楼宇自控系统中空调系统的监控设计分析

楼宇自控系统中空调系统的监控设计分析

李雪峰

杭州源牌科技股份有限公司浙江省杭州市311300

摘要：近年来，我国经济的飞速发展，人们生活水平的不断提高，人们对物质需求也有了更高的要求，楼宇自控系统应运而生。空调系统是楼宇自控系统中重要的组成部分，它可以为人们提供适宜的室内温度，洁净的空气，营造良好的工作、生活环境，但空调设备本身也是楼宇自控系统中消耗电能最大的用户。为此，做好楼宇自控系统中空调系统的监控设计是非常关键的。本文首先介绍楼宇自控系统的概念及特点，系统分析楼宇自控系统中空调系统的监控设计方案。

关键词：楼宇自控系统；空调系统；监控设计

引言

楼宇自控系统(BAS)是智能建筑的重要的一部分，而空调系统的控制又是它的主要内容之一，随着现代化的高档酒店、办公写字楼的兴建，对楼内空调系统的有效管理和控制显得越来越重要。楼宇自动控制系统主要是由传感器与执行器，DDC(直接数字控制器)，通讯网络，中央管理计算机等组成。它的应用使楼内的电力、照明、空调、防灾、防盗、电梯等高效地运行成为可能。其中，空调系统的最优控制是智能化大楼中自动化管理与节能的基本要求，本文简述空调系统的监控设计。

一、楼宇自控系统定义

楼宇自控系统是现今较为流行的智能建筑管理系统，主要利用计算机、互联网的优势，对建筑大楼内部的各个基础设施进行联网监控，这种综合性的监控设备主要包括有空调、照明设施、电梯、楼内消防栓等等，楼宇自控系统都会进行高效节能的管理，以确保为人们提供更为舒适、安全的居住、办公环境。其具体特点主要体现在，楼宇自控系统可以延长设备的使用寿命，在计算机的统一管理下，保持着设备始终运行在最佳的状态下，并定期做出设备状况的评价信息，更好的延长设备的使用寿命；楼宇自控系统提供了楼内管理的工作效率，避免出现人员失误导致的设备出现损耗的现象，计算机帮助管理人员更好的、全面的掌控着楼内的各项信息；楼宇自控系统可以通过计算机的强大软件支持下整合楼内各个设施的信息数据，进行数据分析、逻辑判断和图形处理，把楼内所有设施进行集中监测和控制，有效的掌控设备的运行情况，一旦遇到问题，如出现停止运行的状态等等，楼宇自控系统都会作出及时的反应，为作出应急事故处理提供有利条件，楼宇自控系统更好的满足用户的需求，保障设备和人身安全。

二、中央空调系统的监控设计

在现代化的大型楼宇建筑中，一般都采用中央空调系统，空调系统的作用就是对室内空气进行处理，使空气的温度、流动速度及新鲜度、洁净度、CO2等指标符合场所的使用要求。为此必须对空气采取冷却或加热、加湿以及过滤等处理措施，其相应设备有制冷机组、热水锅炉、换热器、风机盘管系统、风管系统、水管系统以及与之相配套的多种水泵、冷却塔、蝶阀等。例如冷水机组通常是根据空气调节原理及规律等去控制的。冷水机组是由压缩机、冷凝器与蒸发器组成，压缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷剂进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，换出的热量由冷却水带走，并在冷却塔内排入大气；液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器进行蒸发吸收，使冷冻水降温，然后冷冻水进入风机盘管吸收空气中的热量，如此循环不已，把房间的热量带出。这里以制冷系统为例来说明。制冷系统监控原理图整个系统是由三部分组成，主机系统；冷却水系统；冷冻水系统。目前，冷水机组是由设备生产厂成套供应的，机组系统本身均带有传感器和控制器，由于各个厂家的设备没有统一的标准通讯协议，不同品牌的产品不能与楼宇控制系统通讯，因此设计中一般须另外考虑安装各种传感器以监视这些主机的工作状况。所以在控制系统中应能控制冷冻机的启停、监测冷冻机的运行状态、故障状态及供回水温度和流量值，并通过BA系统主机计算出整个大楼的实际冷负荷，并由此决定开启冷冻机的台数，以达到节能的目的。冷却水系统是通过冷却塔和冷却水泵及管道系统向制冷机提供冷却水，对它监控的作用是保证冷却塔风机和冷却水泵安全运行，确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过，使冷却水温度在设定温度范围内。所有冷却塔的启停台数控制是根据冷却机开启台数，室外温度、冷却水泵开启台数，经过BA系统主机的参数计算来确定的。冷冻水系统是由冷冻水循环泵，通过管道系统连接冷冻机蒸发器及用户各种冷水设备而组成的，其BA系统的监控任务是保证冷冻机蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工作，防止冻坏；向冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求，以及在满足使用要求的前提下尽可能减少循环水泵的电耗等。

三、监控设计在楼宇自控系统中空调系统的应用

楼宇自控系统中空调系统是一个比较复杂的系统，也是在公共、民用建筑中耗能大户，甚至能达到建筑总耗能量的1/3以上，很容易受到人为干扰、空调系统本身的散热失调或者气候变化导致的设备损耗、调节过程和执行器固有的非线性和滞后，调节过程和执行器固有的非线性和滞后、各参量和调节过程的动态性、楼宇内人员活动的随机性等诸多因素的影响。为此，要对楼宇自控系统中的空调系统做出完善的监控设计，利用计算机网络信息的优势，更好的调节空调系统的节能效果，同时还使空调系统的制冷功能上得到更大的发挥。

（一）监控系统在制冷空调领域的应用

楼宇自控系统中空调系统是一个耗能量很大的一个系统，能源消耗会产生很大的热能，热能过剩会导致空调系统散热功能失调，如果不及时做以制冷方面的处理，很容易使空调系统丧失运作能力，影响人们的正常使用。为此，楼宇自控系统中空调系统的监控设计的重点是对空调系统的制冷方面的监控。楼宇自控系统中空调系统的监控设计主要是建立在计算机网络技术上，充分利用现代化先进的通讯技术，对空调系统进行连接，采用分散式直接数字控制（DDC）与中央监控相结合的控制方式，定时对空调设备进行监控制冷，同时还能使多个楼层的整体空调系统进行同时监控。可以通过空调系统的回路对空气处理过程中的参数进行检测，将定期检测到的数据显示在计算机系统内，并通过管理人员对数据进行分析，使空调系统的运行参数达到正常的速度和精度，从而使空调系统能够始终保持制冷状态，减少了设备的故障发生率，提高了空调系统的运行管理水平。

（二）监控系统在节能空调领域的应用

楼宇自控系统中空调系统的监控设计还要表现在节约能量这一方面，楼宇空调系统不仅自身消耗量大，而且随着季节的变化，室内的余热余湿量也在不断变化，引起建筑物总的冷、热负荷的不断变化。不仅会消耗大量的能源，造成更多的经济费用的支出，而且能源消耗量大也会随空调设备造成影响，空调设备无法达到最佳的工作状态，为此，楼宇自控系统中空调系统的监控设计也要考虑对空调系统的节能处理。以空调主机的冷水机组为例，可以利用楼宇自控系统的监控系统与多台冷水机组各功能模块之间加装软接口并通过翻译软件和应用软件进行通讯。监控系统就可以根据外部所需要的冷负荷对冷水机组的控制箱进行数据采取，将空调主机的电流运行情况和负载率等参数进行分析和计算，让冷水机组始终保持在低能耗区，达到最佳节能方式。

结束语

楼宇自控系统是一种非线性控制，其控制规则是以人的经验为基础的，对于像开关电源这类的非线性对象的控制具有良好的鲁棒性和抑制超调的能力。在开关电源中引入模糊控制策略，将为开关电源的发展开创新的局面。

参考文献

[1]朱蒙.浅谈楼宇设备自控系统在工程中的应用[J].建筑•建材•装饰，2017(13):145.

[2]代小娟，丁荣良.浅谈国家博物馆楼宇自控系统运行管理实践中的改进措施[J].智能建筑与智慧城市，2017(1):72-75.