El sistema de monitoreo de equipos del edificio proporciona monitoreo y gestión computarizados integrales de diversas instalaciones mecánicas y eléctricas del edificio, utilizando control descentralizado y tecnología de gestión centralizada para proporcionar un buen entorno de trabajo para los usuarios del edificio y comodidad para los administradores del edificio. métodos de gestión, reduciendo así el consumo de energía del edificio, extendiendo la vida útil del equipo, mejorando la productividad laboral y reduciendo los costos de gestión laboral.
Aunque el sistema de automatización de edificios actual se ha desarrollado hasta cierto punto, tanto el hardware como el software son avanzados y fiables, todavía queda mucho trabajo por hacer para alcanzar los objetivos esperados. Basado en muchos años de experiencia laboral, el autor proporciona aquí algunos conocimientos y opiniones nuevos.
1. Según la comprensión de la inversión y los beneficios de los sistemas de automatización de edificios
Desde 2000, la inversión inicial en sistemas de automatización de edificios inteligentes ha disminuido significativamente, de 2.000 yuanes/BA. Los puntos controlados han caído a menos de 1.000 yuanes/punto, todavía en una tendencia a la baja, mientras que los precios inmobiliarios han seguido aumentando, con un aumento promedio de 3 veces hasta ahora, todavía en un nivel alto. Se puede observar que la inversión inicial en sistemas de automatización de edificios en edificios inteligentes representa una proporción cada vez menor de toda la inversión en edificios, y la vida útil promedio de los edificios modernos de gran altura es de más de 100 años. Aunque los equipos de automatización de edificios seguirán rezagados, existe toda la estructura de cableado y las actualizaciones serán muy convenientes.
El sistema de automatización de edificios inteligentes es un medio importante de conservación de energía, y debemos reconocer su urgencia. Primero, fortalecer la publicidad sobre la conservación de energía en los edificios para que todos se den cuenta de que la conservación de energía no es sólo una cuestión de dinero y medio ambiente, sino también un requisito previo para el desarrollo sostenido y estable del país. Actualmente, el efecto de ahorro de energía de los sistemas de automatización de edificios inteligentes no es ideal por muchas razones. En primer lugar, debido a malentendidos, algunos directivos creen que el sistema de automatización del edificio es inútil y que es mejor abrirlo manualmente con algunas personas. Esto lleva a un malentendido. De hecho, es imposible lograr un funcionamiento eficiente, seguro y que ahorre energía de los equipos de construcción confiando en el control manual. Por lo tanto, es necesario cambiar la comprensión, fortalecer la capacitación y construcción del equipo de administración de propiedades y confiar a una empresa profesional el cuidado del equipo una vez vencido el período de garantía, para aumentar la vida útil del equipo y brindar pleno juego del papel del sistema. De lo contrario, debido al bajo nivel de gestión de los equipos, los costes operativos seguirán siendo elevados, lo que provocará un desperdicio de inversión.
El ahorro energético en los sistemas domóticos de edificios debe empezar por los detalles y convertirse en un hábito. Cuando se trata de diseño de ahorro de energía, los diseñadores eléctricos suelen pensar en elegir transformadores, convertidores de frecuencia, arrancadores suaves y balastros de ahorro de energía adecuados para las lámparas. El sistema de serpentín utiliza ventiladores de tres velocidades y válvulas eléctricas, que son elementos de diseño comunes en los sistemas de automatización de edificios. Además, el diseño de ahorro de energía también se refleja en detalles que se adaptan a las condiciones locales. Por ejemplo, el diseño de interruptores de ahorro de energía en las habitaciones de hotel enciende la energía cuando la gente se va y la corta cuando la gente se va para lograr el objetivo. finalidad del ahorro de energía.
2. Los sistemas inteligentes de automatización de edificios plantean mayores requisitos para los equipos electromecánicos de la construcción.
El sistema de automatización de edificios inteligentes requiere la cooperación de varias especialidades, y el ahorro de energía en la automatización de edificios no es solo una cuestión de una especialidad, sino que también requiere especialidades en inteligencia, estructura de edificios, HVAC, electricidad, suministro de agua y drenaje, etc. cooperación y propuesta de métodos con potencial de ahorro de energía. Como subsistema independiente del edificio, el sistema de iluminación incluye alumbrado público en áreas públicas (como estacionamientos, vestíbulos, pasillos, iluminación de restaurantes, iluminación interior (oficinas, salas de conferencias, etc.), iluminación exterior (iluminación decorativa, iluminación vial). , iluminación) Iluminación), etc. El consumo de energía de iluminación del edificio representa aproximadamente el 20% de todo el edificio. El sistema de iluminación tiene las siguientes características:
Primero, durante el proceso de transmisión de energía, es necesario garantizar. el funcionamiento de equipos terminales de transmisión de mayor voltaje. A medida que la carga del equipo disminuye, el voltaje de salida aumentará. Por lo tanto, el sistema de automatización de edificios se utiliza para el control de regulación dinámica de voltaje para lograr el propósito de ahorrar energía. >El segundo es ajustar la función de iluminación en diferentes momentos del día. Las necesidades son diferentes, especialmente los sensores de luz exterior se pueden combinar para agrupar áreas públicas, controlarlas por secciones o apagarlas directamente, como el control del metro.
Nuevamente, con el desarrollo de nuevas fuentes de iluminación, siguen surgiendo nuevas lámparas de bajo consumo, que reemplazan el control por interruptor tradicional de las lámparas fluorescentes, las lámparas de bajo consumo, las lámparas incandescentes y las de halogenuros metálicos. Lámparas y otras lámparas El control inteligente que combina completamente la tecnología digital y la tecnología informática utiliza un arranque suave para controlar el voltaje de impacto y la sobretensión de la red eléctrica. Protege el filamento del choque térmico y extiende la vida útil de la lámpara.
Los sistemas de iluminación inteligentes generalmente pueden extender la vida útil de las lámparas entre 2 y 4 veces, no solo ahorrando una gran cantidad de lámparas, sino también reduciendo en gran medida la carga de trabajo de reemplazar las lámparas, reduciendo efectivamente los costos operativos del sistema de iluminación y son particularmente útiles en Áreas donde las lámparas se utilizan ampliamente y la instalación es difícil. Además, los sistemas de iluminación inteligentes tienen un valor potencial, ya que permiten que todo el sistema funcione en el estado más cómodo, garantizando así la salud física y mental de las personas y mejorando la eficiencia en el trabajo.
El sistema de aire acondicionado es otro subsistema, que se divide en unidades de aire fresco, unidades de aire acondicionado, volumen de aire variable VAV y otros equipos terminales de tratamiento de aire. La otra parte es el sistema de fuente de frío, cuyo consumo de energía. Generalmente representa el 70% de todo el edificio. Cómo operar y administrar equipos relacionados con el aire acondicionado es más importante. El uso de sistemas avanzados de automatización de edificios no solo puede ahorrar electricidad y extender la vida útil de los equipos, sino también reducir la cantidad de personal de administración de equipos y al mismo tiempo cumplir con el nivel de comodidad de la sala de conferencias. Ahora analiza y explica uno por uno.
(1) La función principal del sistema de aire fresco es entregar aire fresco con una temperatura determinada según el área del edificio para garantizar la calidad del aire interior. El diseño de control automático del sistema de aire fresco generalmente determina un punto de temperatura del aire de suministro. Si hay un requisito de humedad mayor, es necesario agregar un punto de humedad. Si la tubería de aire acondicionado adopta dos controles para suministrar agua caliente en invierno y agua fría en verano, elija una válvula reguladora eléctrica. Para edificios con requisitos de alta temperatura y humedad, las tuberías de aire acondicionado generalmente están equipadas con cuatro tuberías y las tuberías de agua fría y caliente se instalan por separado, cada una equipada con una válvula reguladora eléctrica. Para evitar que el condensador se congele y se agriete en invierno, se instalan un interruptor anticongelante y una válvula eléctrica de aire fresco. Cuando la temperatura exterior es baja, el aire acondicionado no utiliza directamente la puerta de aire fresco ni enciende la bomba de circulación de agua caliente, y el agua caliente funciona a un caudal bajo.
Cuando el aire acondicionado está funcionando, los parámetros objetivo de control son la temperatura del aire de suministro y la humedad del aire de suministro. En comparación con el valor establecido, el DDC calcula el valor de desviación y emite la señal para controlar la apertura de la válvula eléctrica de dos vías fría (caliente). El sistema de control del edificio del punto de ajuste de temperatura de la unidad de aire fresco puede ajustarse automáticamente según la temperatura exterior, que es de 30 a 32 ℃ en invierno y de 18 a 20 ℃ en verano.
(2) La mejora de la temperatura y la humedad ambiental en las áreas públicas (vestíbulo, restaurante) se logra principalmente mediante el tratamiento del aire de las unidades de aire acondicionado. El diagrama de flujo del proceso es más complicado que el de los ventiladores de aire fresco. y se agrega un conducto de aire de retorno.
Los equipos configurados para el control automático son generalmente válvulas de agua fría y caliente, válvulas de humidificación, válvulas de aire de retorno nuevas, temperatura del aire de impulsión y temperatura del aire de retorno. Algunas requieren la instalación de sensores de temperatura en áreas públicas. El volumen del suministro de aire se puede ajustar mediante conversión de frecuencia. La determinación de los parámetros de control objetivo generalmente se basa en la temperatura del aire de retorno, pero puede no ser apropiada. Por ejemplo, si la salida de aire de retorno está cerca de la puerta, los datos muestreados serán muy inexactos. También es posible colocar varios sensores de temperatura en un área común y luego promediarlos. En cuanto a la estrategia de control, es más complicada que el control de la temperatura del suministro de aire del ventilador de aire fresco. Se caracteriza por un retraso puro y una respuesta lenta. Si se utiliza el control PID convencional, la válvula controlada cambiará con frecuencia y la temperatura fluctuará mucho. Por lo tanto, se adoptan estrategias de control no convencionales como el modo de zona muerta. Cuando el parámetro objetivo ingresa al rango de desviación DT1 (generalmente 0,5 grados) aprobado por el valor establecido, la válvula de agua fría (caliente) permanecerá sin cambios. El modo de control PID variable significa que cuando los parámetros objetivo y los valores establecidos son grandes, el efecto de control es fuerte, y cuando los parámetros objetivo y los valores establecidos son pequeños, el efecto de control es débil. También puede utilizar métodos de control difuso basados en la desviación de la temperatura y la velocidad de subida o bajada. Cuando la temperatura y el valor establecido están dentro de la desviación positiva DT2 (1 grado), pero durante el proceso de descenso, la válvula de agua se abrirá lentamente. Cuando la temperatura y el valor establecido están dentro de la desviación negativa DT2, pero durante el ascenso y. procesos de caída, la válvula de agua se abrirá lentamente. La válvula se cerrará lentamente. En resumen, para el control de los parámetros objetivo, se deben considerar completamente el valor de temperatura real medido, el valor establecido y el valor de desviación de temperatura por unidad de tiempo. Sólo "ver más y moverse menos" pueden controlarse verdaderamente los parámetros objetivo. Para ahorrar energía, dependiendo de la temperatura exterior, la temperatura ajustada se puede bajar 1 grado en invierno y aumentar 1 grado en verano. Al mismo tiempo, es necesario aprovechar al máximo la función de enclavamiento de la nueva válvula de aire de retorno, abrir completamente la nueva válvula de aire en la temporada de transición y cerrarla al mínimo en pleno verano o en invierno severo, lo que puede ahorrar 12 % de energía.
El sistema de automatización de edificios no solo tiene ricas funciones de control, sino que también tiene potentes funciones de gestión y un diseño de interfaz humanizado. Cuando el filtro está obstruido y el ventilador falla, se emitirá una alarma visual y audible para recordar a los gerentes que realicen la limpieza y el mantenimiento, cuenten el tiempo de funcionamiento del equipo y realicen el mantenimiento del equipo con regularidad. Durante el uso, aproveche al máximo las funciones del sistema de control del edificio y las características de la unidad de aire acondicionado de la unidad de aire fresco para iniciar/detener el funcionamiento según el programa de tiempo, que se refleja específicamente en:
Intermitente Operación: haga que el equipo arranque y se detenga de manera intermitente y razonable, pero no afecte el confort ambiental ni los requisitos del proceso.
Arranque óptimo: inicie el equipo de aire acondicionado con anticipación según el usuario o el proceso de producción. En verano, use un gran volumen de aire y baja temperatura; en invierno, el volumen de aire es grande y la temperatura es alta; después de que la temperatura ambiente se estabilice, hágalo funcionar con un volumen de aire bajo.
Apagado óptimo: Detener previamente el equipo de aire acondicionado según la situación de fuera de servicio del personal o el proceso productivo.
(3) El sistema de volumen de aire variable (VAV) es un nuevo tipo de sistema de aire acondicionado que se utiliza cada vez más en el aire acondicionado de edificios inteligentes. Cuando cambia la temperatura ambiente interior, se puede lograr el mismo efecto cambiando la temperatura del aire de suministro y cambiando el volumen del suministro de aire. Un sistema de aire acondicionado central que utiliza un sistema de volumen de aire variable puede ahorrar un 40% de energía. El sistema solo utiliza el volumen de aire máximo cuando la carga de refrigeración y calefacción alcanza su punto máximo, por lo que puede reducir considerablemente el consumo de energía.
El sistema de volumen de aire variable generalmente consta de una unidad de aire acondicionado con un motor de ajuste de frecuencia variable y un dispositivo terminal de una compuerta ajustable de volumen de aire variable. El contenido de monitoreo incluye controlar el arranque y la parada del ventilador y monitorear el estado de funcionamiento del ventilador. Ajuste automáticamente el tamaño de la nueva puerta de aire de retorno y la apertura de la válvula de agua de acuerdo con la temperatura interior para controlar la temperatura y mantener estable la temperatura ambiente. Todos los aspectos del sistema de aire acondicionado con un dispositivo de volumen de aire variable requieren un control coordinado, que se refleja principalmente en los siguientes aspectos:
(1) Dado que la carga de cada habitación es diferente, el volumen de aire enviado a cada habitación está cambiando y el volumen de aire de la unidad de aire acondicionado también cambiará en consecuencia, por lo que el ventilador debe controlarse ajustando la conversión de frecuencia.
(2) Al ajustar la velocidad del ventilador, se pueden utilizar métodos de control de presión estática constante o presión estática variable para mantener una presión estable en cada cámara y garantizar el funcionamiento normal del dispositivo.
(3) Para el sistema de volumen de aire variable, es necesario detectar el volumen de aire, la temperatura, la posición de la compuerta y otras señales en cada habitación, y solo después de un análisis y procesamiento exhaustivos se puede determinar el valor establecido del Se dará la temperatura del aire de suministro.
(4) Mientras se ajusta el suministro de aire, las válvulas de aire fresco y de retorno deben ajustarse de modo que cada habitación tenga suficiente volumen de aire fresco para garantizar la calidad del aire de la habitación.
(4) El sistema de fuente de frío es la parte central del sistema HVAC. Cómo coordinarlo y gestionarlo es crucial y tiene un gran impacto en el consumo de energía. Generalmente se refleja en dos métodos de ajuste: ajuste de cantidad y ajuste de calidad. El ajuste de volumen consiste en ajustar la cantidad de bombas de agua enfriada de acuerdo con los cambios en la carga, o ajustar el volumen de agua mediante la conversión de frecuencia de la bomba de agua, y luego controlar la cantidad de enfriadores en función de la carga total del sistema de fuente de frío (el producto de la diferencia de temperatura del agua de suministro y retorno y el caudal total). El ajuste de calidad consiste en ajustar la temperatura de salida del agua enfriada. Generalmente, en condiciones de carga baja, la temperatura de salida del enfriador se debe aumentar adecuadamente unos pocos grados para lograr un control óptimo del tiempo de inicio y parada de la unidad, de modo que el equipo pueda funcionar alternativamente y se pueda optimizar el tiempo de funcionamiento del equipo.
Tomando un edificio como ejemplo, el sistema de la estación de refrigeración tiene cuatro unidades de refrigeración, cinco bombas de agua helada (una de reserva), cinco bombas de agua de refrigeración (una de reserva), cuatro torres de refrigeración y tanques de expansión. El sistema de automatización de edificios completa los requisitos de control de la unidad de refrigeración a través del controlador digital directo DDC instalado en la sala de máquinas de refrigeración: realiza el control de conexión del enfriador, la bomba de agua enfriada, la bomba de agua de refrigeración, el ventilador de la torre de refrigeración y la válvula de entrada de agua de la torre de refrigeración. y equipos relacionados. Detecte la temperatura, la presión y el flujo del suministro de agua enfriada y el agua de retorno, la temperatura y la presión del suministro de agua de refrigeración y el agua de retorno, y calcule la carga de refrigeración del sistema de aire acondicionado.
Realice el control del enlace:
Abra la válvula de agua enfriada → encienda la bomba de circulación de agua enfriada (retraso de 1 minuto) → abra la válvula de agua de refrigeración → encienda la bomba de circulación de agua de refrigeración → encienda el ventilador de la torre de enfriamiento → encienda el host de agua fría.
Secuencia de parada vinculada:
La máquina principal de agua fría se apaga → (retraso de 5 minutos) el ventilador de la torre de enfriamiento se apaga → la bomba de circulación de agua de enfriamiento se apaga (retraso de 20 minutos) → La válvula de agua de refrigeración se cierra → se congela. La bomba de circulación de agua está cerrada → la válvula de agua enfriada está cerrada.
Además del estricto enclavamiento mencionado anteriormente, para proteger el refrigerador en funcionamiento, una vez que ocurre un accidente en la bomba de agua helada y la bomba de agua deja de funcionar, el refrigerador debe dejar de funcionar y el agua de enfriamiento La bomba también debe dejar de funcionar.
El sistema de automatización de edificios no solo completa las funciones básicas anteriores, sino que también realiza principalmente el control optimizado del congelador. La estación central recopila datos del DDC en el sitio para el cálculo general, analiza y determina continuamente la carga real del edificio en varios períodos de tiempo, determina la cantidad de enfriadoras en funcionamiento y envía instrucciones al DDC en el sitio a través de comunicación. Actualmente nos enfocamos en resolver los siguientes problemas.
①¿Cómo determinar el número inicial de enfriadoras?
En la etapa inicial de funcionamiento del sistema, el número inicial de enfriadoras que funcionan en el sistema se configura manualmente. El sistema registra automáticamente las condiciones climáticas y la carga de refrigeración por hora en todos los días de funcionamiento y comienza a ejecutar el software de control de optimización y predicción de carga.
Una vez que el sistema de monitoreo se haya acumulado hasta cierto punto, analizará los datos empíricos de las condiciones climáticas pasadas, las condiciones de carga y los datos de operación del sistema, y trazará ciertas reglas para optimizar gradualmente el control de operación del sistema de enfriamiento. Esto determina el número inicial de enfriadores.
②¿Cómo controlar el aumento o disminución del número de enfriadoras?
Primero, aumente el método de control del enfriador.
Cuando aumenta la carga del sistema, el sistema de monitorización detecta que la diferencia de presión entre los extremos de agua de suministro y retorno disminuye y aumenta la cantidad de agua fría. En este momento, la unidad puede ajustarse según su propia carga. Cuando la carga del sistema de esta enfriadora aumenta al 95% de su porcentaje FLA actual (se puede ajustar según las condiciones reales), significa que la operación a carga completa de una sola unidad y la operación a carga completa de la bomba de agua no son suficientes para cumpla con el valor de carga del sistema y la temperatura de salida del agua enfriada no se estabilizará en el valor establecido de la temperatura de salida, por lo que la válvula eléctrica de la segunda unidad se abrirá inmediatamente a través de una determinada válvula.
La. El cálculo de k a continuación es bastante abrupto. Debe quedar claro qué tipo de reglas pueden determinar si es abierto o no.
Donde: △ t = chwt-chwt.stp.
CHWT Temperatura de salida del agua helada
CHWT. Valor de ajuste de la temperatura de salida del agua enfriada STP (7 ℃)
En otras palabras, la temperatura de salida del agua enfriada se establece en 7 ℃. Cuando △t es mayor o igual a 0,3 ℃ (se puede ajustar según la situación real) y el porcentaje actual del enfriador es mayor o igual al 95%, se iniciará la segunda unidad (con el tiempo de funcionamiento más corto). automáticamente.
Segunda estrategia de aclarado automático.
Suponiendo que dos unidades están funcionando, cuando la carga del sistema disminuye, la diferencia de presión entre los extremos de suministro y retorno de agua aumenta, es decir, la carga reflejada en la unidad disminuye en consecuencia. Cuando la carga total de dos unidades es solo o incluso menor que la carga de una unidad (asumiendo Fla
3. La última tendencia de desarrollo de sistemas inteligentes de automatización de equipos de edificios.
Inicialmente, en el edificio El propósito de introducir el control automático en las cosas es resolver algunos problemas prácticos específicos: control de temperatura y puesta en marcha de equipos Con el creciente número de dispositivos inteligentes en los edificios, las limitaciones de los sistemas de control automático quedan constantemente expuestas: En primer lugar, los sistemas de construcción tradicionales. Todavía es un sistema relativamente cerrado. En términos de protocolos de comunicación, los fabricantes siguen siendo independientes e incompatibles entre sí. Por lo tanto, para un sistema cerrado, será imposible integrar el edificio en una plataforma de sistema. trabajo por hacer para todos los equipos, que no sólo tiene un alto costo, sino que también tiene un rendimiento deficiente, en segundo lugar, porque el sistema es cerrado, el diseño, suministro, instalación, depuración y actualización sólo puede ser monopolizado por el fabricante; el propietario solo puede aceptarlo pasivamente, por lo que la inversión inicial no puede garantizarse; en tercer lugar, con el rápido desarrollo de las computadoras en el mundo actual, el ciclo de actualización de productos es cada vez más corto y es probable que surjan nuevos productos de automatización de edificios sin cesar. Para un sistema cerrado, los fabricantes se resistirán y monopolizarán las actualizaciones de productos, lo que obstaculizará el desarrollo de la tecnología. De hecho, es imposible rastrear el desarrollo de tecnología avanzada a bajo costo. de protocolos de comunicación abiertos y estándar es la tendencia de desarrollo de los sistemas de automatización de edificios, que requiere la implementación conjunta por parte de todos los fabricantes. Para cambiar completamente el status quo, un sistema verdaderamente abierto debe adoptar un protocolo de comunicación estándar, que debe ser generalizado y aceptado por todos. Actualmente, varios fabricantes utilizan ampliamente el protocolo de tecnología LonWorks lanzado por American Echelon Company y generalmente utilizan conexiones de par trenzado para la comunicación. La velocidad es de 76,8 K y la distancia de comunicación es de hasta 2500 m con bus manual. 500m que utiliza topología libre es la única comunicación punto a punto, y su uso proporciona una solución de total apertura e interoperabilidad, permitiendo la automatización de todo el edificio. El sistema es más moderno y eficiente. , sensores, etc.) también se pueden transmitir a través de la red, lo que puede reducir la cantidad de tuberías y construcciones en el sitio. Se puede definir un período de transición siempre que se puedan proporcionar los protocolos relevantes para el equipo, el centro de control del edificio. La propia estación tiene Modbus, BACnet, DDE, OPC y otras funciones de complemento de interfaz. A través del software de interfaz de programación, los equipos relacionados (como calderas y congeladores) se pueden conectar al sistema de automatización del edificio. El estado de operación se puede ver a través de la administración de contraseñas en la oficina o en el hogar, o en cualquier lugar con acceso a Internet.
Debido a la adopción de un sistema de automatización de edificios avanzado y abierto, que está en línea con. Las últimas tendencias internacionales, la selección de productos es más amplia.
En términos de mantenimiento y actualizaciones del sistema, existe una variedad de opciones de equipos, incluidos controladores DDC, enrutadores y otros productos de varios fabricantes, que pueden controlar eficazmente los costos operativos, proteger las inversiones existentes y desempeñar un papel más importante. Al mismo tiempo, se debe prestar más atención a los detalles de cognición, diseño e ingeniería de construcción, y se deben adoptar métodos de gestión integrales para utilizar plenamente las funciones de la automatización de edificios, lo que favorece la gestión y el ahorro de energía de todo el edificio. , beneficiando verdaderamente a la humanidad, y las perspectivas serán cada vez más amplias.
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