VRV空調(diào)系統(tǒng)控制在智能建筑中應(yīng)用

VRV空調(diào)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，其控制方法可以采取多種形式。本文主要研究樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)智能建筑中特殊的網(wǎng)關(guān)控制方法。

關(guān)鍵詞:VRV空調(diào)系統(tǒng)，BACnet網(wǎng)關(guān)

在近期建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，許多設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)中采用了VRV空調(diào)系統(tǒng)，趨勢(shì)是不斷增加的。

一、VRV空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

VRV空調(diào)系統(tǒng)稱為可變制冷劑流量系統(tǒng)，即可變制冷劑流量系統(tǒng)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類似于分體式空調(diào)單元，一個(gè)室外單元對(duì)應(yīng)一組室內(nèi)單元(通常多達(dá)16個(gè)單元)控制技術(shù)采用變頻控制方式，根據(jù)開(kāi)啟的室內(nèi)機(jī)數(shù)量控制室外機(jī)中渦旋壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制制冷劑流量。

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，能夠更好地滿足用戶的個(gè)性化使用要求。該設(shè)備占用建筑空間少，更加節(jié)能正是由于這些特點(diǎn)，它更適合那些需要獨(dú)立工作和經(jīng)常加班的辦公樓建設(shè)項(xiàng)目。VRV空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分:空調(diào)設(shè)備選型和空調(diào)管道設(shè)計(jì)；空調(diào)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)，前一部分由設(shè)計(jì)院暖通空調(diào)工程師設(shè)計(jì)，后一部分通常由提供全套產(chǎn)品的系統(tǒng)工程承包商設(shè)計(jì)。

二、VRV空調(diào)系統(tǒng)控制模式

1.VRV空調(diào)系統(tǒng)常規(guī)控制

目前，VRV空調(diào)系統(tǒng)采用的控制方式相對(duì)簡(jiǎn)單。每個(gè)室外單元對(duì)應(yīng)幾個(gè)(通常多達(dá)16個(gè))室內(nèi)單元，每個(gè)VRV空調(diào)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行和控制。根據(jù)工程實(shí)施情況，本地遙控器設(shè)置可以采用一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)室內(nèi)機(jī)的遙控器或者一個(gè)對(duì)應(yīng)多個(gè)室內(nèi)機(jī)的遙控器，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的控制方式。雖然這種控制方法有其優(yōu)點(diǎn)，但也有其缺點(diǎn)?？刂品椒ㄗ罱K都是本地控制，沒(méi)有集中的監(jiān)控和管理環(huán)節(jié)。在實(shí)際使用過(guò)程中，室內(nèi)機(jī)的溫度值設(shè)置、啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)量相對(duì)隨機(jī)。其使用的靈活性和方便性往往是以能耗為代價(jià)的，從純節(jié)能的角度來(lái)看效果并不明顯。

2.VRV空調(diào)系統(tǒng)集中控制是一種配有獨(dú)立控制管理系統(tǒng)的控制模式。與1相比，增加了集中控制管理環(huán)節(jié)來(lái)監(jiān)控和管理控制室中的遠(yuǎn)程VRV空調(diào)系統(tǒng)。這是一種相對(duì)完善的控制模式，但投資明顯增加?？梢愿鶕?jù)用戶的使用規(guī)模、投資能力和管理要求進(jìn)行組合和配置該方案的缺點(diǎn)是與建筑中其他弱電系統(tǒng)沒(méi)有功能聯(lián)系，特別是在智能建筑設(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)網(wǎng)關(guān)控制

對(duì)于已經(jīng)設(shè)計(jì)了樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的智能建筑，如何合理、最大限度地發(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)集成的技術(shù)能力，是筆者在此重點(diǎn)與大家探討的問(wèn)題。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是智能建筑中的重要設(shè)備。從常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)對(duì)象來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)在整個(gè)系統(tǒng)中起著重要的作用，無(wú)論是從整個(gè)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量還是從輸入和輸出的節(jié)能效果比較來(lái)看。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的其他部分主要是開(kāi)關(guān)量時(shí)間和事件監(jiān)控信號(hào)。在配有VRV空調(diào)系統(tǒng)的智能建筑中，如果不將其納入建筑自動(dòng)化管理系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能效率會(huì)降低，設(shè)備投資回收期會(huì)延長(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，筆者曾在某工程項(xiàng)目的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中預(yù)留了幾個(gè)輸入輸出監(jiān)控點(diǎn)，以監(jiān)控VRV空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，由于VRV空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)都是閉環(huán)控制運(yùn)行系統(tǒng)，而室外機(jī)總是處于服務(wù)或運(yùn)行狀態(tài)，因此以傳統(tǒng)方式設(shè)置的建筑自動(dòng)控制監(jiān)控點(diǎn)似乎缺乏實(shí)際意義。唯一需要考慮的是在其配電電路中設(shè)置監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，以發(fā)揮根據(jù)時(shí)間程序設(shè)置和打開(kāi)系統(tǒng)的功能?？刂撇槐匾哪茉蠢速M(fèi)

在深入了解VRV空調(diào)系統(tǒng)控制產(chǎn)品后，發(fā)現(xiàn)相當(dāng)多的VRV產(chǎn)品制造商相繼開(kāi)發(fā)了基于BACnet協(xié)議專用網(wǎng)關(guān)的接口設(shè)備，能夠滿足作者將VRV空調(diào)系統(tǒng)納入樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)想。VRV終端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是通過(guò)BACnet網(wǎng)關(guān)接口向樓宇自控中心的樓宇自控系統(tǒng)或樓宇管理系統(tǒng)上傳信號(hào)。自動(dòng)控制中心發(fā)送信號(hào)(如初始值設(shè)置、控制參數(shù)設(shè)置等)。)通過(guò)網(wǎng)關(guān)接口連接到終端設(shè)備，并對(duì)整個(gè)VRV空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)管理。通過(guò)兩個(gè)系統(tǒng)的集成，在中央控制中心，VRV空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能:

(1)室溫監(jiān)控

(2)恒溫器狀態(tài)監(jiān)控

(3)壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控

(4)室內(nèi)風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)

(5)空調(diào)異常信息

(6)開(kāi)/關(guān)控制和監(jiān)控

(7)溫度設(shè)置和監(jiān)控

(8)空調(diào)模式設(shè)置和監(jiān)控(制冷/制熱/風(fēng)扇/自動(dòng))

(9)風(fēng)向設(shè)置和監(jiān)測(cè)

(12)額定風(fēng)量設(shè)置和監(jiān)測(cè)

(13)強(qiáng)制恒溫器關(guān)閉設(shè)置和監(jiān)測(cè)

(14)能效設(shè)置和設(shè)置狀態(tài)監(jiān)測(cè)

(15)集中/機(jī)載控制器運(yùn)行拒絕和監(jiān)測(cè)

(16)系統(tǒng)強(qiáng)制關(guān)閉設(shè)置和監(jiān)測(cè)

2和3在控制形式上屬于集中控制管理模式。由于3控制模式建立在樓宇綜合智能控制管理平臺(tái)上，可以實(shí)現(xiàn)與其他弱電系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制功能，其優(yōu)勢(shì)更加明顯例如，利用電子考勤和電子門鎖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)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?；馂?zāi)報(bào)警信號(hào)用于實(shí)現(xiàn)VRV空調(diào)系統(tǒng)相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)功能，以滿足消防要求。

三、VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)接口

如今強(qiáng)調(diào)開(kāi)放和可互操作的產(chǎn)品和系統(tǒng)BACnet作為樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的重要標(biāo)準(zhǔn)，近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。它開(kāi)發(fā)的一些設(shè)備已經(jīng)與大量的“第三方”設(shè)備兼容，但是許多設(shè)備仍然使用定制的通信協(xié)議，并且只能以網(wǎng)關(guān)的形式與“第三方”互連。VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)是制造商為實(shí)現(xiàn)其空調(diào)系統(tǒng)與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的互聯(lián)而設(shè)計(jì)的專用網(wǎng)絡(luò)接口。它可以通過(guò)BACnet以太網(wǎng)局域網(wǎng)與BACnet客戶端通信。支持BACnet一致性類別3支持某些BACnet標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用服務(wù)支持一些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象類別，從而提供關(guān)于VRV空調(diào)系統(tǒng)的信息。目前，這類設(shè)備基本上可以與市場(chǎng)上主流樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備相連接，如霍尼韋爾(HONEYWELL)、YONNSONCONTROLS、西門子(SIEMENS)等品牌。

四、使用BACnet網(wǎng)關(guān)的經(jīng)濟(jì)性比較

與獨(dú)立設(shè)置智能管理設(shè)備相比，采用BACnet網(wǎng)關(guān)接口模式在類似功能條件下對(duì)硬件設(shè)備和類似軟件功能的投資較少因此，總投資成本低，實(shí)現(xiàn)功能齊全。然而，最簡(jiǎn)單的遙控方法仍然需要增加很多費(fèi)用。根據(jù)目前咨詢的網(wǎng)關(guān)的初步報(bào)價(jià)，大約是15萬(wàn)元。

最后，如何衡量設(shè)備的投資價(jià)值可以從兩個(gè)方面進(jìn)行比較，一是系統(tǒng)的總投資，二是可以實(shí)現(xiàn)的功能。一般來(lái)說(shuō)，VRV空調(diào)系統(tǒng)的投資價(jià)格約為普通空調(diào)系統(tǒng)的1.5倍，256套室內(nèi)機(jī)(辦公面積約5000M2)的預(yù)計(jì)投資約為272萬(wàn)元(通常一個(gè)網(wǎng)關(guān)最多可連接16套室外機(jī)和256套室內(nèi)機(jī))相比之下，網(wǎng)關(guān)的投資成本將使空調(diào)系統(tǒng)的總投資增加約5.5%。隨著空調(diào)系統(tǒng)的擴(kuò)展，控制管理軟件的成本將保持不變，控制設(shè)備的投資比例也將降低?；诿颗_(tái)室內(nèi)機(jī)的轉(zhuǎn)換，將其推廣到每臺(tái)室內(nèi)機(jī)將增加不到600元的投資成本作者曾要求業(yè)主設(shè)計(jì)一個(gè)空氣-水系統(tǒng)形式的空調(diào)系統(tǒng)。所有終端風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組分別采用聯(lián)網(wǎng)接口方式，每個(gè)接口項(xiàng)目報(bào)價(jià)為1000元。因此，它也是終端監(jiān)控。VRV空調(diào)系統(tǒng)采用網(wǎng)關(guān)模式相對(duì)便宜得多，該模式不包括對(duì)16臺(tái)室外機(jī)的監(jiān)控。采用傳統(tǒng)監(jiān)控方式的，市場(chǎng)報(bào)價(jià)不得低于10萬(wàn)元。如前所述，網(wǎng)關(guān)添加的功能無(wú)法與一般的離散監(jiān)控相比。

五、結(jié)論

通過(guò)對(duì)VRV空調(diào)系統(tǒng)控制方式的探討，我們可以基本得出以上控制方式有其適用的應(yīng)用場(chǎng)合，而現(xiàn)場(chǎng)遙控方式更適合較小的VRV空調(diào)系統(tǒng)。對(duì)于大規(guī)模系統(tǒng)，集中管理更合理。對(duì)于有樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的樓宇，應(yīng)優(yōu)先使用專用網(wǎng)關(guān)聯(lián)網(wǎng)，既能滿足控制和管理要求，又能充分利用樓宇中的弱電智能控制和管理集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與多個(gè)弱電系統(tǒng)的功能聯(lián)動(dòng)。