1 變流量技術及其自動控制模式

在建筑物中，暖通空調系統的能耗約占整個建筑物總能耗的50%以上，有些地區甚至達到70%以上。一般暖通空調系統的設計，絕大多數是針對全負荷工況進行設計的，而在實際使用的大多數時間里，系統則處于部分負荷下，因此從舒適與節能的角度出發，變流量系統(VAV，VWV和VRv)的應用越來越廣泛，而變流量系統的正常運行以及它們實際的運行特性完全依賴于系統的控制。

1.1 變風量系統(VAV)

變風量系統(Var1ableAirVolumeSystem，VAV系統)本世紀60年代誕生在美國。VAV技術的基本原理很簡單，就是通過改變送入房間的風量來滿足室內變化的負荷。由于空調系統大部分時間在部分負荷下運行，所以，風量的減少帶來了風機能耗的降低。vAV系統追求以較少的能耗來滿足室內空氣環境的要求。VAV系統出現后并沒有得到迅速推廣，當時美國占主導地位的仍是定風量(CAV，ConstantAirvolume)系統加末端再加熱和雙風道系統。西方70年代爆發的石油危機促使VAV系統在美國得到廣泛應用，并在其后20年中不斷發展，己經成為美國空調系統的主流，并在其它國家也得到應用。由于VAV系統通過調節送入房間的風量來適應負荷的變化，同時在確定系統總風量時還可以考慮一定的同時使用情況，所以能夠節約風機運行能耗和減少風機裝機容量。有關文獻介紹，vAV系統與CAv系統相比大約可以節能30%一70%，對不同的建筑物同時使用系數可取0.8左右。VAV系統的靈活性較好，易于改、擴建，尤其適用于格局多變的建筑，例如出租寫字樓等。當室內參數改變或重新隔斷時，可能只需要更換支管和末端裝置，移動風口位置，甚至僅僅重新設定一下室內溫控器。VAV系統屬于全空氣系統，它具有全空氣系統的一些優點，可以利用新風消除室內負荷，沒有風機盤管凝水問題和霉菌問題然而VAV系統需要精心設計，精心施工，精心調試和精心管理，否則有可能產生:新風不足，氣流組織不好，房間負壓或正壓過大，噪聲偏大，系統運行不穩定，節能效果不明顯等一系列問題;同樣引起了投資者和技術人員的關注。VAv空調系統的原理并不復雜，關鍵是需要實現變風量原理的末端送風裝置(Ter－minalBox)，特別地有關末端裝置以及整個VAV系統的自動控制設備。典型VAV系統的有兩種:一種為AHU風管系統中的空調機變風量系統(AHU一VAV系統);一種為FCU系統中的室內風機變風量系統(FCU一VAV系統)。AHU一VAV系統是在全風管系統中將送風溫度固定，而以調節送風機送風量的方式來應付室內空調負荷的變動。FCU一VAV系統則是將冷水供應量固定，而在室內FCU加裝無段變功率控制器改變送風量，亦即改變FUC的熱交換率來調節室內負荷變動。這兩種方式透過風量的調整來減少送風機的耗電量，同時也可增加熱源機器的運轉效率而節約熱源耗電，因此可在送風及熱源兩方面同時獲得節能效果。

1.2 變流量系統(VWV)

所謂變流量系統(VariableWaterVolume，簡稱VWV)，是以一定的水溫供應空調機以提高熱源機器的效率，而以特殊的水泵來改變送水量，順便達成節約水泵用電的功效。變水量系統對水泵系統的節能效率依水泵的控制方式和VWV使用比例而異，一般Vwv的控制方式有無段變速(SP)與雙向閥控制方式。以上三種空調系統是目前大樓空調最常被設計的系統。中央空調控制也就是把管路、管件、閥體或閥門集中設定控制流體提供冷氣。所以有效組合中央空調控制即能有效控制耗能，設計合乎節能的空調系統。

1.3 變制冷劑流量系統(VRV)

VRV空調系統全稱為VariableRefriger－antVolume系統，即變制冷劑流量系統。系統結構上類似于分體式空調機組，采用一臺室外機對應一組室內機(一般可達16臺)。控制技術上采用變頻控制方式，按室內機開啟的數量控制室外機內的渦旋式壓縮機轉速，進行制冷劑流量的控制。VRV空調系統與全空氣系統、全水系統、空氣一水系統相比，更能滿足用戶個性化的使用要求，設備占用的建筑空間比較小，而且更節能。正是由于這些特點，其更適合那些需經常獨立加班使用的辦公樓建筑工程項目。

目前相當多的VRV產品制造商都己相繼開發出了基于BACnet協議專用網關的接口設備，可以滿足VVR空調系統納入建筑物樓宇自控系統中的要求。vRv末端設備的運行狀態可以通過BACnet網關接口上傳信號至建筑物自控中心的BAS或BMS系統，自控中心經該網關接口下傳信號(如初始值設定、控制參數設定等)至末端設備，并對整個VVR空調系統實行系統管理。經對這二個系統的集成，在中央控制中心可以對VVR空調系統實現以下功能:a.室溫監視;b.溫控器狀態監視;c.壓縮機運轉狀態監視;d.室內風扇運轉狀態;e.空調機異常信息;f.ON/OFF控制和監視;g.溫度設定和監視;h.空調機模式設定和監視(制冷/制熱/風扇/自動);i.遙控器模式設定和監視;j.濾網信號監視和復位;k.風向設定和監視;l.額定風量設定和監視;m.強迫溫控器關機設定和監視;n.能效設定和設定狀態監視;o.集中/機上控制器操作拒絕和監視;p.系統強迫關閉設定和監視。

2 空調風機盤管的優化控制方式

在暖通空調系統的能耗中，風機的能耗能夠占到一半左右，在無條件采用變風量技術的暖通空調系統中，充分采用控制技術，合理控制風機的運行時間，是非常有效的節能手段之一。空調末端風機盤管的控制主要通過以下方式實現:

2.1 改變公共區域的溫度設定，在夏季按照有外到內的原則，逐次降低建筑物內公共場所的溫度設定值。

2.2 增加夜間溫度設定，通過降低夜間房間的溫度控制指針以減少能量消耗。

2.3 自然冷卻，在可能的情況下，盡量使用室外新風。

2.4 控制優化，提高室內溫濕度控制精度。

2.5 采用特殊的具遠程控制的溫控器，通過測定環境溫度和設定溫度的差值自動控制二通閥的狀態和風機的轉速。

3 照明系統的管理方式

照明系統特別是公共區域的照明，常常存在著嚴重的能量浪費現象。通過以下二種方式，可以有效杜絕此現象。

3.1 根據季節的不通，編制照明狀態運行時間表。

3.2 增加公共區域照明回路設計，在非必須情況下，特別是夜間，照明系統只運行最低的供電回路。

3.3 光電感應方式控制照明回路。

4 結語

本文對樓宇自控系統的節能技術進行了較全面的回顧性研究，為綜合科研樓BAS系統的詳細設計和節能設計與實現提供了理論基礎。

參考文獻

[1]李冬輝.樓宇自控系統中節能控制的研究[J].低壓電器，2004-06-20.