韦博楼宇控制器实现VAV节能系统

韦博楼宇控制器实现VAV节能系统
2005-8-5
智炯



我国经济的发展进入高速增长期，国家面对的最严峻的问题是能源的短缺，解决能源危机须采用开源节流的方式，一方面要发现能源，另一方面要节省能源。发现能源不是这里的议题，我们主要谈谈节省能源的方法。

如果对楼宇智能化了解一二的人都知道，使用智能控制器可以节省能源15%到70%而不影响控制环境的舒适度。 其原理是通过计算机的控制精度和大量的复杂的控制方法以实现人为控制所不能实现的精确度。人们往往不知，在酷暑和严冬的季节里，温度降低和升高１度，都要消耗大量的能源，这也是能源短缺的国家使用夏季提高1度控制温度和冬天降低1度控制温度的原因。另外，输送调节后的空气量的多少直接导致能源消耗的多少。在现实控制环境中，需求量是根据时间、季节、有无工作人 员和工作环境而不同的，所以即使用了控制器，楼宇已智能化，而没有全盘的考虑这些因素，就意味着没有实现能源的最大节省。我们通过统计发现，我国的楼宇控制中最多使用的是传统HVAC方式，很少使用变风量系统(VAV)。

变风量(VAV)的概念
HVAC系统的送风量是不变的，整个系统只测量送风或回风温度，它与温度设定值比较，差值经放大后驱动冷水阀/热水阀以实现温度控制，它被称为定风量系统。定风量系统缺点是送风量与控制区的风量的需求无关，这不仅浪费冷/热源，还使得风机处于最大的能源浪费（50%风机运行速度可节约65%的能耗）。
VAV系统的概念是通过控制各个末端区域的所需风量，调节总风机的运转速度已最大限度的满足所有控制区域的所有风量要求，实现温度控制。

变风量（VAV）的优点
• 调节末端的控制区温度可以不同，可根据需求而定。也即是说整个建筑内的控制区域可以由自己的温度控制，各控制区的风量可根据具体情况而定，如有无人在区域内、太阳光辐射的强弱等。
• 由于使用了末端控制设备，使得控制室内的空气分布均匀，没有死角，所以风管尺寸可以减小，末端装置的数量可以减少。
• 送风机转速是变化的，它能真正的反应实际转速的要求，降低其能耗。

变风量（VAV）的常用控制
• 定静压
控制区域的温度设定值与温度测量值比较，如不同，则控制末端风门变化，改变进入控制域的风量，由于末端风门的开度变化引起空调管道中的压力变化，为维持这个压力，由控制器PID调节风机的速度，以实现控制。
• 变静压
变静压是与管道压力无关控制，末端的控制形式与上面的控制形式一样，但风机的速度控制不是通过管道的设定压力与管道压力传感器测得值比较而定；它是通过所有末端风门开度的总反馈作为可变的速度设定值，以实现速度的调节。
• 总风量
在变风量的基础上，速度的设定值来自于末端的风量传感器的总和，使用总和为设定值以实现风机速度控制。

我们下面着重介绍了使用韦博楼宇控制器如何实现VAV控制.
由澳大利亚韦博自控系统有限公司（Sphere Systems）开发的韦博（WebXL）控制器内置了大量的智能控制模块，一个控制器可以实现控制4组VAV系统控制。
韦博控制系统使用了当今世界上最先进的、最革命，最具创新的技术。它是网络新技术与几十年的自动控制经验相结合产品，产品彻底放弃使用了老的通讯协议，它是基于TCP/IP 和XML为数据传输协议。使得控制器不再是单一的控制器，而是网络服务器与控制器有机的结合体。（图1）

系统特点：
控制器直接接入以太网，省去了中间所有级的软、硬件。
使用XML和TCP/IP 通讯协议。因它是目前最开放的协议，所以与任何网络及产品的通讯既简单又迅速。
它既具有数据服务器的所有功能又具有控制器的所有功能，可以在世界的任何地方利用网页实现系统配置，整个系统不再需要网络服务器或数据服务器。
不仅系统维护容易便利，而且系统的扩充亦更简单。
没有控制器及控制点数量限制，弹性大，适应最小和最大的系统。

实现的方法：
1) 使用控制器与末端VAV控制设备产生末端风量和送风机速度控制。（图2）
2）送风温度控制（图3）