地铁BAS系统节能控制策略的研究

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1、地铁BAS系统节能控制策略的研究地铁BAS系统节能控制策略的研究1、地铁BAS系统概述在地铁车站通常为地下建筑，其通风空调系统为地铁的环境需求提供了设备基础,环境设备与监控系统(BAS)负责对通风空调系统进行控制，使运行环境和工作环境满足工艺要求。此外，通风空调系统的耗能占地铁建筑设备耗能的很大比重，所以，研究和优化BAS对通风空调系统的控制策略非常重要。空调系统是一个较为复杂的被控对象,目前地铁的系统工程由于设计思路不明确、工期紧张、设备性能有限等因素,BAS对其的控制策略还只停留在初级阶段，

2、虽然可以基本保证运营环境耍求，但空调系统在节能、对扰动变化的响应等方面的效果并不理想，尚有很大优化空间。地铁中的通风空调系统与智能建筑类似，功能上具备非空调季通风，空调季调温，火灾时排烟。地铁通风空调系统在不同的工作工况下,会启动运行相应的模式，而对机电设备的控制和控制逻辑的实现全部rflBAS系统来完成。地铁通风空调系统中一般会设计可调节的冷冻水阀SDF,风管上电动多叶调节阀DT,配有变频器的空调机组，有些具有集屮冷站的地铁线路在水系统屮加入了可变频的二次泵，用来调节冷冻水循环系统总管上的流量

3、。BAS系统引入合理的控制策略，对这些可调节的执行机构进行控制，主要目的是满足环境对空气的需求，另一方而，可以使设备的能耗随负荷的减少而降低，从而达到节能目的。下血简略提出一些BAS针对地铁通风空调系统的控制策略。2、BAS系统在空调风系统上的节能控制策略分析2.1风管上电动风阀(DT)的控制策略以大系统为例，通风空调系统在空调机组(AHU)的送风管,回风管和排风管上可设计调节阀。控制策略可以采用单闭环控制：(1)当公共区温度传感器测得的温度小于设定温度时，说明此时热负荷降低，送风管的DT阀可以

4、开大，冋风阀关小，排风阀开大。(1)当公共区温度传感器测得的温度大于设定温度时，说明此时热负荷增加，送风管的DT阀可以关小，回风阀开大，排风阀关小。但是，电动风阀的调节范围是有限的，一是因为当空调机组的风量一定吋，调节阀在风管中的抗压承受能力有限,二是风阀调节过大，会浪费风机的效率，所以，风阀的调节应定位在末端的快速调节，用来解决温度小幅度的变化。2.2空调机组(AHU)变频器的控制策略改变AIIU变频器的频率，送风量和应变化,送入到房间的冷量也就改变了，从而达到了调节末端温度的目的。另外，使用

5、变频器的另…重要冃的，就是节能。根据水泵相似定理，功率和转速的三次方成止比,转速低时，消耗的能耗也相应减少。对AHU变频的控制策略大体有以下儿种：2.2.1静压调节其中静压调节控制法乂分为定静压调节和变静压调节，在VAV变风量空调系统中广泛应用，由于地铁通风空调系统中基本不用VAV系统，此方案不作具体讨论。2.2.2温差控制原理与上一节DT阀的控制原理相同，就是利用设定值与反馈值的差來控制频率。这种方法原理简单，但由于DT阀本身采用这种方法,所以风机频率不应与DT阀同时动作。建议AHU变频器的控

6、制策略如下：(1)当送风和排风的DT阀已经最大，回风阀关死后一段时间。公共区温度传感器测得的温度仍然小于设定温度时，说明此吋热负荷很低超出DT阀的调节范围，此吋应降低AHU频率。(2)当送风阀已经关到低限，回风阀最大后一段时间。公共区温度传感器测得的温度仍然大于设定温度吋,说明此吋热负荷很大，超出DT阀的调节范围，此吋应提高AIIU频率。DT阀,AHU变频器，均可以采用温差法控制，但应做好分工,DT阀为一次快速调节,变频器为跟进调节。另外，以上控制策略的前提是，送风温度恒定，只有在送风温度恒定的

7、基础上,才能保证风系统的控制效果是收敛和稳定的。那么，如何在送风量变化的情况下使送风温度恒定，就需要调节水系统的冷冻水阀来控制流经AHU盘管中的冷冻水流量了。3、BAS系统在空调水系统上的节能控制策略分析通风空调水系统，可以分为定水量系统和变水量(VWV)系统。目前一些城市的地铁线路仍采用定水量系统。也有一些线路釆用变频的冷冻水泵或冷却水泵。下面就水系统中的主要执行机构的调节策略做概要性的说明3.1冷冻水阀的控制冷冻水阀SDF安装在AHU的冷冻水回水盘管上，用來控制冷冻水流量。对于风系统具备调节

8、功能的通风空调系统来说，调节SDF阀门开度的主要目的，就是使送风温度恒定。保证风系统侧的控制效果。对于某些地铁线路,采用的是定风量系统，那么SDF阀就随房间温度的变化而调节，但冷冻水的变化与温度变化之间存在大滞后环节,这种工艺在控制角度上来讲，难度大，效果差。3.2冷水处理机组的控制冷水机组的控制，包括起停顺序控制，冷冻水岀水恒温控制，这些都易于实现，下面重点讨论冷水机组的投切控制。在没有安装变频设备的一次泵回路中，为了适应系统流量的变化,水泵组需采用台数控制，台数控制策略应用广泛，方法简单。有