智能建筑中VRV空調(diào)系統(tǒng)控制方式的探討

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　在近期建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)院方面的設(shè)計(jì)已有不少采用VRV空調(diào)系統(tǒng)，并有增多的趨勢(shì)。

　　一、VRV空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱為Variable Refrigerant Volume系統(tǒng)，即變制冷劑流量系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上類似于分體式空調(diào)機(jī)組，采用一臺(tái)室外機(jī)對(duì)應(yīng)一組室內(nèi)機(jī)（一般可達(dá)16臺(tái)）?？刂萍夹g(shù)上采用變頻控制方式，按室內(nèi)機(jī)開啟的數(shù)量控制室外機(jī)內(nèi)的旋渦式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行制冷劑流量的控制。

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)，全水系統(tǒng)、空氣—水系統(tǒng)相比，更能滿足用戶個(gè)性化的使用要求，設(shè)備占用的建筑空間比較小，而且更節(jié)能。正是由于這些特點(diǎn)，其更適合那些需經(jīng)常獨(dú)立加班使用的辦公樓建筑工程項(xiàng)目。

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含兩個(gè)部分：空調(diào)設(shè)備選型及空調(diào)管路設(shè)計(jì)；空調(diào)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)，前一部分內(nèi)容由設(shè)計(jì)院的暖通工程師設(shè)計(jì)，后一部分內(nèi)容通常由提供全套產(chǎn)品的系統(tǒng)工程承包商配套設(shè)計(jì)。

　　二、VRV空調(diào)系統(tǒng)的控制方式

　　1、VRV空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)控制

　　此控制方式相對(duì)簡(jiǎn)單，每一臺(tái)室外機(jī)對(duì)應(yīng)若干臺(tái)（通常最大約為16臺(tái)）室內(nèi)機(jī)，各組VRV空調(diào)系統(tǒng)均獨(dú)立運(yùn)行控制，就地遙控器設(shè)置可按工程實(shí)現(xiàn)情況采用一個(gè)遙控器對(duì)應(yīng)一臺(tái)室內(nèi)機(jī)，或一個(gè)遙控器對(duì)應(yīng)若干臺(tái)室內(nèi)機(jī)，是一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的控制方式。

　　該控制方式均為末端就地控制，無(wú)集中監(jiān)控管理環(huán)節(jié)，在實(shí)際使用過(guò)程中，室內(nèi)機(jī)的溫度值設(shè)定，開機(jī)時(shí)間，開機(jī)數(shù)量隨意性比較大，其使用上的靈活性、方便性常常是以犧牲能耗為代價(jià)，從純節(jié)能角度講效果并不明顯。

　　2、VRV空調(diào)系統(tǒng)的集中控制

　　配置了獨(dú)立控制管理系統(tǒng)的控制方式，與目前VRV空調(diào)系統(tǒng)采用的控制方式相比較，增加了集中控制管理環(huán)節(jié)，可以在控制室內(nèi)對(duì)遠(yuǎn)端各組VRV空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理，是一種比較完善的控制方式，但投資明顯增加。

　　可以根據(jù)用戶的使用規(guī)模、投資能力、管理要求進(jìn)行組合配置。此方案的不足之處是與建筑物內(nèi)的其它弱電系統(tǒng)無(wú)功能關(guān)聯(lián)，尤其在智能化建筑設(shè)計(jì)中，不利于弱電系統(tǒng)功能的綜合集成。

　　3、VRV空調(diào)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)控制

　　對(duì)于一個(gè)已設(shè)計(jì)了樓宇自控系統(tǒng)（BAS）的智能大樓，如何合理的、最大限度的發(fā)揮其系統(tǒng)功能，減少系統(tǒng)設(shè)備的重復(fù)投資，提高系統(tǒng)集成技術(shù)能力，是作者在這里重點(diǎn)要同大家探討的問(wèn)題。

　　樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑內(nèi)的重要設(shè)備，從通常的監(jiān)控對(duì)象講，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控?zé)o論從監(jiān)控點(diǎn)占全系統(tǒng)的數(shù)量還是從投入產(chǎn)出的節(jié)能效果比較，在整個(gè)系統(tǒng)中都占有重要的份量，樓宇自控系統(tǒng)中的其它部分主要為開關(guān)量的時(shí)間、事件監(jiān)控信號(hào)。在采用VRV空調(diào)系統(tǒng)的智能建筑中，若不將其納入建筑物的樓宇自控管理系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能效率將降低，設(shè)備投資回收期增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)降低。

　　為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)思想，作者曾在一個(gè)工程項(xiàng)目的樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中預(yù)留若干輸入、輸出監(jiān)控點(diǎn)，以期對(duì)VRV空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。后來(lái)發(fā)現(xiàn)由于VRV空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)是一個(gè)閉環(huán)控制運(yùn)行系統(tǒng)，且室外機(jī)始終處于侍服或運(yùn)行狀態(tài)，以致于按照傳統(tǒng)方式設(shè)置的樓宇自控監(jiān)控點(diǎn)顯得缺少實(shí)際意義，唯一能考慮的只是在其配電回路中設(shè)置監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，起到按時(shí)間程序設(shè)定開啟系統(tǒng)的功能，控制不必要的能源浪費(fèi)。

　　經(jīng)過(guò)對(duì)VRV空調(diào)系統(tǒng)控制產(chǎn)品的深入了解，發(fā)現(xiàn)相當(dāng)多的VRV產(chǎn)品制造商都已相繼開發(fā)出了基于BACnet協(xié)議專用網(wǎng)關(guān)的接口設(shè)備，可以滿足作者將VRV空調(diào)系統(tǒng)納入建筑物樓宇自控系統(tǒng)中的設(shè)想。

　　VRV末端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是通過(guò)BACnet網(wǎng)關(guān)接口上傳信號(hào)至建筑物自控中心的BAS或BMS系統(tǒng)，自控中心經(jīng)該網(wǎng)關(guān)接口下傳信號(hào)（如初始值設(shè)定、控制參數(shù)設(shè)定等）至末端設(shè)備，并對(duì)整個(gè)VRV空調(diào)系統(tǒng)實(shí)行系統(tǒng)管理。經(jīng)對(duì)這二個(gè)系統(tǒng)的集成，在中央控制中心可以對(duì)VRV空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能：

　?。?）室溫監(jiān)視；

　?。?）溫控器狀態(tài)監(jiān)視；

　?。?）壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視；

　?。?）室內(nèi)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；

　?。?）空調(diào)機(jī)異常信息；

　　（6）ON/OFF控制和監(jiān)視；

　?。?）溫度設(shè)定和監(jiān)視；

　?。?）空調(diào)機(jī)模式設(shè)定和監(jiān)視（制冷/制熱/風(fēng)扇/自動(dòng)）；

　　（9）遙控器模式設(shè)定和監(jiān)視；

　　（10）濾網(wǎng)信號(hào)監(jiān)視和復(fù)位；

　　（11）風(fēng)向設(shè)定和監(jiān)視；

　?。?2）額定風(fēng)量設(shè)定和監(jiān)視；

　　（13）強(qiáng)迫溫控器關(guān)機(jī)設(shè)定和監(jiān)視；

　?。?4）能效設(shè)定和設(shè)定狀態(tài)監(jiān)視；

　?。?5 ）集中/機(jī)上控制器操作拒絕和監(jiān)視；

　?。?6）系統(tǒng)強(qiáng)迫關(guān)閉設(shè)定和監(jiān)視配置了獨(dú)立控制管理系統(tǒng)的控制方式、基于BACnet協(xié)議網(wǎng)關(guān)的VRV空調(diào)系統(tǒng)控制線路從控制形式上均屬于集中控制管理方式，由于圖3的控制方式是建立在建筑物一體化智能控制管理平臺(tái)上，可以與其它弱電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制功能，其優(yōu)越性就更明顯。如利用電子考勤及電子門鎖系統(tǒng)實(shí)施VRV空調(diào)系統(tǒng)的啟、停聯(lián)動(dòng)，達(dá)到有效節(jié)能的目的，利用火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，實(shí)施VRV空調(diào)系統(tǒng)的相應(yīng)聯(lián)動(dòng)功能，滿足消防要求。

　　三、VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)接口在強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品及系統(tǒng)開放互操作。

　　BACnet作為樓宇自控系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，近年來(lái)已為人們普遍關(guān)注。其所開發(fā)的一些設(shè)備已可以與大量“第三方”設(shè)備兼容通訊，但仍有不少設(shè)備采用自定義的通訊協(xié)議，只能采用網(wǎng)關(guān)的形式與“第三方”互聯(lián)。VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)是制造廠商為實(shí)現(xiàn)其空調(diào)系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)的互聯(lián)而設(shè)計(jì)的專用網(wǎng)絡(luò)接口，它可通過(guò)BACnet以太局域網(wǎng)和BACnet客戶端通信。支持BACnet一致性類別3.支持部分BACnet標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用服務(wù)。支持部分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象類別，由此能提供VRV空調(diào)系統(tǒng)的信息。目前，這類設(shè)備基本都可以與市場(chǎng)上主流樓宇自控系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接，如HONEYWELL、YONNSON CONTROLS及SIEMENS等品牌。

　　四、采用BACnet網(wǎng)關(guān)的經(jīng)濟(jì)性

　　比較采用BACnet網(wǎng)關(guān)接口方式與獨(dú)立設(shè)置智能管理設(shè)備方式相比在滿足相類似的功能條件下，硬件設(shè)備投資少、軟件功能相似。因此，總投資費(fèi)用來(lái)得低，而且實(shí)施的功能齊全。但較最簡(jiǎn)單的遙控器控制方式還需要增加不少費(fèi)用。從目前咨詢到的網(wǎng)關(guān)初步報(bào)價(jià)來(lái)看約為15萬(wàn)元左右。到底如何衡量該設(shè)備的投資價(jià)值，可從兩個(gè)方面比較，一是系統(tǒng)總投資，二是能實(shí)現(xiàn)的功能。一般而言，VRV空調(diào)系統(tǒng)的投資價(jià)格是普通空調(diào)系統(tǒng)的1.5倍左右，規(guī)模為256臺(tái)室內(nèi)機(jī)（辦公面積約為5000M2）的投資概算約為272萬(wàn)元（通常一個(gè)網(wǎng)關(guān)最多可接16臺(tái)室外機(jī)和256臺(tái)室內(nèi)機(jī)）。相比較而言，該網(wǎng)關(guān)的投資費(fèi)用將使空調(diào)系統(tǒng)總投資增加約5.5%左右，隨著空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，控制管理軟件費(fèi)用不變，該控制設(shè)備所占的投資比例還將下降。以每臺(tái)室內(nèi)機(jī)折算，攤至每臺(tái)室內(nèi)機(jī)約增加投資費(fèi)用600元不到。作者曾經(jīng)業(yè)主要求設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)空氣-水系統(tǒng)形式的空調(diào)系統(tǒng)。所有末端風(fēng)機(jī)盤管都分別采用聯(lián)網(wǎng)接口方式，每個(gè)接口工程報(bào)價(jià)為1000元，由此比較，同樣是末端監(jiān)控，相對(duì)而言VRV空調(diào)系統(tǒng)采用網(wǎng)關(guān)方式相對(duì)便宜得多，這還不包括16臺(tái)室外機(jī)的監(jiān)控，若采用傳統(tǒng)監(jiān)控方式，市場(chǎng)報(bào)價(jià)應(yīng)不低于10萬(wàn)元。對(duì)于采用網(wǎng)關(guān)增加的功能如前所述，并非一般離散監(jiān)控可以比擬。

　　五 結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)VRV空調(diào)系統(tǒng)控制方式的討論，基本上可以得出這樣的結(jié)論，上述各種控制方式都有其相適應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)所，對(duì)規(guī)模較小的VRV空調(diào)系統(tǒng)，采用現(xiàn)場(chǎng)遙控器方式是比較合適的。對(duì)于規(guī)模較大的系統(tǒng)，采用集中管理方式更合理，對(duì)于采用樓宇自控系統(tǒng)的建筑，應(yīng)優(yōu)先考慮采用專用網(wǎng)關(guān)聯(lián)網(wǎng)方式，不僅能滿足控制管理要求，而且可以充分利用樓內(nèi)弱電智能控制管理集成平臺(tái)與若干弱電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能聯(lián)動(dòng)。