就目前發展現狀來看，我國自動化技術主要以系統集成化為基礎，配合結構化綜合布線與信息化網絡技術檢測設備(諸如PC、控制設備)等等來實現系統相互關聯，最終構成協調統一系統，達成建筑內電氣自動化資源共享目的。在這一過程中，電氣自動化的靈活廣泛應用就集中展現了高效能源的戰略性對策，特別是為商業建筑綜合性功能優化帶來了福音。在商業建筑的中央空調系統中，電氣自動化能夠為空調系統大幅節能并創建節能創新設計方案，這進一步優化了中央空調系統電氣自動化應用的合理性。

1、關于電氣自動化

1．1電氣自動化的基本概述

電氣自動化作為一項強調高新技術創新改變的產業性技術，它目前已經成為我國高新技術產業發展的重要組成部分，承擔著巨大的經濟價值與社會價值。就目前來看，電氣自動化技術所涉獵的產業領域已經相當廣泛，從人們生活中所常見的小型電器用品到關乎國家重要發展進程的大型航天設備，電氣自動化的應用無處不在。客觀講，該技術主要針對當前系統運行與自動控制展開，再配合電子信息技術來實現技術功能優化升級。比如說目前比較流行的變頻技術、節能技術等等，這些都是電氣自動化技術的主要應用范疇。而基于系統集成的綜合應用自動化技術則強調人性化、智能化控制，對人類社會的發展幫助具有更大推動作用。

1．2電氣自動化技術的節能設計原則

電氣自動化技術在節能設計方面目前正在嘗試創新突破，例如在商業建筑這樣的大型綜合功能建筑中，它的建筑內部空間面積范圍巨大，且內部結構相對較為復雜，再考慮到它屬于公共性場合，因此必須安裝中央空調系統才能維持內部空間舒適環境。為了滿足國家建筑的節能減排現實政策要求，也同時為大型建筑節約能耗成本，就必須考慮電氣自動化節能技術的實踐應用，合理高效發揮能源優勢，實現資源合理分配。具體來講，電氣自動化技術在中央空調中的節能應用主要應遵循以下三個原則。

首先是節能性原則，它的目標是實現建筑內電氣能源的最高效利用過程，要明確資源浪費價值的有機控制。例如在商業建筑中，任何與空調系統運行無關的電氣化設備消耗都應該被列為資源浪費。所以在空調設計過程中應該考慮電氣設備自身消耗與線路損耗等等主觀因素，并將它們合理納入到中央空調系統設計目標當中，為協調電氣設備能源創造均衡消耗有利環境。

其次是適用性原則，在電氣節能設計方面必須遵循建筑節能整體設計原則與要求，換言之就是要結合建筑實際功能用途與使用目標來制定合理設計方案。舉例來說，在中央空調設計過程中應該考慮各個電氣設備運行時所消耗的動力資源，包括用電設備可能消耗的最大用電荷載量。另外就是要在設計安裝與后期運行過程中特別注重空調系統用電設備的基本質量與安全可靠性因素，必要時要配合配電線路進行優化設計，這樣能夠進一步提升電氣自動化在中央空調中電能部分的安全合理使用。

再次是實際性原則，要從實事求是角度來設計中央空調，明確電氣自動化整體設計方案，絕對不能盲目設計投資，這也是為了商業建筑項目本身節約總體投資成本。在設計安裝過程中應該做到合理謹慎挑選節能材料，配合材料、現場狀況來制定節能控制方案，在對建筑的基本結構、商業用途與設計風格進行初步勘察了解后再進行進一步深入的技術分析，展開中央空調電氣自動化的節能設計過程。

2、商業建筑電氣自動化在中央空調中的節能應用技術流程分析

2．1商用建筑項目概況

某商業建筑擁有大型中央空調系統，它占用了商用建筑約45%的耗能，如果為該建筑中央空調系統中融入電氣自動化技術，則可以為建筑節約能耗約20%，同時能節省近50%的人力資源。更重要的是，一旦建筑中央空調系統出現任何故障，其電氣自動化技術體系還能對事故進行第一時間調查處理，確保建筑本身不會蒙受巨大損失。為此，本文希望為該商業建筑項目進行中央空調系統的電氣自動化控制改造，提高空調系統實際運行效率。

2．2商業建筑項目的空調系統冷熱源設備設計

冷熱源設備系統是該商業建筑中央空調體系中的重要核心部分，它能夠實現對建筑內空間溫度的自動靈活調節。考慮到該商業建筑空調系統整體負荷偏大，所以經過實踐調查數據表明該建筑可承受的最大冷負荷在8000kW，而最大熱負荷在5000kW，因此可以見得該商業建筑的冷熱源設備規模之大。為了針對大規模冷熱源設備系統進行中央空調電氣化自動節能設計，該項目考慮將冷熱源系統布置于建筑地下層和頂層位置。這樣做能夠有效節約空間，同時也能縮短管道距離，最大限度避免能源消耗浪費。考慮到該商業建筑是多層建筑(7層) ，所

以整體空調冷熱源輸配管線偏長，需要針對這一問題來解決負荷負擔，所以該建筑也采用了大溫差系統，配合系統參數智能化調節功能，對季節溫差變化進行合理控制調配，有效提高冷熱源，特別是為冷源系統降低輸配能耗，為商業建筑本身提高節能要求，達到節能目標。

在設計加入電氣自動化系統以后，對冷熱源系統的控制主要針對冷卻水/冷凍水系統、冷卻塔系統、分水器、集水器與膨脹水箱監控系統展開。這些系統可以實現日常智能化預先編排時間程序，配合商業建筑供冷供暖基本需求來調整實際溫度監測點，做到對中央空調中冷源系統的啟停與設備監視，確保設備始終保持運行時間平衡狀態，為中央空調系統節約系統運行能耗。具體來講，融入了電氣自動化技術的中央空調冷熱源設備系統其啟停聯動順序應該如下: 打開電動蝶閥( 啟動) →冷凍水泵/冷卻水泵→冷卻塔風機→冷水機組→停止冷凍機→冷卻/冷凍水泵→冷卻塔風機→關閉電動蝶閥。

在滿足上述啟停聯動流程時，冷熱源設備系統中循環水泵與冷凍機組必須滿足啟停運行狀態實際要求，合理累計冷凍冷卻機組運行時間，要做到每1h進行一次自動記錄累加，確保數據自動顯示于冷凍冷卻機組的動態畫面中，當數據累計到一定時間程度后備用冷凍/冷卻機組就會自動切換啟動，如此循環保證了冷熱源設備系統的有效輪換，客觀延長了系統整體使用壽命。再一方面，該冷熱源系統也配備了“遲開機早關機”原則，希望控制冷凍/冷卻機組在合理時間啟停以達到節能目標。

另外在中央空調的熱源系統方面也加入了電氣自動化系統控制功能，它針對系統鍋爐供暖管道、蒸汽冷凝水循環泵、熱水循環泵以及集分水器進行實時監控。具體講，它會對熱源系統的自動狀態、手動狀態、運行狀態與故障狀態進行分析，基于供水溫度、水流狀態與壓力狀態來控制設備系統啟停切換過程，實現時序控制。考慮到電氣自動化的節能要求，它也為熱源系統增設了水管式溫度傳感器，其具體安裝位置為熱水供回水總管位置，以便于測量熱源系統所供應熱水的實際溫度。如果熱水溫度偏低，則要基于電氣自動化系統來控制調大蒸汽閥開度，以實現對熱水溫度的提高。

2．3商業建筑項目的空調風柜冷凍水控制系統節能設計

在融入電氣自動化控制以后，該商業建筑的空調風柜冷熱水閥調節控制也相應趨于穩定，且電氣自動化控制也為其專門制定了PID閉環調節策略。該策略主要針對空調風柜冷凍水控制設備的狀態進行監測，同時實現信號采集，以確保達到環境溫度與濕度控制效果。

以冷熱水閥門的調節控制為例，在冬季會采用室內溫度配合回風溫度控制系統，其空調系統主要供應熱水。這一階段室內溫度、回風溫度可能與設定值之間存在偏差，所以可以考慮用比例積分微分運算規律來對電氣自動化控制設備進行回水電動二通閥開度控制，確保閥門動作始終為逆向動作。以下給出冷熱水二通閥門的理想控制曲線圖，如圖1。

圖1 冷熱水電動二通閥門的理想控制曲線圖(冬季模式)

如圖1，SP 表示商業建筑室內溫度與回風溫度設定值，T表示室內溫度或回風溫度，而V1則表示水閥具體開度。

如果此時回風溫度小于標準設定值，則要逐漸控制增大水閥開度，確保室內溫度與回風溫度提高，達到設定值標準; 而如果室內溫度或回風溫度此時大于設定值，則要控制水閥開度逐漸減小，達到降低回風溫度效果，使得室內溫度值與回風溫度值小于設定值，此時建筑室內回風溫度應該達到恒定效果，基本滿足用戶實際需求。

在夏季，商業建筑同樣采用室內溫度配合回風溫度控制，此時空調系統供水系統所提供的是冷水，主要根據室內與回風溫度設定值偏差來確定電氣自動化控制設備，而設備本身則通過比例積分微分運算規律來控制回水電動二通閥的實際開度，保證電動二通閥閥門動作始終為正向動作，以下給出電動二通閥的理想控制曲線圖，如圖2。

圖2 冷熱水電動二通閥的理想控制曲線圖(夏季模式)

如圖2，SP表示了商業建筑室內溫度或回風溫度設定值，T表示室內溫度或回風溫度，V1表示電動二通閥水閥實際開度。如果室內溫度、回風溫度小于設定值，水閥開度則會逐漸減小，而室內溫度與回風溫度會相應提升，室內供冷效果被削減，此時逐漸達到設定值標準。而如果室內溫度或回風溫度大于設定值，水閥開度則會逐漸增大，此時室內溫度與回風溫度會逐漸降低，最終逐漸趨于設定值標準，促使室內溫度與回風溫度逐漸恒定，最后達到商業建筑內用戶的實際需求值，此時也同時達到了中央空調系統的節能效果。

由于采用的PID閉環調節系統，所以這里需要對其比例積分微分閉環控制方案之于空調風柜冷凍水電動閥的控制系統進行分析，基于此給出閉環控制方案模型圖，如圖3。

圖3 PID閉環控制方案模型示意圖

首先為中央空調系統中的空調風柜冷凍水電動閥設計PID控制模型，基于模型來推導空調風柜冷熱水閥調節控制過程，最終確立控制方案，明確各個設定值之間的控制關系。這里假設控制切入點D進入模型時平滑，則說明該控制調解階段相對穩定，控制基本能夠達到設定值平穩目的。這一PID閉環控制過程也真正體現了PID的優勢，其控制曲線相對平滑且沒有刺激曲線出現，非常適用于空調風柜覆蓋區域的冷熱溫度控制平穩，保證建筑內部人員感覺舒適，不會出現溫度劇烈變動，也不會導致空調負荷加大，如此便能夠實現節能目的。

傳統商業建筑中央空調系統應該融入電氣自動化技術理念，強調“以人為本”的人性化建設進程，展示當前建筑節能理念與電氣自動化的相互趨同融合，循序漸進的實現技術完善與創新過程，實現現代建筑的綠色節能發展目標。