楼宇自控(BAS)针对VRV系统的设计方案

楼宇自控（BAS）针对VRV系统的设计方案1.系统概述楼宇自控系统设计一般包括：冷热源系统、空调系统（VRV、新风机组，空调机组）、通排风系统、给排水系统、变配电系统、照明及电梯监控系统。建筑物自动化系统，又称楼宇自动化系统BAS（BuildingAutomationSystem）。它被列为智能建筑的重要组成部分，包含了对空调通风系统、给排水系统、照明系统等的管理与协调，将对整座建筑的机电设备进行信号采集和控制，实现大楼设备管理系统自动化，起到改善系统运行品质、提高管理水平、降低运行管理劳动强度、节省运行能耗的作用。高新信息技术和计算机网络技术的高速发展，对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求越来越高，要求提供一个合理、高效、节能、舒适的工作环境。节能是一项基本国策，也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。楼宇自动化系统正是顺应了这一潮流，它的建立，对于大厦机电设备的正常运行并达到最佳状态，以及大厦的防火与保安都提供了有力的保证。同时，依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理，数据分析，逻辑判断和图形处理，对整个系统作出集中监测和控制；通过计算机系统及时启停各有关设备，避免设备不必要的运行，又可以节省系统运行能耗。这样，BAS的主要目的就是：提高系统管理水平，节省运行能耗。2.系统效益分析采用楼宇设备优化的控制方案能为商务楼带来以下好处：

一、降低机电设备的能耗、投资回报率较高

在满足舒适性的前提下，楼宇自控系统通过合理组织设备运行，使大楼的运行费用为最低。楼宇自控系统通过计算机控制程序对全楼的设备进行监视和控制，统一调配所有设备用电量，可以实现用电负荷的最优控制，有效节省电能，减少不必要的浪费。

VRV空调系统和小型集中空调系统商务写字楼一般在塔楼的公寓办公用房设置VRV空调系统，在裙房的商业金融娱乐休闲用房设置小型集中空调系统——热泵机组＋末端空调机和新风机。

VRV空调系统和小型集中空调系统是建筑物内机电设备中能源耗费的大户，约占总能耗的

60%

。通过

BA

系统的集中监控，对夏天温度调节设定下限≥26°C；对冬天温度调节设定上限≤20°C；使所有VRV空调机和小型集中空调系统都可以在合理的温度和湿度范围内运行，以避免末端就地控制造成的室内机的温度值设定、开机时间、开机数量随意性比较大，夏季过冷和冬季过热这样浪费能源的现象。

另外，空气过滤网堵塞报警可及时提醒物业人员对其进行清洗或更换；可对设备起到保护作用等，均对节约能源起着直接和间接的作用。

再而，

BA

系统可根据所需要的冷量或室温，控制大空间VRV室外机和小型集中空调系统末端空调机及新风机的启

/

停台数；根据所需温度控制室内机的设定温度和风速、风向，不致造成设备无效运转；使VRV空调机和

二、提供能够自动调节的舒适环境

楼宇自控系统根据季节、人员和空气流动情况的变化，将各区域的室内温、湿度控制在设计要求值上，同时参考国际上的通用标准（如：美国暖通空调和制冷工程协会

ASHRAE

舒适标准、国际标准化组织

ISO7730

的热舒适指标

PMV

、国标

GB5701-85

中的舒适温度指标等），使楼内人员感觉最舒适。

同时，在人们环保意识不断提升、日益讲究空气品质、追求舒适性的前题下，也为建筑物的招商引资提供了有力的条件。

三、预防突发事故发生，保护设备的投资

随时检查设备的实际负载和额定负载，设备过载时立即自动卸载，同时向中央控制室发出报警信号。

监视设备运行状况，一旦发现其中某台设备运行异常，立即报警通知检修人员前去检查和维修；当一组设备中的某台设备故障时，自动切换到备用设备。

对于临时停电的情况，当恢复供电后，系统自动执行顺序启动程序，可保证设备投运顺利，避免启动失败对设备的损害。

四、延长设备使用寿命、降低管理及操作成本

在建筑内配置楼宇自控系统之后，设备的运行状态始终处于系统的监视之下，楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录，同时可以定期打印出维护、保养的通知单，这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养，因此可以使设备的运行寿命加长，也就是降低了建筑的运行费用。

自动记录设备的累计运行小时数，当累计值达到规定的维修时间时，自动切换到备用设备，同时报告中央控制室，以均匀各台设备运行时间、延长设备使用寿命。

五、整个建筑内的所有机电设备统一管理在图形化操作界面上

在统一的界面上完成一切操作，使得楼宇自控系统极大地方便了机电设备的操作与维修，减少管理和维护人员数量以及其劳动强度，可基本上做到

“

无人职守

”

。每年因此节省维护费用约占楼宇自控系统造价的

2~3%

左右。3.VRV系统控制方案设计3.1VRV空调系统监控VRV空调系统全称为Variable

Refrigerant

Volume系统，即变制冷剂流量系统。系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机（一般可达16台）。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的旋涡式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制。

VRV空调系统与全空气系统，全水系统、空气—水系统相比，更能满足用户个性化的使用要求，设备占用的建筑空间比较小，而且更节能。正是由于这些特点，其更适合那些需经常独立加班使用的办公楼建筑工程项目。

VRV空调系统的设计包含两个部分：空调设备选型及空调管路设计；空调系统控制设计，前一部分内容由设计院的暖通工程师设计，后一部分内容通常由提供全套产品的系统工程承包商配套设计。

3.1.1VRV空调系统的控制方式（一）

VRV空调系统的常规控制

此控制方式相对简单，每一台室外机对应若干台（通常最大约为16台）室内机，各组VRV空调系统均独立运行控制，就地遥控器设置可按工程实现情况采用一个遥控器对应一台室内机，或一个遥控器对应若干台室内机，是一种比较经济实用的控制方式。

该控制方式均为末端就地控制，无集中监控管理环节，在实际使用过程中，室内机的温度值设定，开机时间，开机数量随意性比较大，其使用上的灵活性、方便性常常是以牺牲能耗为代价，从纯节能角度讲效果并不明显。

（二）VRV空调系统的集中控制

配置了独立控制管理系统的控制方式，与目前VRV空调系统采用的控制方式相比较，增加了集中控制管理环节，可以在控制室内对远端各组VRV空调系统进行监控管理，是一种比较完善的控制方式，但投资明显增加。

可以根据用户的使用规模、投资能力、管理要求进行组合配置。此方案的不足之处是与建筑物内的其它弱电系统无功能关联，尤其在智能化建筑设计中，不利于弱电系统功能的综合集成。

（三）

VRV空调系统的网关控制

对于一个已设计了楼宇自控系统（BAS）的智能大楼，如何合理的、最大限度的发挥其系统功能，减少系统设备的重复投资，提高系统集成技术能力，网关控制

就是解决这一问题的方法。

楼宇自控系统是智能建筑内的重要设备，从通常的监控对象讲，对空调系统的监控无论从监控点占全系统的数量还是从投入产出的节能效果比较，在整个系统中都占有重要的份量，楼宇自控系统中的其它部分主要为开关量的时间、事件监控信号。在采用VRV空调系统的智能建筑中，若不将其纳入建筑物的楼宇自控管理系统中，整个系统的节能效率将降低，设备投资回收期增长，经济效益也会降低。

为了实现上述设计思想，我们曾在一个工程项目的楼宇自控系统设计中预留若干输入、输出监控点，以期对VRV空调系统的运行状况进行监控。后来发现由于VRV空调系统的室内机与室外机是一个闭环控制运行系统，且室外机始终处于侍服或运行状态，以致于按照传统方式设置的楼宇自控监控点显得缺少实际意义，唯一能考虑的只是在其配电回路中设置监控节点，起到按时间程序设定开启系统的功能，控制不必要的能源浪费。

经过对VRV空调系统控制产品的深入了解，发现相当多的VRV产品制造商都已相继开发出了基于MODBUS或BACnet协议专用网关的接口设备，可以满足我们将VRV空调系统纳入建筑物楼宇自控系统中的设想。

VRV末端设备的运行状态是通过MODBUS或BACnet网关接口上传信号至建筑物自控中心的BAS或BMS系统，自控中心经该网关接口下传信号（如初始值设定、控制参数设定等）至末端设备，并对整个VRV空调系统实行系统管理。经对这二个系统的集成，在中央控制中心可以对VRV空调系统实现以下功能：

（1）室温监视；（2）温控器状态监视；（3）压缩机运转状态监视；（4）室内风扇运转状态；（5）空调机异常信息；（6）ON/OFF控制和监视；（7）温度设定和监视；（8）空调机模式设定和监视（制冷/制热/风扇/自动）；（9）遥控器模式设定和监视；（10）滤网信号监视和复位；（11）风向设定和监视；（12）额定风量设定和监视；（13）强迫温控器关机设定和监视；（14）能效设定和设定状态监视；（15

）集中/机上控制器操作拒绝和监视；（16）系统强迫关闭设定和监视配置了独立控制管理系统的控制方式、基于BACnet协议网关的VRV空调系统控制线路从控制形式上均属于集中控制管理方式，由于图3的控制方式是建立在建筑物一体化智能控制管理平台上，可以与其它弱电系统实现联动控制功能，其优越性就更明显。如利用电子考勤及电子门锁系统实施VRV空调系统的启、停联动，达到有效节能的目的，利用火灾报警信号，实施VRV空调系统的相应联动功能，满足消防要求。

3.1.2VRV空调系统的网关接口在强调产品及系统开放互操作的今天。MODBUS或BACnet作为楼宇自控系统的一个重要标准，近年来已为人们普遍关注。其所开发的一些设备已可以与大量“第三方”设备兼容通讯，但仍有不少设备采用自定义的通讯协议，只能采用网关的形式与“第三方”互联。VRV空调系统的BACnet网关是制造厂商为实现其空调系统与楼宇自控系统的互联而设计的专用网络接口，它可通过MODBUS总线或BACnet以太局域网与客户端通信。由此能提供VRV空调系统的信息。目前，这类设备基本都可以与市场上主流楼宇自控系统设备实现连接，如TREND、HONEYWELL、YONNSON

CONTROLS及SIEMENS等品牌。3.1.3采用网关的经济性比较采用MODBUS或BACnet网关接口方式与独立设置智能管理设备方式相比在满足相类似的功能条件下，硬件设备投资少、软件功能相似。因此，总投资费用低，而且实施的功能齐全。但较最简单的遥控器控制方式还需要增加不少费用。从目前咨询到的网关初步报价来看约为20万元左右。到底如何衡量该设备的投资价值，可从两个方面比较，一是系统总投资，二是能实现的功能。一般而言，VRV空调系统的投资价格是普通空调系统的1.5倍左右，规模为256台室内机（办公面积约为5000㎡）的投资概算约为300万元（通常一个网关最多可接16台室外机和256台室内机）。相比较而言，该网关的投资费用将使空调系统总投资增加约6%左右，随着空调系统规模的扩大，控制管理软件费用不变，该控制设备所占的投资比例还将下降。以每台室内机折算，摊至每台室内机约增加投资费用600元不到。我们曾应业主要求设计过一个空气-水系统形式的空调系统。所有末端风机盘管都分别采用联网接口方式，每个接口工程报价为1000元，由此比较，同样是末端监控，相对而言VRV空调系统采用网关方式相对便宜得多