智能建筑中空調自控系統的構建

　　在智能建筑系統中，空調自控系統是重要的組成部分，智能建筑是信息技術與建筑技術結合的產物，它為人們提供舒適、安全、高效、方便的環境。本文主要探討智能建筑中空調自控系統。

　　《制冷與空調(四川)》是由四川省科學技術協會主管，在1985年成都市創刊，原名：四川制冷。主要刊登制冷與空調行業的最新科技成果、學術論文、介紹新技術、新工藝。正規刊號51-1622/TB。

　　一、引 言

　　空調自控系統是智能建筑集成系統的重要組成部分，空調自控設備是智能建筑物中重要的自控設備，而空調設備本身是建筑的耗能耗電大戶，而且由于智能建筑中大量電子設備的應用使得智能建筑的空調負荷遠遠大于傳統建筑物，變風量空調系統用改變送風量的方法，維持室溫恒定，以適應不同的室內負荷，VAV系統(變風量空調)有突出的優點：節能潛力大，控制靈活，可避免冷凍水、冷凝水上頂棚的麻煩等;近幾年特別是計算機工業的發展，使變風量空調設備具有智能能力，因此，應用范圍不斷擴展，在國內外特別是美國、日本、香港等地的實際工程中得到了普遍廣泛的應用。

　　二、空調自控功能介紹

　　智能建筑空調自控主要包括建筑物內的空調機組控制、新風機組控制、變風量末端(VAV)控制等。它們在樓宇自動化系統的監控和管理下，使建筑物內的溫、濕度達到預期的目標，同時以最低的能源和電力消耗來維持系統和設備的正常工作，以求取得最低的運行成本和最高的經濟效益：

　　2.1空調機組控制空調機組系統包括新/回風閥門驅動器、風管式溫/濕度傳感器、過濾網壓差報警開關、防凍報警開關、恒速風機、電動調節閥、配電裝置和空調機組控制等硬件，該系統包括新風、回風和送風三部分： (1) 機組啟/停：機組可控制定時啟/停，也可強制啟/停;(2)風機控制：風機隨機組啟/停而自動啟/停，也可強制啟/停或機旁手動啟/停，運行時間和啟/停次數累計，有風機故障報警輸出網絡變量;(3)溫度控制：夏季送冷風，冬季送熱風，過渡季節送新風以節能，根據回風溫度與設定值的偏差，控制電動水閥，調節冷/熱水閥門的開度，使回風溫度維持在設定的范圍內，可進行冷/熱水閥門的強制開度控制和機旁手動開度控制(0～100%);(4)濕度控制：在冬季模式下才進行濕度的控制。當回風濕度下降到下限時，控制加濕閥開啟，增加空氣中的濕度含量;當回風濕度上升到上限時，停止加濕閥的工作。可進行加濕閥的強制啟/停控制和機旁手動啟/停控制;(5)新/回風閥門控制：在冬/夏季新風閥門開至最小開度，回風閥門開至最大開度;在過渡季調節新/回風閥門的開度來調節溫度，亦可進行新/回風閥門的強制開度控制和機旁手動開度控制(0～100%);(6) 聯鎖控制：防凍報警開關和風機、水閥、新/回風閥門聯鎖控制;(7)報警：過濾網堵塞報警、風機故障報警及防凍開關報警。

　　2.2 新風機組控制新風機組系統主要由新風閥門驅動器、風管式溫/濕度傳感器、過濾網壓差報警開關、防凍報警開關、電動調節閥、恒速風機、配電裝置和新風機組控制等硬件組成，該系統包括新風、送風兩部分： (1) 機組啟/停：機組可控制定時啟/停;(2)風機控制：風機隨機組啟/停而自動啟/停，也可強制啟/停或機旁手動啟/停，運行時間和啟/停次數累計，有風機故障報警輸出網絡變量;(3)溫度控制：夏季送冷風，冬季送熱風，過渡季節送新風以節能，根據送風溫度與設定值的偏差，控制電動水閥，調節冷/熱水閥門的開度，使送風溫度維持在設定的范圍內，可進行冷/熱水閥門的強制開度控制和機旁手動開度控制(0～100%);(4)濕度控制：在冬季模式下才進行濕度的控制，當回風濕度下降到下限時，控制加濕閥開啟，增加空氣中的濕度含量;當回風濕度上升到上限時，停止加濕閥的工作，亦可進行加濕閥的強制啟/停控制和機旁手動啟/停控制;(5)新風閥門控制：在機組運行時，新風閥門全開，可進行新風閥門的強制開/關控制和機旁手動開/關控制;(6)聯鎖控制：防凍報警開關和風機、水閥、新風閥門聯鎖控制;(7) 報警：過濾網堵塞報警、風機故障報警和防凍開關報警。

　　2.3 變風量(VAV)末端控制功能(1) 風機控制：由手動開關控制風機的啟/停，有風機狀態的輸出網絡變量;(2) 溫度控制：根據室內溫度測量值，調節風閥的開度值勤，使室內溫度保持恒定;(3) 濕度控制：根據室內濕度測量值，控制水閥的開/關，使室內濕度保持恒定。

　　三、VAV-TRAV空調系統

　　VAV空調系統的原理：變風量空調系統(VRV)用改變送風量的方法，維持室溫恒定，以適應不同的室內負荷，關鍵需要實現變風量原理的末端送風裝置，特別地有關末端裝置以及整個VAV系統的自動控制設備，在最近二十年左右的時間里，不僅VAV末端裝置，而且相應的控制系統，甚至變風量空調系統的型式都發生了很大變化，有關的新產品和新技術不斷涌現，由于 VAV技術的快速發展，特別是有關的DDC和網絡技術的發展，美國學者提出了TRAV的新概念，TRAV(Terminal Regulated Air Volume，末端調節的變風量系統)和VAV一樣，也是一種變風量系統，通過調節風量來創造舒適環境，但TRAV不采用VAV中的靜壓調節，而由末端裝置直接控制送風機，TRAV基于末端裝置實時的風量需求，采用先進的控制軟件，實施對送風機的控制，在傳統的VAV系統里，當負荷下降并導致流量減少時，末端風閥關小以節流，管道內靜壓保持不變;而在TRAV系統中，在相同的情況下，末端風閥保持打開，而管道靜壓降低，于是在相同的流量下，TRAV系統所要求的風機功率要低得多， TRAV是建筑在 "集成控制"、和"動態控制"等概念的基礎上的：(1)所謂"動態控制"，是指有預測的、隨時間而變化的控制，就房間的熱狀態來說，它不要求時時熱平衡從而保持房間狀態于某一"點"，而是充分考慮各種熱因素的相互作用從而保持房間在某一個舒適范圍;(2)所謂"集成控制"，是指：設定點的計算和控制決定被安排在控制級以上進行，控制器只是簡單地用于保持當前的設定值，在高性能控制中不使用控制器的重新設定(controller resets)和串級控制器，這樣做的目的，是可以集中、統一地考慮與HVAC系統有關的各種因素，避免傳統方法中各分立模塊獨立運行可能導致的相互沖突，而且有可能最大限度地利用自由冷源(熱源)和建筑物本身的蓄熱放熱作用，因此，集成控制將使系統更穩定，而且更舒適、更節能。

　　四、總結

　　空調自控系統是組成智能建筑很重要的一部分，特別是近年來控制技術的發展特別是微電子和計算機技術的發展，使空調儀表走向智能化，功能大量增加，為變風量空調技術的發展和實際應用提供了可靠的保證，從而為智能建筑提供高舒適低能耗的系統。

　　參考文獻1.陸偉良，智能化建筑導論。北京：中國建筑出版社，1996;2.施鑒諾，智能建筑中VAV空調系統的控制和運行，“信息與控制”，1998.2;3.電子工業部第十設計研究主編《空氣調節設計手冊》(第二版)，中國建筑工業出版社，1995年。