智能建筑中VRV空調系統(tǒng)控制方式的探討

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　在近期建筑工程項目的設計中，設計院方面的設計已有不少采用VRV空調系統(tǒng)，并有增多的趨勢。

　　一、VRV空調系統(tǒng)簡介

　　VRV空調系統(tǒng)全稱為Variable Refrigerant Volume系統(tǒng)，即變制冷劑流量系統(tǒng)。系統(tǒng)結構上類似于分體式空調機組，采用一臺室外機對應一組室內機（一般可達16臺）?？刂萍夹g上采用變頻控制方式，按室內機開啟的數量控制室外機內的旋渦式壓縮機轉速，進行制冷劑流量的控制。

　　VRV空調系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)，全水系統(tǒng)、空氣—水系統(tǒng)相比，更能滿足用戶個性化的使用要求，設備占用的建筑空間比較小，而且更節(jié)能。正是由于這些特點，其更適合那些需經常獨立加班使用的辦公樓建筑工程項目。

　　VRV空調系統(tǒng)的設計包含兩個部分：空調設備選型及空調管路設計；空調系統(tǒng)控制設計，前一部分內容由設計院的暖通工程師設計，后一部分內容通常由提供全套產品的系統(tǒng)工程承包商配套設計。

　　二、VRV空調系統(tǒng)的控制方式

　　1、VRV空調系統(tǒng)的常規(guī)控制

　　此控制方式相對簡單，每一臺室外機對應若干臺（通常最大約為16臺）室內機，各組VRV空調系統(tǒng)均獨立運行控制，就地遙控器設置可按工程實現(xiàn)情況采用一個遙控器對應一臺室內機，或一個遙控器對應若干臺室內機，是一種比較經濟實用的控制方式。

　　該控制方式均為末端就地控制，無集中監(jiān)控管理環(huán)節(jié)，在實際使用過程中，室內機的溫度值設定，開機時間，開機數量隨意性比較大，其使用上的靈活性、方便性常常是以犧牲能耗為代價，從純節(jié)能角度講效果并不明顯。

　　2、VRV空調系統(tǒng)的集中控制

　　配置了獨立控制管理系統(tǒng)的控制方式，與目前VRV空調系統(tǒng)采用的控制方式相比較，增加了集中控制管理環(huán)節(jié)，可以在控制室內對遠端各組VRV空調系統(tǒng)進行監(jiān)控管理，是一種比較完善的控制方式，但投資明顯增加。

　　可以根據用戶的使用規(guī)模、投資能力、管理要求進行組合配置。此方案的不足之處是與建筑物內的其它弱電系統(tǒng)無功能關聯(lián)，尤其在智能化建筑設計中，不利于弱電系統(tǒng)功能的綜合集成。

　　3、VRV空調系統(tǒng)的網關控制

　　對于一個已設計了樓宇自控系統(tǒng)（BAS）的智能大樓，如何合理的、最大限度的發(fā)揮其系統(tǒng)功能，減少系統(tǒng)設備的重復投資，提高系統(tǒng)集成技術能力，是作者在這里重點要同大家探討的問題。

　　樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑內的重要設備，從通常的監(jiān)控對象講，對空調系統(tǒng)的監(jiān)控無論從監(jiān)控點占全系統(tǒng)的數量還是從投入產出的節(jié)能效果比較，在整個系統(tǒng)中都占有重要的份量，樓宇自控系統(tǒng)中的其它部分主要為開關量的時間、事件監(jiān)控信號。在采用VRV空調系統(tǒng)的智能建筑中，若不將其納入建筑物的樓宇自控管理系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的節(jié)能效率將降低，設備投資回收期增長，經濟效益也會降低。

　　為了實現(xiàn)上述設計思想，作者曾在一個工程項目的樓宇自控系統(tǒng)設計中預留若干輸入、輸出監(jiān)控點，以期對VRV空調系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控。后來發(fā)現(xiàn)由于VRV空調系統(tǒng)的室內機與室外機是一個閉環(huán)控制運行系統(tǒng)，且室外機始終處于侍服或運行狀態(tài)，以致于按照傳統(tǒng)方式設置的樓宇自控監(jiān)控點顯得缺少實際意義，唯一能考慮的只是在其配電回路中設置監(jiān)控節(jié)點，起到按時間程序設定開啟系統(tǒng)的功能，控制不必要的能源浪費。

　　經過對VRV空調系統(tǒng)控制產品的深入了解，發(fā)現(xiàn)相當多的VRV產品制造商都已相繼開發(fā)出了基于BACnet協(xié)議專用網關的接口設備，可以滿足作者將VRV空調系統(tǒng)納入建筑物樓宇自控系統(tǒng)中的設想。

　　VRV末端設備的運行狀態(tài)是通過BACnet網關接口上傳信號至建筑物自控中心的BAS或BMS系統(tǒng)，自控中心經該網關接口下傳信號（如初始值設定、控制參數設定等）至末端設備，并對整個VRV空調系統(tǒng)實行系統(tǒng)管理。經對這二個系統(tǒng)的集成，在中央控制中心可以對VRV空調系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能：

　?。?）室溫監(jiān)視；

　?。?）溫控器狀態(tài)監(jiān)視；

　?。?）壓縮機運轉狀態(tài)監(jiān)視；

　?。?）室內風扇運轉狀態(tài)；

　?。?）空調機異常信息；

　　（6）ON/OFF控制和監(jiān)視；

　?。?）溫度設定和監(jiān)視；

　?。?）空調機模式設定和監(jiān)視（制冷/制熱/風扇/自動）；

　　（9）遙控器模式設定和監(jiān)視；

　?。?0）濾網信號監(jiān)視和復位；

　?。?1）風向設定和監(jiān)視；

　　（12）額定風量設定和監(jiān)視；

　　（13）強迫溫控器關機設定和監(jiān)視；

　?。?4）能效設定和設定狀態(tài)監(jiān)視；

　?。?5 ）集中/機上控制器操作拒絕和監(jiān)視；

　?。?6）系統(tǒng)強迫關閉設定和監(jiān)視配置了獨立控制管理系統(tǒng)的控制方式、基于BACnet協(xié)議網關的VRV空調系統(tǒng)控制線路從控制形式上均屬于集中控制管理方式，由于圖3的控制方式是建立在建筑物一體化智能控制管理平臺上，可以與其它弱電系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動控制功能，其優(yōu)越性就更明顯。如利用電子考勤及電子門鎖系統(tǒng)實施VRV空調系統(tǒng)的啟、停聯(lián)動，達到有效節(jié)能的目的，利用火災報警信號，實施VRV空調系統(tǒng)的相應聯(lián)動功能，滿足消防要求。

　　三、VRV空調系統(tǒng)的BACnet網關接口在強調產品及系統(tǒng)開放互操作。

　　BACnet作為樓宇自控系統(tǒng)的一個重要標準，近年來已為人們普遍關注。其所開發(fā)的一些設備已可以與大量“第三方”設備兼容通訊，但仍有不少設備采用自定義的通訊協(xié)議，只能采用網關的形式與“第三方”互聯(lián)。VRV空調系統(tǒng)的BACnet網關是制造廠商為實現(xiàn)其空調系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)的互聯(lián)而設計的專用網絡接口，它可通過BACnet以太局域網和BACnet客戶端通信。支持BACnet一致性類別3.支持部分BACnet標準的應用服務。支持部分標準對象類別，由此能提供VRV空調系統(tǒng)的信息。目前，這類設備基本都可以與市場上主流樓宇自控系統(tǒng)設備實現(xiàn)連接，如HONEYWELL、YONNSON CONTROLS及SIEMENS等品牌。

　　四、采用BACnet網關的經濟性

　　比較采用BACnet網關接口方式與獨立設置智能管理設備方式相比在滿足相類似的功能條件下，硬件設備投資少、軟件功能相似。因此，總投資費用來得低，而且實施的功能齊全。但較最簡單的遙控器控制方式還需要增加不少費用。從目前咨詢到的網關初步報價來看約為15萬元左右。到底如何衡量該設備的投資價值，可從兩個方面比較，一是系統(tǒng)總投資，二是能實現(xiàn)的功能。一般而言，VRV空調系統(tǒng)的投資價格是普通空調系統(tǒng)的1.5倍左右，規(guī)模為256臺室內機（辦公面積約為5000M2）的投資概算約為272萬元（通常一個網關最多可接16臺室外機和256臺室內機）。相比較而言，該網關的投資費用將使空調系統(tǒng)總投資增加約5.5%左右，隨著空調系統(tǒng)規(guī)模的擴大，控制管理軟件費用不變，該控制設備所占的投資比例還將下降。以每臺室內機折算，攤至每臺室內機約增加投資費用600元不到。作者曾經業(yè)主要求設計過一個空氣-水系統(tǒng)形式的空調系統(tǒng)。所有末端風機盤管都分別采用聯(lián)網接口方式，每個接口工程報價為1000元，由此比較，同樣是末端監(jiān)控，相對而言VRV空調系統(tǒng)采用網關方式相對便宜得多，這還不包括16臺室外機的監(jiān)控，若采用傳統(tǒng)監(jiān)控方式，市場報價應不低于10萬元。對于采用網關增加的功能如前所述，并非一般離散監(jiān)控可以比擬。

　　五 結論

　　通過對VRV空調系統(tǒng)控制方式的討論，基本上可以得出這樣的結論，上述各種控制方式都有其相適應的應用場所，對規(guī)模較小的VRV空調系統(tǒng)，采用現(xiàn)場遙控器方式是比較合適的。對于規(guī)模較大的系統(tǒng)，采用集中管理方式更合理，對于采用樓宇自控系統(tǒng)的建筑，應優(yōu)先考慮采用專用網關聯(lián)網方式，不僅能滿足控制管理要求，而且可以充分利用樓內弱電智能控制管理集成平臺與若干弱電系統(tǒng)實現(xiàn)功能聯(lián)動。