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[中圖分類號] TU201.5

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0024-02

Application of Automatic Control System in a Building Energy Saving Management

Yu Shi-kuan

[ Abstract] ne direction ot'imemgem building development and achieved remarkable results， through the application of computer technology，information communication technology and control technology to implement energy-saving management of various equipment installed in the building，so that energy can be used efficiently and energy consumption is greatly reduced. This paper focuses on the application of automatic control system in abuilding energy saving management

[ Keywords] building; automatic control system; energy savmg; management; application

1 建筑節(jié)能管理系統(tǒng)的設計

建筑節(jié)能管理系統(tǒng)本身是一個控制網(wǎng)絡（圖1），所采用的主要設備是嵌入式微處理器，對整個建筑實施自動化控制，實現(xiàn)節(jié)能管理【2】。

建筑節(jié)能管理系統(tǒng)是管理建筑能源消耗的平臺，主要包括3層，即采集控制層、服務節(jié)點層、能源管理層【3】。

1.1 采集控制層

建筑自動系統(tǒng)運行中，對于能耗數(shù)據(jù)能夠實時獲得。各種計量儀表支持所有的數(shù)據(jù)通信協(xié)議接口，與多種計量設備建立連接，計量儀表和建筑自控系統(tǒng)只要提供數(shù)據(jù)交換協(xié)議即可。

自控系統(tǒng)提供OPC接口，電力儀表提供Modbus RTU接口，水計量儀表提供M-BUS協(xié)議接口，煤氣儀表提供Modbus RTU接口【4】。

1.2服務節(jié)點層

自控系統(tǒng)的服務節(jié)點將控制器連接起來，其所發(fā)揮的功能是收集各計量系統(tǒng)的現(xiàn)場信息，將管理中心所發(fā)出的控制指令傳輸出去（圖2）。

當前用于建筑自動系統(tǒng)的產(chǎn)品有很多種，所使用的通信協(xié)議也不同。服務節(jié)點層可以加工處理數(shù)據(jù)，轉換通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，將數(shù)據(jù)格式提供給管理層，采集控制層的數(shù)據(jù)并加工、處理，將處理后的信息存儲。對于服務節(jié)點采用標準化設計，實施規(guī)范化管理，以符合有關標準。

1.3能源管理層

能源管理層為數(shù)據(jù)通信模塊和網(wǎng)頁模塊構成。

其中，數(shù)據(jù)通信模塊是能源管理層與服務層之間的通道，雙方共同建立通信規(guī)約之后就按照約定通信。土要的通信內容包括查詢命令以及回復、控制命令以及回復、參數(shù)設置以及回復。查詢命令主要是對采集的數(shù)據(jù)信息進行查詢;控制命令是對控制器的運行狀態(tài)檢測，對設備的運行予以控制;參數(shù)設置則是修改設備信息的配置以及動態(tài)【5】。

網(wǎng)頁模塊是用網(wǎng)頁的形式發(fā)布有關設備運行狀態(tài)信息，用戶據(jù)此進行操作。其所具備的土要功能為用戶安全登錄、用戶權限分配、密碼修改、用戶管理、向計量儀表發(fā)送查詢命令、分析數(shù)據(jù)、向控制器發(fā)送控制命令、日志管理、導出數(shù)據(jù)。

2 自控系統(tǒng)的應用

某辦公樓為鋼框架結構，建筑面積是25367.05m2，總體的高度為23.85m，為地上6層為辦公室，地下1層為停車場。這個辦公樓主要使用太陽能，安裝有太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能一土壤源熱泵系統(tǒng)，照明控制所采用的室紅外線自動系統(tǒng)。這幢建筑的自控系統(tǒng)比較完善，節(jié)能控制效果良好。

2.1 HVAC自動控制系統(tǒng)和空調計費系統(tǒng)

2.1.1 風機盤管的自動控制

風機盤管主要包括3個部分，即盤管、電動調節(jié)閥和三速風機。在系統(tǒng)運行的過程中，感溫元件控制器起到重要的控制作用。將風機盤管劃分為兒個組，流量表、溫度傳感器以及供回水壓差變送器安裝在支路入口位置，就可以實時檢測水閥，并對電動調節(jié)閥自動調節(jié)，使其開度保持適。直狀態(tài)，確保流經(jīng)風機盤管的冷水量和熱水量都能夠滿足需求。2.1.2新風系統(tǒng)的自動控制

（1）新風機的啟動和停止都要按照要求進行。從功能角度而言，通過檢測獲得室內COZ濃度等各項參數(shù)，比較預設的數(shù)值所獲得的結果，即為指導新風系統(tǒng)啟動和停止的重要指標。在新風進行動態(tài)化調節(jié)控制中，根據(jù)風機盤管處測量所獲得的新風溫度，使用PID調節(jié)水閥和加濕器就可以發(fā)揮調節(jié)作用，使室內溫濕度與設定值相等。

（2）檢測新風機的運行情況。為了避免新風系統(tǒng)運行的過程中阻塞過濾網(wǎng)，需要實時監(jiān)測過濾器兩側的壓力，如果壓力差超過設定的上限值，計算機主界面就會有報警信息自動彈出。

（3）當進入到冬季，風機盤管的溫度非常低，很有可能產(chǎn)生凍裂的現(xiàn)象。實時監(jiān)測風機盤管的溫度，如果溫度達到設定值的下限，計算機主界面就自動彈出報警信息，此時新風系統(tǒng)自動關閉，同時熱水閥打開，風機盤管溫度快速提高。

2.1.3 系統(tǒng)優(yōu)化控制

（1）檢測設備運行情況并有效控制。當系統(tǒng)處于運行狀態(tài)的時候，需要檢測制冷設備的工作狀態(tài)和供熱設備的工作狀態(tài)，工作狀態(tài)不同，太陽能集熱水箱與機組的連接要采用不同的方式。需要注意的是，在冬季還需要關注機組的防凍情況。

（2）監(jiān)測室內溫度、室外溫度，還要檢測地表面的溫度。

（3） 檢測風機的運行情況，還要檢測故障報警的準確性。

（4）監(jiān)測控制區(qū)域的溫濕度以及空氣質量.并采取有效的控制措施，設定溫度參數(shù)。

（5）檢測地下熱泵機房中機組的運行情況和水泵的運行情況。

（6）監(jiān)測太陽能集熱部分的熱量以及溫度。

（7）檢測各個區(qū)域內空調的電能消耗量，地下泵房中機組運行中的電能消耗量以及水泵的電能消耗量。

2.2 智能照明控制系統(tǒng)

2.2.1 系統(tǒng)組成

該辦公樓安裝有自動照明控制系統(tǒng)（表1），頂層所采用的是陽光屋頂，可以自然采光。

辦公樓的走廊照明采用智能控制技術，主要發(fā)揮紅外線感應器的調節(jié)作用，結合時間表的使用，按照時間調節(jié)照明度。其中，紅外線感應照明系統(tǒng)包括多個照明單元，每個照明單元都有環(huán)境監(jiān)測設備進行監(jiān)測。在環(huán)境檢測中，主要發(fā)揮電傳感器模塊的作用，可以實現(xiàn)照明控制智能化（圖3）。

2.2.2 優(yōu)化控制

智能照明控制系統(tǒng)主要是控制建筑物內的燈光，提高環(huán)境照明的舒適度，而且可以獲得節(jié)能效果。通常系統(tǒng)采用定時控制的方式或者合成控制的方法。在辦公樓中有不同的功能區(qū)域，諸如辦公室、生產(chǎn)車間、倉儲室等。針對不同的區(qū)域，采用不同的照明控制方式。對照明控制系統(tǒng)實施智能化控制，根據(jù)季節(jié)的不同，按照室外光照的變化規(guī)律對自動照明開啟時間進行設定。如果控制系統(tǒng)檢測到照明供電系統(tǒng)運行中產(chǎn)生故障或者有地震，火災等災害性事件發(fā)生，應急照明設備就會啟動。與功率相同的普通照明控制系統(tǒng)比較，智能照明控制系統(tǒng)所消耗的電能要減少20%。

2.2.3 系統(tǒng)集成

在智能建筑中安裝各種智能化子系統(tǒng)，都有各自的功能，在物理上連接或者在邏輯上連接這些子系統(tǒng)，實現(xiàn)信息綜合，資源共享，即為系統(tǒng)集成。該辦公樓的系統(tǒng)集成所采用的是集散型控制模式，主要控制制冷設備和采暖設備的溫度，進行能量計量，對空調計費、收集太陽能能量并予以控制和計量，監(jiān)控各種耗能設備并計量能量，檢測空氣質量并予以控制等。

太陽能和地熱能都屬于可再生能源，將這些能源用于空調系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)，使用太陽能集熱板采集數(shù)據(jù)。由于控制系統(tǒng)結構復雜，就需要實施系統(tǒng)集成管理，保證系統(tǒng)高效運行。3結束語

通過上而的研究可以明確，在對智能建筑實施能源管理中應用自控系統(tǒng)，可以起到能源節(jié)約的作用。特別是人型建筑，應用自控系統(tǒng)能夠有效地控制暖通空調系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，不僅運營效率提高了，管理費用也有所降低，提高了能源利用效。對自控系統(tǒng)合理設計，注重系統(tǒng)的集成化管理，以有效控制智能建筑能源消耗，獲得良好的節(jié)能降耗效果。

參考文獻

[1]陳發(fā)廣樓宇自控系統(tǒng)（BAS）施工調試方法探究[J]工程技術

研究，2019，43 （11）：23-24[2]干家智能智能建筑項目節(jié)能改造+后期運維是大趨勢一一專訪

泰杰賽副總經(jīng)理楊玉峰[J]機電信息，2019 （10）：59-60[3]王龍基于建筑性能的某綠色辦公建筑被動式技術優(yōu)化設計[J]

墻材革新與建筑節(jié)能，2019 （7）：76-77[4]陳發(fā)廣如何進行樓宇自控BA系統(tǒng)的設計[J]住宅與房地產(chǎn)，

2019 （3）：6-7[5]任爾媛空調節(jié)能技術在商業(yè)綜合體建筑內的應用[J].建筑熱能

通風空調，2019，38 （6）：66-69