智能建筑的VRV空調(diào)系統(tǒng)控制方式分析

李燕

摘要：對規(guī)模較小的VRV空調(diào)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(wǎng)關(guān)聯(lián)網(wǎng)方式，不僅能滿足控制管理要求，而且可以充分利用樓內(nèi)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。

關(guān)鍵詞：VRV空調(diào)系統(tǒng)；控制方式；建筑工程

隨著制冷空調(diào)技術(shù)的迅速發(fā)展，空調(diào)器正在從傳統(tǒng)的單室內(nèi)機、單室外機的結(jié)構(gòu)逐漸向單室外機多室內(nèi)機及多室內(nèi)機和多室外機系統(tǒng)發(fā)展。具有代表性的變流量制冷系統(tǒng)（Variable RefrigerantVolumeAir-conditioning System，簡稱VRV）也從單元變流量制冷系統(tǒng)（SVRV）向多元變流量制冷系統(tǒng)發(fā)展（MVRV）。

1.VRV空調(diào)系統(tǒng)的原理和特點

VRV空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中，通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)餐和進入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時地滿足室內(nèi)冷熱負荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。其工作原理是：由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運行優(yōu)化準則和人體舒適性準則，通過變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機輸氣量，并控制空調(diào)系統(tǒng)的風扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性，并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。

VRV空調(diào)系統(tǒng)具有明顯的的節(jié)能、舒適效果，該系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負荷，在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運行，減少了因壓縮機頻繁啟停造成的能量損失；采用壓縮機低頻啟動，降低了啟動電流，電氣設備將大大節(jié)能，同時避免了對其它用電設備和電網(wǎng)的沖擊；具有能調(diào)節(jié)容量的特性，改善了室內(nèi)的舒適性。VRV空調(diào)系統(tǒng)具有設計安裝方便、布置靈活多變、使用方便、可靠性高、運行費用低、不需機房、無水系統(tǒng)等優(yōu)點。

VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱為變制冷劑流量系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)上類似于分體式空調(diào)機組，一臺室外機對應一組室內(nèi)機（一般可達16臺）?？刂萍夹g(shù)上采用變頻控制方式，按室內(nèi)機開啟的數(shù)量控制室外機內(nèi)的旋渦式壓縮機轉(zhuǎn)速，進行制冷劑流量的控制。VRV空調(diào)系統(tǒng)的設計包含兩個部分：空調(diào)設備選型及空調(diào)管路設計；空調(diào)系統(tǒng)控制設計。前一部分內(nèi)容由設計院的暖通工程師設計，后一部分內(nèi)容通常由提供全套產(chǎn)品的系統(tǒng)工程承包商配套設計。

2.VRV空調(diào)系統(tǒng)的控制方式

2.1集中控制集中控制目前廣泛用于小型VRV空調(diào)系統(tǒng)，如一拖一、一拖二和一拖三系統(tǒng)。控制成本，可以不同層次的控制要求，適合固定配置的機組。

2.2獨立式控制室外機、室內(nèi)機根據(jù)功能不同自帶相對獨立的控制系統(tǒng)。通過相對簡單的通訊實現(xiàn)機組的模式控制，適用于非固定配置的機組。應用特點是通用性好，便于產(chǎn)品的標準化和系列化。

2.3集散式控制集散式控制是在獨立式控制的基礎上進行功能升級。一是在模式控制的基礎上實現(xiàn)系統(tǒng)運行參數(shù)的控制，提高系統(tǒng)的運行效率，二是將空調(diào)系統(tǒng)作為建筑環(huán)境的子系統(tǒng)，融入樓宇自動控制系統(tǒng)。

2.4VRV空調(diào)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)控制

樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑內(nèi)的重要設備，從通常的監(jiān)控對象講，對空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控無論從監(jiān)控點占全系統(tǒng)的數(shù)量還是從投入產(chǎn)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(guān)量的時間、事件監(jiān)控信號。在采用VRV空調(diào)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(jīng)濟效益也會降低。

若在樓宇自控系統(tǒng)設計中預留若干輸入、輸出監(jiān)控點，以期對VRV空調(diào)系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控。但由于VRV空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)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，控制不能源浪費。VRV產(chǎn)品制造商都已相繼開發(fā)出了基于BACnet協(xié)議專用網(wǎng)關(guān)的接口設備，可以滿足作者將VRV空調(diào)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(wǎng)關(guān)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(jīng)該網(wǎng)關(guān)接口下傳信號至末端設備，并對整個VRV空調(diào)系統(tǒng)實行系統(tǒng)管理。經(jīng)對這二個系統(tǒng)的集成，在中央控制中心可實現(xiàn)以下功能：室溫監(jiān)視；溫控器狀態(tài)監(jiān)視；壓縮機運轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視；室內(nèi)風扇運轉(zhuǎn)狀態(tài)；空調(diào)機異常信息；ON/OFF控制和監(jiān)視；溫度設定和監(jiān)視；空調(diào)機模式設定和監(jiān)視（制冷/制熱/風扇/自動）；遙控器模式設定和監(jiān)視；濾網(wǎng)信號監(jiān)視和復位；風向設定和監(jiān)視：額定風量設定和監(jiān)視；強迫溫控器關(guān)機設定和監(jiān)視；能效設定和設定狀態(tài)監(jiān)視；集中，機上控制器操作拒絕和監(jiān)視；系統(tǒng)強迫關(guān)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(wǎng)關(guān)的VRV空調(diào)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(diào)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(diào)系統(tǒng)的相應聯(lián)動功能，滿足消防要求。

3.BACnet網(wǎng)關(guān)接口的開放性操作

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(guān)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(wǎng)關(guān)的形式與“第三方”互聯(lián)。VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)是制造廠商為實現(xiàn)其空調(diào)系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)的互聯(lián)而設計的專用網(wǎng)絡接口，它可通過BACnet以太局域網(wǎng)和BACnet客戶端通信。支持部分標準對象類別，由此能提供VRV空調(diào)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。

4.采用BACnet網(wǎng)關(guān)的經(jīng)濟性

比較采用BACnet網(wǎng)關(guān)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。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(diào)系統(tǒng)的投資價格是普通空調(diào)系統(tǒng)的1.5倍左右，通常一個網(wǎng)關(guān)最多可接16臺室外機和256臺室內(nèi)機。相比較而言，該網(wǎng)關(guān)的投資費用將使空調(diào)系統(tǒng)總投資增加約5.5%左右，隨著空調(diào)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。因此，對于末端監(jiān)控而言VRV空調(diào)系統(tǒng)采用網(wǎng)關(guān)方式相對便宜，還不包括16臺室外機的監(jiān)控。對于采用網(wǎng)關(guān)增加的功能如前所述，并非一般離散監(jiān)控可以比擬。

5.結(jié)語

通過對VRV空調(diào)系統(tǒng)控制方式的討論，基本可以得出結(jié)論：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(diào)系統(tǒng)，采用現(xiàn)場遙控器方式是合適的。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)先考慮專用網(wǎng)關(guān)聯(lián)網(wǎng)方式，不僅能滿足控制管理要求，而且可以充分利用樓內(nèi)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。