淺談東環(huán)廣場(chǎng)空調自動(dòng)控制系統
摘要：本文結合“東環(huán)廣場(chǎng)空調自動(dòng)化控制系統”這一工程實(shí)例，介紹了東環(huán)廣場(chǎng)空調系統自動(dòng)化建設的三個(gè)階段，通過(guò)一系列改造，實(shí)現空調系統的自動(dòng)化、精準化運行，保證了租戶(hù)正常的工作生活秩序和舒適、潔凈的生活工作環(huán)境。論證了將先進(jìn)的設備管理技術(shù)及高科技運用到設備管理中，使得物業(yè)設備管理從勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)轉向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，在物業(yè)管理的發(fā)展中的重要作用。
關(guān)鍵詞：智能、自動(dòng)、節能、安全。
東環(huán)廣場(chǎng)物業(yè)管理簡(jiǎn)介
東環(huán)廣場(chǎng)建于1998年，位于東中街9號，屬于繁華的東直門(mén)商圈，由兩座公寓樓、兩座寫(xiě)字樓、大型商業(yè)區域及與各個(gè)部分連通的娛樂(lè )層組成，總建筑面積189, 000平方米，其中寫(xiě)字樓部分的面積為42,000多平方米，商業(yè)、餐飲、娛樂(lè )部分面積為54,000平方米，公寓部分面積為63,000平方米，地下車(chē)庫及設備用房30,000平方米。
東環(huán)廣場(chǎng)空調（供熱）系統簡(jiǎn)介及現狀
東環(huán)廣場(chǎng)地下一層南端和北端各設一座制冷機房，每座機房有2臺900冷噸和一臺350冷噸的約克冷水機組，以電為能源提供冷凍水，供應寫(xiě)字樓和商業(yè)區的空調機組及新風(fēng)機組。商場(chǎng)、辦公樓、餐飲和娛樂(lè )的采用全空氣空調方式，局部采用風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)空調方式。
空調系統存在的問(wèn)題有以下三點(diǎn)：
一、風(fēng)平衡失調。東環(huán)廣場(chǎng)的空調末端采用的是集中式空調機組，標準層每層2臺組合式空調機負責外區的供冷和供熱，1臺組合式空調機組負責內區的供冷和供熱，每臺組合式空調機組都有高低兩速。近幾年因為分割出租的原因，這種高低速運行的風(fēng)機，風(fēng)平衡越來(lái)越難調節，采用低速運行時(shí)，不能滿(mǎn)足末端用戶(hù)，采用高速運行時(shí)，始端用戶(hù)會(huì )感覺(jué)過(guò)冷或過(guò)熱。
二、運行效率低。東環(huán)廣場(chǎng)有南北兩個(gè)制冷機房和87臺集中式空調機組。改造前，南北各有1個(gè)運行班組，負責空調冷熱源和末端空調機組的運行。因為設備眾多，運行人員在本地按順序對整個(gè)空調系統完成開(kāi)關(guān)機就需要4個(gè)小時(shí)，這種狀況造成的后果是運行人員工作量大和空調機組無(wú)效運行時(shí)間較長(cháng)，從而降低了空調的運行效率。下圖能清晰地看到南北兩個(gè)空調系統的分布情況。
三、智能化程度低。因為東環(huán)廣場(chǎng)的空調系統完全依靠人力進(jìn)行操作，存在以下問(wèn)題：（1）當室內溫度達到設計值時(shí)，風(fēng)量仍保持恒定，宜造成室內溫度過(guò)低；（2）室外環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，制冷機組出水溫度難以及時(shí)調整。冷水機組的運行臺數也不能得到有效控制，造成室內溫度過(guò)高或過(guò)低；（3）當空氣濕度加大時(shí)，冷水機組不能及時(shí)調整出水溫度，造成室內悶熱。（4）冷卻水溫度不能有效控制，致使冷水機組效率下降。
針對以上問(wèn)題，為了改善空調系統的運行狀況 ，東環(huán)廣場(chǎng)從2015年起，開(kāi)始了對空調系統的一系列改造，改造的內容有：1、末端空調機組的改造；2、控制方式的改造，改本地控制為集中控制；3、智能化改造，由人工操作改為自動(dòng)化運行；這些改造主要分三個(gè)階段進(jìn)行。
第一階段是對空調末端的改造。針對風(fēng)平衡失調的問(wèn)題，在空調機組風(fēng)機上加裝變頻器，使空調機組風(fēng)機的運行不再局限于高低兩速，風(fēng)量和風(fēng)壓可以無(wú)級調節。同時(shí)，為了調節的方便，將空調機組每個(gè)分區的風(fēng)閥都改為了電動(dòng)閥。在空調機組的進(jìn)出口安裝了溫度傳感器。通過(guò)第一階段的改造，解決了風(fēng)量失衡的問(wèn)題，也方便了對風(fēng)量進(jìn)行調節，改造后的空調機組狀況如下圖：
第二階段是對整個(gè)空調系統控制方式的改造。改造的重點(diǎn)是在冷熱源系統上加裝各類(lèi)傳感器（主要有溫度、壓力、壓差、流量等），并將冷熱源設備和末端機組的控制集中到一個(gè)值班室，實(shí)現所有空調設備的遠程控制。因為加裝了大量傳感器，設備的運行狀態(tài)在集中控制屏上能直觀(guān)的看到，從而減少了遠程操作的盲目性。通過(guò)控制方式的改造，運行人員的工作量大大減少了，也實(shí)現了一定程度的節能。下圖是制冷系統運行的畫(huà)面，在控制屏上點(diǎn)擊任一臺設備，可以對設備進(jìn)行操作。
第三階段是整個(gè)智能化的重點(diǎn)，是在前兩步改造的基礎上，通過(guò)在客戶(hù)區域安裝五合一空氣質(zhì)量檢測儀，在戶(hù)外安裝氣象站，對軟件進(jìn)行編程，使室內空氣參數對末端空調機組和冷熱源相關(guān)聯(lián)，自動(dòng)調節末端空調機組和制冷機組。具體有以下功能：（1）對制冷（制熱）設備機組運行采取群控方式，并根據系統負荷的變化合理調配機組運行臺數；（2）制冷機組的出水溫度根據室外氣象參數和除濕負荷的變化進(jìn)行設定；（3）空調系統的開(kāi)關(guān)機時(shí)間根據室外氣象參數和室內空氣參數進(jìn)行設定。通過(guò)這一階段的改造，最終實(shí)現空調系統的智能化運行。下圖是五合一空氣質(zhì)量檢測儀的平面分布圖：
通過(guò)以上三個(gè)階段的建設，東環(huán)廣場(chǎng)的空調系統從今年5月份開(kāi)始了自動(dòng)化運行。目前，這套系統已經(jīng)運行了3個(gè)月，運行情況平穩，從這3個(gè)月的運行情況來(lái)看，驗證了空調自動(dòng)控制系統的以下特點(diǎn)：
1、自動(dòng)化運行，無(wú)人值守是東環(huán)廣場(chǎng)空調自動(dòng)化系統的特點(diǎn)。因為空調冷（熱）源和末端空調機組安裝了大量的溫度、濕度、流量、壓力傳感器和電流、電壓監測器。這些傳感器無(wú)時(shí)無(wú)刻不在監控著(zhù)環(huán)境情況和設備的運行狀況，自動(dòng)準確記錄各種參數，通過(guò)這些反饋的數據，自動(dòng)調整冷水機組的供水溫度，水泵的頻率，冷卻塔風(fēng)機的臺數等，從而使機組的COP始終保持在較高的水平。
2、自動(dòng)化運行節省了大量的人力資源。東環(huán)廣場(chǎng)建設空調（供熱）自動(dòng)化控制系統以來(lái)，原有空調（供熱）運行人員14人（南北空調各4人，熱力站3人，長(cháng)白班3人）減少到了6人（運行4人，長(cháng)白班2人），通過(guò)空調（供熱）自動(dòng)控制系統，一個(gè)值班人員能同時(shí)監控南北兩個(gè)機房、熱力站及所有的末端設備，當設備發(fā)生問(wèn)題需要操作時(shí)，值班人員通過(guò)授予的權限，可以將自動(dòng)控制轉化為遠程控制，對設備進(jìn)行啟停、切換、調控。
3、實(shí)現了節能減排?？照{系統自動(dòng)化運行后，因為設備的開(kāi)關(guān)機時(shí)間，小機組和大機組的相互轉換時(shí)間，都通過(guò)軟件里的預先設定的條件由軟件計算所得。因此，在時(shí)間上，避免了人工操作的滯后性和不準確性，提高了系統的運行效率，實(shí)現了最大程度的節能。特別是在過(guò)渡季節，節能的效果更為顯著(zhù)。
以下是從東環(huán)廣場(chǎng)能源管理平臺上調取的東環(huán)廣場(chǎng)南北兩個(gè)制冷機房在5、6、7三個(gè)月的用電數據：
從上表能清晰的看出，使用空調供熱自動(dòng)控制系統以來(lái)，制冷機房每月的用電量均出現了下降，尤其是5月份的用電量下降很大，3個(gè)月的總節電率達到了21.87%。
4、精確化控制。東環(huán)廣場(chǎng)在客戶(hù)區域安裝的五合一檢測儀，分別對PM2.5、溫度、濕度、TVOC、CO2濃度進(jìn)行監測，自動(dòng)控制系統利用這些數據對冷熱源和空調末端進(jìn)行調控，從而使房間的空調參數始終保持在合理的范圍內。增加了客戶(hù)滿(mǎn)意度，減少了空調專(zhuān)業(yè)的報修量。
下表是東環(huán)廣場(chǎng)2017年和2018年空調專(zhuān)業(yè)的報修數量對比：
從上表可以看出，東環(huán)廣場(chǎng)空調專(zhuān)業(yè)的報修數量與去年同期相比成下降趨勢，隨著(zhù)系統穩定性的提高，報修數據還會(huì )進(jìn)一步下降。
5、提高了設備安全性。改造前，設備的運行狀況通過(guò)人工巡視來(lái)記錄，在出現事故隱患時(shí)，操作人員難以及時(shí)發(fā)現，易造成安全事故。管道由于年久失修，偶爾會(huì )出現跑水事故，造成了一定的經(jīng)濟損失和能源浪費。改造后、當壓力、溫度、流量出現異常時(shí)，自控系統能及時(shí)發(fā)出報警，提醒值班人員進(jìn)行有針對性的巡視，從而避免了事故的發(fā)生，減少了經(jīng)濟損失，規范了現場(chǎng)管理，提高了安全生產(chǎn)管理水平。
以上就是東環(huán)廣場(chǎng)空調自動(dòng)化系統的情況，東環(huán)廣場(chǎng)通過(guò)空調自動(dòng)化建設，不僅提高了空調設備的自動(dòng)化運行水平，還產(chǎn)生了很客觀(guān)的經(jīng)濟效益，提高了物業(yè)服務(wù)水平?？照{系統作為L(cháng)EED認證的重要組成部分，助力東環(huán)廣場(chǎng)獲得了美國建筑委員頒發(fā)的既有建筑運營(yíng)與維護V4版鉑金級認證。
參考文獻：實(shí)用供熱空調設計手冊 陸耀慶著(zhù)
綠色建筑運行維護技術(shù)規范（JGJ/T 391-2016）
綠色建筑評價(jià)標注（GB/T 50378-2014）