智能建筑的VRV空调系统控制方式分析

李燕

摘要：对规模较小的VRV空调系统，采用现场遥控器方式是比较合适的。对于规模较大的系统，采用集中管理方式更合理，对于采用楼宇自控系统的建筑，应优先考虑采用专用网关联网方式，不仅能满足控制管理要求，而且可以充分利用楼内弱电智能控制管理集成平台与若干弱电系统实现功能联动。

关键词：VRV空调系统；控制方式；建筑工程

随着制冷空调技术的迅速发展，空调器正在从传统的单室内机、单室外机的结构逐渐向单室外机多室内机及多室内机和多室外机系统发展。具有代表性的变流量制冷系统（Variable RefrigerantVolumeAir-conditioning System，简称VRV）也从单元变流量制冷系统（SVRV）向多元变流量制冷系统发展（MVRV）。

1.VRV空调系统的原理和特点

VRV空调系统是在电力空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环餐和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。

VRV空调系统具有明显的的节能、舒适效果，该系统依据室内负荷，在不同转速下连续运行，减少了因压缩机频繁启停造成的能量损失；采用压缩机低频启动，降低了启动电流，电气设备将大大节能，同时避免了对其它用电设备和电网的冲击；具有能调节容量的特性，改善了室内的舒适性。VRV空调系统具有设计安装方便、布置灵活多变、使用方便、可靠性高、运行费用低、不需机房、无水系统等优点。

VRV空调系统全称为变制冷剂流量系统。结构上类似于分体式空调机组，一台室外机对应一组室内机（一般可达16台）。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的旋涡式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制。VRV空调系统的设计包含两个部分：空调设备选型及空调管路设计；空调系统控制设计。前一部分内容由设计院的暖通工程师设计，后一部分内容通常由提供全套产品的系统工程承包商配套设计。

2.VRV空调系统的控制方式

2.1集中控制集中控制目前广泛用于小型VRV空调系统，如一拖一、一拖二和一拖三系统。控制成本，可以不同层次的控制要求，适合固定配置的机组。

2.2独立式控制室外机、室内机根据功能不同自带相对独立的控制系统。通过相对简单的通讯实现机组的模式控制，适用于非固定配置的机组。应用特点是通用性好，便于产品的标准化和系列化。

2.3集散式控制集散式控制是在独立式控制的基础上进行功能升级。一是在模式控制的基础上实现系统运行参数的控制，提高系统的运行效率，二是将空调系统作为建筑环境的子系统，融入楼宇自动控制系统。

2.4VRV空调系统的网关控制

楼宇自控系统是智能建筑内的重要设备，从通常的监控对象讲，对空调系统的监控无论从监控点占全系统的数量还是从投入产出的节能效果比较，在整个系统中都占有重要的份量，楼宇自控系统中的其它部分主要为开关量的时间、事件监控信号。在采用VRV空调系统的智能建筑中，若不将其纳入建筑物的楼宇自控管理系统中，整个系统的节能效率将降低，设备投资回收期增长，经济效益也会降低。

若在楼宇自控系统设计中预留若干输入、输出监控点，以期对VRV空调系统的运行状况进行监控。但由于VRV空调系统的室内机与室外机是一个闭环控制运行系统，且室外机始终处于侍服或运行状态，以致于按照传统方式设置的楼宇自控监控点显得缺少实际意义，唯一能考虑的只是在其配电回路中设置监控节点，起到按时间程序设定开启系统的功能，控制不能源浪费。VRV产品制造商都已相继开发出了基于BACnet协议专用网关的接口设备，可以满足作者将VRV空调系统纳入建筑物楼宇自控系统中的设想。

VRV末端设备的运行状态是通过BACnet网关接口上传信号至建筑物自控中心的BAS或BMS系统，自控中心经该网关接口下传信号至末端设备，并对整个VRV空调系统实行系统管理。经对这二个系统的集成，在中央控制中心可实现以下功能：室温监视；温控器状态监视；压缩机运转状态监视；室内风扇运转状态；空调机异常信息；ON/OFF控制和监视；温度设定和监视；空调机模式设定和监视（制冷/制热/风扇/自动）；遥控器模式设定和监视；滤网信号监视和复位；风向设定和监视：额定风量设定和监视；强迫温控器关机设定和监视；能效设定和设定状态监视；集中，机上控制器操作拒绝和监视；系统强迫关闭。

设定和监视配置了独立控制管理系统的控制方式、基于BACnet协议网关的VRV空调系统控制线路从控制形式上均属于集中控制管理方式，由于控制方式是建立在建筑物一体化智能控制管理平台上，可以与其它弱电系统实现联动控制功能，其优越性就更明显。如利用电子考勤及电子门锁系统实施VRV空调系统的启、停联动，达到有效节能的目的，利用火灾报警信号，实施VRV空调系统的相应联动功能，满足消防要求。

3.BACnet网关接口的开放性操作

BACnet作为楼宇自控系统的一个重要标准，近年来已为人们普遍关注。其所开发的一些设备已可以与大量“第三方”设备兼容通讯，但仍有不少设备采用自定义的通讯协议，只能采用网关的形式与“第三方”互联。VRV空调系统的BACnet网关是制造厂商为实现其空调系统与楼宇自控系统的互联而设计的专用网络接口，它可通过BACnet以太局域网和BACnet客户端通信。支持部分标准对象类别，由此能提供VRV空调系统的信息。目前，这类设备基本都可以与市场上主流楼宇自控系统设备实现连接。

4.采用BACnet网关的经济性

比较采用BACnet网关接口方式与独立设置智能管理设备方式相比在满足相类似的功能条件下，硬件设备投资少、软件功能相似。因此，总投资费用来得低，而且实施的功能齐全。但较最简单的遥控器控制方式还需要增加不少费用。如何衡量该设备的投资价值，可从两个方面比较，一是系统总投资，二是能实现的功能。一般而言，VRV空调系统的投资价格是普通空调系统的1.5倍左右，通常一个网关最多可接16台室外机和256台室内机。相比较而言，该网关的投资费用将使空调系统总投资增加约5.5%左右，随着空调系统规模的扩大，控制管理软件费用不变，该控制设备所占的投资比例还将下降。因此，对于末端监控而言VRV空调系统采用网关方式相对便宜，还不包括16台室外机的监控。对于采用网关增加的功能如前所述，并非一般离散监控可以比拟。

5.结语

通过对VRV空调系统控制方式的讨论，基本可以得出结论：各种控制方式都有其相适应的应用场所，对规模较小的VRV空调系统，采用现场遥控器方式是合适的。对于规模较大的系统，采用集中管理方式更合理。对于采用楼宇自控系统的建筑，应优先考虑专用网关联网方式，不仅能满足控制管理要求，而且可以充分利用楼内弱电智能控制管理集成平台与若干弱电系统实现功能联动。