本文介紹了廣州市設(shè)計(jì)大廈節(jié)能改造項(xiàng)目中所采用的控制策略，對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行的節(jié)能控制管理，及針對(duì)部分標(biāo)準(zhǔn)樓層的風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)采取的節(jié)能控制方式。

關(guān)鍵詞   節(jié)能改造  無線無源技術(shù)  自校正變參量溫控器  需求化新風(fēng)量控制技術(shù)  無人偵查技術(shù)

1 項(xiàng)目概況

為響應(yīng)國家能源及環(huán)保新政，積極配合省市推行綠色建筑發(fā)展策略，廣州市設(shè)計(jì)院于2011年開始啟動(dòng)廣州市設(shè)計(jì)大廈改造項(xiàng)目。作為華南區(qū)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域領(lǐng)軍單位的辦公大樓，改造后的設(shè)計(jì)大廈的節(jié)能效果，將對(duì)廣州市公共建筑物的節(jié)能改造起到示范作用。廣州市設(shè)計(jì)大廈節(jié)能改造力求在建筑設(shè)備節(jié)能方面，采用不同的節(jié)能控制方法，提供不同的控制策略，對(duì)辦公大樓的節(jié)能改造作有益的嘗試。

 設(shè)計(jì)大廈節(jié)能改造的樓層共14層，其中10～14層為標(biāo)準(zhǔn)層辦公區(qū)，1～9層為非標(biāo)準(zhǔn)層辦公區(qū)。

原有的建筑設(shè)備用電情況如下：

a.大樓1～9層空調(diào)采用傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)盤管 + 新風(fēng)系統(tǒng)，房間溫度控制采用半自動(dòng)的帶三速開關(guān)的溫控電動(dòng)雙位調(diào)節(jié)閥，新風(fēng)系統(tǒng)采用定風(fēng)量系統(tǒng)；10～14層空調(diào)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的半自動(dòng)的定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)，新風(fēng)與循環(huán)風(fēng)量的比例完全由人工隨意設(shè)定。各樓層均處在“大風(fēng)量小焓差”和“大水量小溫差”的不節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)，而且，房間溫度波動(dòng)極大，舒適性差，無法實(shí)現(xiàn)“需求化通風(fēng)”節(jié)能運(yùn)行。

另，本大樓未安裝空調(diào)冷（熱）量分戶計(jì)量系統(tǒng)，不利于節(jié)能管理。

b.照明未進(jìn)行自動(dòng)控制，大開間辦公室照明分組控制回路少，各回路控制的光源數(shù)量過多，無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制。

c.沒有對(duì)各類能耗進(jìn)行分類采集，也沒有對(duì)建筑各類能耗進(jìn)行分析，無法為辦公樓節(jié)能管理提供依據(jù)。

d.外出或下班電腦未關(guān)機(jī)現(xiàn)象普遍，不僅造成了不必要的能耗，也影響了電腦的使用壽命。

2  空調(diào)系統(tǒng)控制節(jié)能改造方案

首先，將10～14標(biāo)準(zhǔn)層辦公用房原有的全空氣系統(tǒng)改為新風(fēng) + 風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了房間凈空高度的最大化，不僅空間的舒適性得到提高，而且，有利于自然通風(fēng)氣流組織的實(shí)現(xiàn)，節(jié)省過渡季節(jié)的運(yùn)行能耗；通過集中管理、遠(yuǎn)程控制、無線無源技術(shù)、需求化新風(fēng)控制技術(shù)、自校正變參量溫度控制技術(shù)、無人偵查技術(shù)等控制策略實(shí)現(xiàn)個(gè)性化控制，提高舒適性，使節(jié)能運(yùn)行成為可能。

以12層為例，對(duì)樓層所有的風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)采用聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下功能：

a.集中管理，遠(yuǎn)程控制：通過中控電腦對(duì)每個(gè)房間的溫度進(jìn)行設(shè)定及控制，可按上班第一次開機(jī)模式、正常工作模式、無人模式、開窗模式、加班模式等進(jìn)行控制，達(dá)到舒適與節(jié)電相結(jié)合的效果。

b.每個(gè)房間可根據(jù)權(quán)限設(shè)置最低溫度，每個(gè)房間溫度的手動(dòng)調(diào)節(jié)只能在控制中心遠(yuǎn)程設(shè)定的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，每個(gè)房間均帶冷量計(jì)量功能。

c.無線無源技術(shù)：在主任室、大會(huì)議室加裝無線無源窗磁及接收器，當(dāng)窗戶打開時(shí)會(huì)觸發(fā)開窗狀態(tài)信號(hào)傳輸，通過監(jiān)測(cè)窗戶的開閉狀態(tài)，控制盤管風(fēng)機(jī)及電動(dòng)浮點(diǎn)閥的通斷?？刂颇Ｊ饺缦拢荷习嗟谝淮伍_空調(diào)時(shí)窗戶可打開6 min（可調(diào)），超過6 min則自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)；正常上班時(shí)，開窗時(shí)間超過30s（可調(diào)）則自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)。

d.需求化新風(fēng)控制技術(shù)：采用數(shù)字和模擬相結(jié)合的自動(dòng)控制模式，及時(shí)感知特定場(chǎng)所（如會(huì)議室）的新風(fēng)閥狀態(tài)，主動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)機(jī)組的最大新風(fēng)風(fēng)量和最小新風(fēng)風(fēng)量，自動(dòng)跟蹤辦公場(chǎng)所空氣的二氧化碳濃度變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行頻率，最終實(shí)現(xiàn)需求化通風(fēng)。

e.自校正變參量溫度控制技術(shù)：全部風(fēng)機(jī)盤管均采用變風(fēng)量和變冷凍水流量控制，在確保空調(diào)房間舒適性的前提下，根據(jù)房間溫度變化通過PID運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的送風(fēng)量，同時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)冷凍水的流量，不僅實(shí)現(xiàn)房間溫度和相對(duì)濕度的持續(xù)穩(wěn)定，提高舒適性；而且，更重要的是徹底改變“大風(fēng)量小焓差”和“大水量小溫差”的不節(jié)能現(xiàn)象，提高主動(dòng)節(jié)能水平。

控制算法采用自校正PID參數(shù)（根據(jù)溫差的大小，PID或PI控制系數(shù)分檔調(diào)整），自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及電動(dòng)浮點(diǎn)閥的開度，保證回風(fēng)溫度快速穩(wěn)定地接近設(shè)定值，降低溫度過調(diào)值，使回風(fēng)溫度波動(dòng)控制在最小范圍，提高辦公室舒適度。

f.無人偵查技術(shù)：每臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管控制器帶有無人檢測(cè)延時(shí)停機(jī)的功能，除了午休時(shí)間（12：00～14：00）外，紅外微波雙鑒傳感器檢測(cè)到辦公室無人15 min（可調(diào)），可自動(dòng)關(guān)斷風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)及冷凍水閥。

3  照明系統(tǒng)控制節(jié)能改造

在設(shè)計(jì)大廈標(biāo)準(zhǔn)辦公樓層照明控制改造中，主要大空間辦公區(qū)域照明設(shè)置了包括時(shí)間控制、人體感應(yīng)控制、照度感應(yīng)控制、手動(dòng)/自動(dòng)控制在內(nèi)的智能照明控制系統(tǒng)，通過智能照明控制，實(shí)現(xiàn)“人走燈滅”和按需開關(guān)燈功能，實(shí)現(xiàn)綠色照明。

4 電腦節(jié)電控制

通過設(shè)計(jì)院局域網(wǎng)，采用專門的控制軟件，在下班后半小時(shí)（時(shí)間范圍可設(shè)置）內(nèi)檢測(cè)到電腦未有任何軟件操作或鍵盤輸入，則視為該電腦操作人員已下班，可遠(yuǎn)程關(guān)閉該電腦電源。

5  能耗計(jì)量

標(biāo)準(zhǔn)層的能耗分類如下：樓層辦公照明用電、樓層公共照明用電、樓層空調(diào)用電、樓層插座用電；樓層用水量、樓層空調(diào)冷量。采用與風(fēng)機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制器屬于同一總線協(xié)議的控制器，對(duì)上述各類能耗進(jìn)行采集及分析，與風(fēng)機(jī)盤管控制器等設(shè)備共同組成能源計(jì)量及管理系統(tǒng)。

5.1 建筑用電量數(shù)據(jù)采集

根據(jù)設(shè)計(jì)大廈辦公樓的功能與配電方式，在低壓配電房處設(shè)置具備總線通信功能的電度表，實(shí)現(xiàn)樓層辦公照明、樓層公共照明、樓層空調(diào)、樓層插座等用電量分類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。

5.2 建筑用水量數(shù)據(jù)采集

在設(shè)計(jì)大廈辦公樓總供水管處設(shè)置具備總線通信功能的水表，實(shí)現(xiàn)建筑總用水量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

5.3 建筑空調(diào)系統(tǒng)用冷量數(shù)據(jù)采集

設(shè)計(jì)大廈空調(diào)系統(tǒng)的總能耗可由空調(diào)系統(tǒng)用冷量參數(shù)提供，對(duì)各樓層空調(diào)設(shè)備能耗計(jì)量可采用冷量表。

5.4 建筑能耗數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸控制

在設(shè)計(jì)大廈辦公樓建筑內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸控制裝置（以下簡稱數(shù)據(jù)采集器），在數(shù)據(jù)采集器與建筑電、水及冷量數(shù)據(jù)表之間設(shè)置串行通信網(wǎng)絡(luò)，各數(shù)據(jù)采集表將數(shù)據(jù)以RS485、CAN總線等通信方式傳送給數(shù)據(jù)采集器，完成建筑能耗數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并由數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)中心。

設(shè)計(jì)大廈設(shè)備節(jié)能改造正在進(jìn)行中。初步預(yù)測(cè)實(shí)施上述機(jī)電設(shè)備節(jié)能控制措施可降低能耗20%～30%，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)大廈作為廣州市節(jié)能改造示范性建筑提供保證，為推廣既有公共建筑能耗監(jiān)測(cè)和節(jié)能運(yùn)行提供一些經(jīng)驗(yàn)。

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