楼宇自动化控制系统在机场建筑节能中的应用

2017-01-20田菲

中国设备工程 2017年21期

关键词：楼宇风机机场

田菲

(南京禄口国际机场,江苏南京 211113)

楼宇自动化控制系统在机场建筑节能中的应用

田菲

(南京禄口国际机场,江苏南京 211113)

机场建筑的节能控制依赖于楼宇自动化控制系统.本文对楼宇自动化控制系统进行了简要介绍,重点分析了楼宇自动化控制系统在机场建筑节能中的使用,从而降低投入成本,提高机场的收益.

楼宇自动化控制系统;机场;节能

随着经济的发展和科技的进步,计算机等信息化技术在人们的生活、学习和工作中得到广泛的应用.近年来,高层建筑不断出现.据不完全统计,我国的建筑能耗在全社会资源总能耗中占据约1/3的比例.可见,建筑能耗巨大.随着资源被不断的消耗,人们越来越重视节能降耗.而楼宇自动化作为智能建筑、绿色建筑的核心组成,对绿色建筑的节能起着非常重要的作用,在节约能源、减少污染方面发挥着巨大的作用.

机场建筑是一个复杂、庞大的建筑体,集照明系统、中央空调、飞行区、候机楼等为一体,人口流动较大,设备多而复杂,对环境要求高,因此对建筑的自动化控制和管理要求较高.集这么多建筑和设备,机场每天的能源消耗也是非常大的,为了实现有效节能,机场楼宇自动化控制系统发挥重要作用,对机场建筑各个设备进行智能监控和管理,为机场提供一个健康、节能、舒适、安全的环境.本文将就楼宇自动化控制系统如何在机场建筑中发挥节能作用展开讨论.

1 智能建筑

智能建筑是指将建筑物的结构、设计、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、安全、节能、便利的人性化建筑环境.它集现代建筑技术、现代计算机技术、现代通讯技术和现代控制技术于一体,实现对建筑设备的智能、自动监控和管理.

建筑智能化工程也可以称为弱电系统工程,主要包括楼宇自动化(BA)、办公自动化(OA)、通讯自动化(CA)、消防自动化(FA)和安保自动化(SA)五分部,简称5A.其中,楼宇自动化用于对能量的管理和控制.同一栋建筑使用楼宇自动化控制系统后可带来25%以上的节能效果.因此,建筑智能化工程中广泛使用该系统.

2 机场楼宇自动化控制系统

2.1 楼宇自动化控制系统

楼宇自动化控制系统是智能建筑的组成之一,实现对建筑设备和环境的全面监测和管理,从而为使用者提供舒适、安全、节能的环境.一般来说,楼宇自动控制系统包括门禁控制系统、照明监控系统、中央空调监控系统、消防报警及火灾控制系统、电梯监控系统、安防系统等.该系统通过前端设备(如现场数字计算机DDC)采集数据,然后通过网络将信息传回中央监管中心,中央监管中心对这些信息进行综合分析,并以可视化的方式展现给操作者、管理员等,以实现对设备的操作、管理和预警等;同时对采集的信息的自动化分析可实现对设备故障的诊断和维护、设备状态的监视和自动控制,一方面提高了管理人员的工作效率和管理水平,另一方面实现了自动化控制、集中式管理.

2.2 机场楼宇自动化控制系统的功能

机场建筑不同于一般的建筑,作为人流密度高的场所,机场设置了各种不同类别的设备、场所,实现不同的功能和人员流动.因此,机场楼宇自动化控制系统的功能包括以下内容.

(1)通过计算机、网络技术等对机场的监控设备进行统一管理,管理过程中涉及设备相关的档案信息、设备运行过程中产生的报表信息、设备维修报表信息等.

(2)通过计算机技术实现对机场设备的自动监视、显示功能,可以对设备进行启停控制,并将设备的各类信息通过可视化方式显示给用户,包括设备的基本信息、运行状态等.

(3)根据监控设备的各类信息综合分析设备的实际运行情况,对故障设备进行自动报警,并诊断故障发生的原因,给出维修建议等.

(4)由于机场所处的环境较为复杂,需要自动收集机场设备所处的外界环境、条件信息,将这些信息参数化后传递给控制中心,由控制中心对设备进行自动调控,使设备运行在最佳状态.

(5)实现对不同系统的分散控制,保持各个系统之间的独立性,防止相互干扰,便于对各个系统的维护和管理.

(6)通过网络技术实现楼宇自动化控制系统内部各个子系统之间的信息共享,并实现楼宇自动化控制系统与其他智能控制系统之间的数据交换和共享,提高系统运行质量和效率.因此,楼宇自动化控制系统可实现对楼宇中的暖通空调、照明等系统的自动监控和优化控制,达到节能、降低成本、提高效率、延长设备使用寿命等目的.为了达到上述功能,机场楼宇自动化控制系统一般采用两级的网络结构,服务器、监控计算机和控制器采用第一级的网络结构,现场总线为第二级的网络结构,现场设备通过总线实现通信和控制,并通过路由器将设备信息传递给监控计算机,实现与第一级网络结构之间的相互通信.把控制功能分散到各个设备节点,避免一个节点出现问题影响另一个节点,提高管理控制的可靠性和稳定性.

3 场楼宇自动化控制系统的节能模式

机场人流量大,全年365天均处于工作状态.在这过程中,空调、照明占据了机场能源消耗的75%.因此,实现对这些系统的节能控制可降低机场的能源消耗,达到节能、绿色环保的目标.

3.1 中央空调的节能控制模式

为了实现对中央空调系统的节能控制,可以从四个方面进行改进.一是冷却水循环节能改进.一般中央空调的冷冻水泵和冷却水泵由多台水泵构成,为实现其温差和温度控制,多调节启停泵的台数实现有级调节,这种调节方式"粗糙"不能实现精确控制.改进后采用变频系统,使用变频一拖多方式,不但实现精确调节,而且节约能耗.二是冷冻水循环节能改进.由于设计空调系统时是按最大负荷考虑,在大部分时间里冷冻水还未充分将"冷量"放出,就循环回主机,因此大量的能量被损耗在水循环中了.改进后同样采用变频控制,系统根据温差自动地调节冷冻水循环快慢,使冷冻水在盘管中充分地释放冷量.三是冷却塔风机的控制.冷却塔风机冷却的效果随着天气的变化而变化,这是能量损耗的中心.当温度较低时,风机的作用几乎是多余的,而当温度较高时,风机的散热效果就较为明显.因此,需要根据外界温度的变化对冷风机进行自动启动控制,降低风机带来的能量损耗.四是末端风机的控制.末端风机采用启停控制来达到粗略的恒温控制目的,这样使得室内的温度在很大的一个区间内波动,使得人的感受不佳.改进后直接使用变频器内部自带的PI控制系统,建立一个恒温控制系统.

3.2 变流量节能控制模式

暖风空调系统可占据能耗的50%.因此,一般的暖风空调系统按照全负荷工况设计,而实际中,暖风空调系统处于部分负荷状态.故可对暖风空调系统进行节能控制,其中变流量节能模式是应用最广泛的模式.变流量包括变风量、变水量和变制冷剂流量三部分.变风量通过改变送入房间的风量来满足室内对温度、湿度的要求.变风节能控制模式是当房间的热负荷低于设计值时,在保持其他送风参数不变的情况下通过减少送风量来保持室内的温度不变.变水量是采取一定的水温供应空调机的方式以提高热源机器的工作效率,以特殊水泵改变送水量,实现对温度和节能的控制.变制冷剂流量利用暖风空调的变频技术,根据室内开启的机器数量控制室外涡旋式压缩机的转速,从而达到对制冷剂流量的控制.

3.3 照明系统的节能控制模式

照明系统对人员的活动、工作人员的办公有着重要的影响,特别是夜间照明.因此,照明系统的节能控制尤为重要.机场照明可分为办公室照明、公共区域照明和泛光照明.办公室照明一般情况下不做节能控制,但是可以进行智能监控,避免因为人员走时忘记关闭照明而浪费能源.公共区域和泛光照明是机场照明系统能源消耗的大部分,是节能控制的重点.首先,在设计时选取LED节能灯,实现高亮度、低能耗;其次,根据光感应等方式实现照明回路控制,避免照明系统过早开启;再次,可以设置多种情景模式,例如,晴天模式、阴天模式,根据天气开启适合的灯具数量,高峰模式、低峰模式,根据航班公司的航班计划对公共区域的照明进行合理控制,对人多的地方加强照明,人少的地方可以只开启部分灯源等;最后,建立照明系统运行和维护管理机制,如果没有合适的管理,就会造成不必要的能源浪费.