水使用要求。此時(shí)控制系統(tǒng)自動(dòng)處理認(rèn)為衛(wèi)生熱水需要加熱，同時(shí)將此信號(hào)處理后發(fā)給空調(diào)主機(jī)和冷凍水泵啟動(dòng)命令，使冷凍水泵和空調(diào)主機(jī)啟動(dòng)，期間延時(shí)30 s。衛(wèi)生熱水水溫上升達(dá)到設(shè)定高限時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出停機(jī)命令，使冷凍水泵與空調(diào)機(jī)組順次停機(jī)。完成一次加熱程序。b.空調(diào)末端系統(tǒng)。在每一臺(tái)空調(diào)末端設(shè)備供水管路上安裝電動(dòng)兩通閥，電動(dòng)兩通閥與末端設(shè)備的開關(guān)連接。末端設(shè)備開啟時(shí)電動(dòng)兩通閥自動(dòng)開啟，關(guān)閉時(shí)則自動(dòng)關(guān)閉。電動(dòng)兩通閥關(guān)閉后冷凍水用水量減少，系統(tǒng)阻力減小，整個(gè)系統(tǒng)負(fù)荷自動(dòng)降低，起到明顯節(jié)能效果。但是在施工過程中為了防止整個(gè)樓層末端系統(tǒng)全部關(guān)閉后，空調(diào)系統(tǒng)回水無(wú)法正常到達(dá)空調(diào)機(jī)組，使空調(diào)機(jī)組缺水保護(hù)停機(jī)，必須在空調(diào)機(jī)房冷凍水主供回水管集分水器的上面將供回水管路連接，同時(shí)在管路上安裝壓差旁通閥，防止冷凍水短路。這個(gè)系統(tǒng)不直接進(jìn)入整個(gè)空調(diào)控制系統(tǒng)，僅僅是起到節(jié)能效果，對(duì)空調(diào)機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)空調(diào)機(jī)組COP值影響?？照{(diào)主機(jī)根據(jù)冷負(fù)荷和系統(tǒng)控制情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)(見圖1)。

圖1 空調(diào)末端系統(tǒng)示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

通過以上對(duì)水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的分析，利用網(wǎng)絡(luò)訪問的智能控制系統(tǒng)集成(WebAccess系統(tǒng))，不僅在管理層面實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而且還利用自身提供一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)接口的能力(ODBC技術(shù))管理水平，收集設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，能量消耗和物業(yè)管理是密切相關(guān)的數(shù)據(jù)通過接口傳輸?shù)胶笈_(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)員第三人，完成了中央空調(diào)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，最后作出了各種不同的系統(tǒng)，成為一個(gè)有效的高性能，有效的智能管理系統(tǒng)，從而擺脫繁瑣的人工勞動(dòng)，提高整體建筑中央空調(diào)管理水平，最終使投資者獲得盡可能大的投資回報(bào)，并提供一個(gè)舒適、安全、便利的工作環(huán)境。整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化控制，機(jī)房系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化管理，同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用明顯下降20%，機(jī)組故障率降低，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更為科學(xué)合理，機(jī)組使用壽命延長(zhǎng)，滿足用戶要求，達(dá)到環(huán)保節(jié)能效果，成為標(biāo)志性樣板工程。

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