空調(diào)機組控制系統(tǒng)設(shè)計1.doc

畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計 ( (論論文文 ) ) 空調(diào)機組控制系統(tǒng)設(shè)計空調(diào)機組控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)學(xué) 號：號： 姓姓 名：名： 專專 業(yè)：業(yè)：自動化 系系 別：別：電子信息與控制工程系 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 二二一二年六月一二年六月 i 摘摘 要要 智能建筑是利用系統(tǒng)集成方法，將計算機、通信技術(shù)、信息技術(shù)與建筑藝術(shù) 有機結(jié)合對設(shè)備進行自動監(jiān)控，對信息資源進行管理和對使用者的信息服務(wù)與建 筑優(yōu)化組合，獲得投資合理、適合需要、安全、高效、舒適、便利靈活的建筑物。 樓宇自動化系統(tǒng) (building automation system)是樓宇內(nèi)以微處理器為主導(dǎo)的自動 化設(shè)備的控制系統(tǒng)，其服務(wù)對象是現(xiàn)代化的建筑。本設(shè)計主要針對樓控系統(tǒng)中空 調(diào)機組系統(tǒng)以及其外圍設(shè)備的研究,側(cè)重研究美國艾頓公司基于 bacnet 通信協(xié)議 而開發(fā)的 bactalk 樓宇自控系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有良好的靈活性和開放性。本設(shè)計又 以青島極地海洋世界極地館中央空調(diào)為例著重對空調(diào)機組進行研究。 關(guān)鍵詞：樓宇系統(tǒng)；自動控制；空調(diào)機組；bactalk 系統(tǒng) ii abstract intelligent building is make use of system integration method, the computer and communication technology, information technology and architecture art organic combination of the equipments to be automatic monitoring, to manage information resource and about the users of the information service and building the optimized combination, get reasonable investment, suitable for need, safety, high efficiency, comfortable, convenient flexible buildings.building automation system (building automation system) is building in microprocessor as the leading automation equipment control system, the service object is a modern building. this design is mainly aimed at building in the control system of the air conditioning unit system, and its peripherals. this design is focused on the united states a bacnet communication based on ai agreement with good flexibility and openness and development bactalk building automation system, the design and to qingdao polar ocean polar world museum central air conditioning, for example focuses on the air conditioning unit for research. keywords：building system; automatic control; air conditioning unit;bactalk system iii 目目 錄錄 摘摘 要要i abstract ii 目目 錄錄.iii 1 緒論緒論1 1.1 課題背景及意義.1 1.2 課題內(nèi)容及目的1 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2 2 建筑智能化系統(tǒng).4 2.1 組成與分類4 2.2 智能建筑要求.4 2.2.1 基本功能4 2.2.2 投資與回報6 2.3 發(fā)展趨勢6 3 空調(diào)末端與冷源設(shè)備的協(xié)調(diào)運行.8 3.1 樓控系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng).8 3.1.1 樓控系統(tǒng)的運行8 3.1.2 中央空調(diào)組成8 3.2 空調(diào)系統(tǒng)末端9 3.2.2 新風(fēng)機組.16 3.2.3 風(fēng)機盤管18 3.3 系統(tǒng)冷熱源21 3.3.1 冷水機組（制冷機）：21 3.3.2 冷卻塔.22 3.3.3 熱源23 3.4 冷水機組和空調(diào)末端設(shè)備的配合運行.24 3.5 空調(diào)末端設(shè)備比較與選擇.25 3.5.1 末端設(shè)備的比較25 iv 3.5.2 末端設(shè)備的選擇.27 4 控制器（ddc）與外圍設(shè)備.29 4.1 控制器.29 4.2 傳感器/執(zhí)行器30 4.2.1 傳感器30 4.2.2 執(zhí)行器.31 4.3 艾頓公司控制器.31 4.4 控制器與傳感器執(zhí)行器連接規(guī)律33 5 控制網(wǎng)絡(luò).36 5.1 bacnet網(wǎng)絡(luò).36 5.1.1 bacnet 標準的推出36 5.1.2 bacnet 的體系37 5.1.3 bacnet 的應(yīng)用分析38 5.1.4 bacnet 支持六種控制網(wǎng)絡(luò)40 5.2 lonworks網(wǎng)絡(luò)41 5.2.1 lonworks 網(wǎng)絡(luò)41 5.2.2 lonworks 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用41 5.3 控制網(wǎng)絡(luò)選擇的優(yōu)化分析.42 5.3.1 lonworks 與 bacnet 的比較.42 5.3.2 控制網(wǎng)絡(luò)的展望.43 6 設(shè)計舉例.45 6.1 工程概況.45 6.2 空調(diào)設(shè)計參數(shù)45 6.3 空調(diào)冷熱源.46 6.3.1 空調(diào)冷負荷及熱負荷計算46 6.3.2 空調(diào)冷熱源設(shè)置47 6.4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng).47 6.5 空調(diào)水系統(tǒng)與自控系統(tǒng)48 結(jié)論.50 v 致致 謝謝.51 參考文獻參考文獻.52 附錄一附錄一.53 附錄二附錄二.59 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論緒論 1.1 課題背景及意義課題背景及意義 按照國際上流行的觀點，智能樓宇中樓宇自控系統(tǒng)是由采暖、制冷及空調(diào)系 統(tǒng)、照明設(shè)備控制系統(tǒng)、給排水、電梯控制、供配電停車場管理系統(tǒng)、安全監(jiān)控 系統(tǒng)和消防監(jiān)控系統(tǒng)組成。建筑智能化已經(jīng)成為當今和今后大中型甚至中小型建 筑物發(fā)展的主流趨勢。 空調(diào)系統(tǒng)是樓宇自動化的一個重要組成部分，其能耗通常占樓宇能耗的 65 以上?？照{(diào)機組擔負著夏季制冷冬季加熱空氣的任務(wù)，同時還擔負起空氣質(zhì)量檢 測與控制的重任。如何降低控制處理能耗和保持室內(nèi)空氣質(zhì)量成為智能建筑發(fā)展 的重點，同時也具有重要的實踐意義。世界衛(wèi)生組織（who）的調(diào)查指出，許多 在室內(nèi)工作的人員都患有不同程度的大廈相關(guān)性病癥（bri）如頭痛、疲倦和過 度性疲勞等，這些相關(guān)性病癥都與中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計運行有關(guān)。通風(fēng)系統(tǒng)性能 的欠佳或不足是引起室內(nèi)空氣污染的最常見的原因，故設(shè)計出性能優(yōu)異空調(diào)系統(tǒng) 具有重要意義。 1.2 課題內(nèi)容及目的課題內(nèi)容及目的 現(xiàn)代樓宇自控系統(tǒng)要求采用先進的樓宇自控技術(shù)，接入設(shè)備使用簡便。對應(yīng) 于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有良好的人性化的人機界面，配備應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，加快 編程和調(diào)試速度，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理。樓宇自動控制的神經(jīng)中樞是通信，采用開放的 通信協(xié)議與標準是實現(xiàn)系統(tǒng)具有開放性的基本條件。 樓宇自控系統(tǒng)的主要功能是：使整個建筑中的主要機電設(shè)備高效協(xié)調(diào)地工作 和經(jīng)濟地運行。除此之外，樓宇自控系統(tǒng)還支持結(jié)構(gòu)化綜合布線和使被控設(shè)備具 有靈活性、兼容性、集成性、開放性。樓宇自控系統(tǒng)使用溫度、濕度、壓力、空 氣質(zhì)量等傳感器采集現(xiàn)場物理量,并使用驅(qū)動器、控制閥、調(diào)節(jié)閥、流量計、流量 開關(guān)、控制器等來實現(xiàn)對機電設(shè)備的運行監(jiān)控。 空調(diào)機組是指集中在空調(diào)機房的集中式的空氣處理設(shè)備，是整個空調(diào)系統(tǒng)的 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 重要組成部分和核心，對空調(diào)機組進行智能控制具有顯著的經(jīng)濟效益。同時，人 們對生活環(huán)境的要求也越來越高，除了希望智能建筑能帶來方便的低成本的生活 外，更希望能帶來健康的生活環(huán)境。本設(shè)計采用美國艾頓公司控制系統(tǒng)為主要對 象對空調(diào)系統(tǒng)進行研究，同時研究了控制器、傳感器、執(zhí)行器的選擇，并以青島 極地海洋世界極地館工程為例說明系統(tǒng)如何運行與控制。 空調(diào)系統(tǒng)目的就是為用戶提供一個舒適的生活或工作環(huán)境，空調(diào)系統(tǒng)通過通 風(fēng)換氣，加工處理一定質(zhì)量的空氣，使室內(nèi)熱系統(tǒng)和氣系統(tǒng)滿足要求。本設(shè)計通 過控制系統(tǒng)實施適時控制使之實現(xiàn)節(jié)能運行。 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著我國國民經(jīng)濟水平的不斷提高，建筑業(yè)也在持續(xù)穩(wěn)定地向前發(fā)展。和前 幾年建筑業(yè)的發(fā)展相比，目前的發(fā)展商將眼光放的更遠，他們不再片面的追求容 積率及如何將開發(fā)成本降得越低越好，而是更多的考慮以人為本，開發(fā)真正舒適 度高、建筑質(zhì)量高的居住及商用建筑。 隨著中國加入世貿(mào)及承辦 2008 年奧運會，中國將向全世界全面開放。為了 適應(yīng)國際貿(mào)易、旅游、及城市建設(shè)迅速發(fā)展的需要，高層建筑的發(fā)展不會停留在 過去的發(fā)展水平，特別是對建筑物內(nèi)的空氣品質(zhì)及舒適程度的要求也會越來越高。 空調(diào)系統(tǒng)在建筑物內(nèi)的作用將不再停留在只對建筑物內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié)，而是作 為控制室內(nèi)環(huán)境的一個重要組成部分。因為室內(nèi)空氣品質(zhì)已經(jīng)成為當今世界室內(nèi) 環(huán)境最為關(guān)注的話題之一。同時，當人們在享受著空調(diào)技術(shù)給生產(chǎn)和生活帶來方 便和舒適的同時，也在思考如何減少空調(diào)系統(tǒng)所需消耗的能量。 國外發(fā)達國家的空調(diào)系統(tǒng)與國內(nèi)通常采用的空調(diào)系統(tǒng)的比較：從目前國外發(fā) 達國家空調(diào)技術(shù)的發(fā)展來看，從八十年代起，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)已在發(fā)達國家的公 共建筑物中出現(xiàn)，到近期在西方國家中，國內(nèi)目前常用的風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)已 不允許在辦公大樓中采用，因為該系統(tǒng)無法解決房間的全面通風(fēng)問題，特別是在 內(nèi)區(qū)的房間（沒有外窗的房間） 。同時，國內(nèi)常用的兩管制風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng) 更無法解決內(nèi)區(qū)房間的冬季制冷問題。 歐洲的一些國家更是對建筑物內(nèi)的空氣 品質(zhì)進行檢測，如被定為“病態(tài)建筑”，該大樓將不允許使用，由此可見發(fā)達國家 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 對室內(nèi)環(huán)境的高標準及室內(nèi)環(huán)保的重視。 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是一種全空氣系統(tǒng)，它是用送風(fēng)溫度來控制室內(nèi)溫度的。變 風(fēng)量系統(tǒng)可以同時滿足室內(nèi)的空氣品質(zhì)，又達到節(jié)能的目的。是目前發(fā)達國家在 辦公大樓及公共商業(yè)建筑中普遍采用的系統(tǒng)。 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 2 建筑智能化系統(tǒng)建筑智能化系統(tǒng) 2.1 組成與分類組成與分類 國家標準智能建筑設(shè)計標準對智能建筑定義為“以建筑物為平臺，兼?zhèn)?信息設(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結(jié)構(gòu)、 系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、 環(huán)保、健康的建筑環(huán)境”。智能型建筑是現(xiàn)代建筑技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機 技術(shù)、控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。智能建筑由樓宇自動化系統(tǒng)（bas） 、辦公自動 化系統(tǒng)（oas） 、通信網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)（cas） 、安防自動化系統(tǒng)（sas）和火災(zāi) 自動報警聯(lián)動控制系統(tǒng)（fas）組成。樓宇自動化系統(tǒng)(bas)是對整個建筑的所 有公用機電設(shè)備,包括建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、 電梯系統(tǒng)，進行集中監(jiān)測和遙控來提高建筑的管理水平，降低設(shè)備故障率，減少 維護及營運成本。 2.22.2 智能建筑要求智能建筑要求 2.2.1 基本功能基本功能 智能建筑的基本功能是實現(xiàn)了樓宇控制的自動化(bas)、樓宇通信的自動化 (cas)、辦公自動化(oas)，而這幾個方面的自動化通過系統(tǒng)集成，借助于通信網(wǎng) 絡(luò)自動化系統(tǒng)(cas)中的通信設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，高效率的實現(xiàn)和外界以及建筑物 內(nèi)部之間的信息交互、通信、數(shù)據(jù)傳輸和處理。通過樓宇自動化系統(tǒng)（bas）應(yīng) 能實現(xiàn)樓宇的各種執(zhí)行設(shè)備、終端的自動控制、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和動力設(shè) 備的高效控制和檢測。通過現(xiàn)場總線如 lonworks 來控制樓宇中現(xiàn)場設(shè)備、控制 儀表，并實現(xiàn)分散控制和現(xiàn)場設(shè)備的互操作及彼此間的通信。通過安防自動化系 統(tǒng)（sas）實現(xiàn)對建筑物的安全監(jiān)控，包括自動報警環(huán)節(jié)和視頻監(jiān)控環(huán)節(jié)。通過 消防自動化系統(tǒng)（fas）實現(xiàn)對建筑物內(nèi)有害性煙塵、異常高溫、有害性氣體的 自動檢測并報警和啟動聯(lián)動控制系統(tǒng)及時處理可能導(dǎo)致火災(zāi)事件的情況。辦公自 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 動化系統(tǒng)（oas）實現(xiàn)辦公高效化、信息化、數(shù)據(jù)庫化，實現(xiàn)管理高效能化和用 戶關(guān)系親和化。智能化的樓宇建筑主要能達到以下要求： 1、創(chuàng)造安全、健康、舒適宜人和能提高工作效率的辦公環(huán)境 智能建筑首先確保環(huán)境的安全和健康，其防火與保安系統(tǒng)均已智能化；其空調(diào)系 統(tǒng)能監(jiān)測出空氣中的有害污染物含量，并能自動消毒，使之成為“安全健康大廈”。 智能大廈對溫度、濕度、照度均加以自動調(diào)節(jié)，甚至控制色彩、背景噪聲，使人 們心情舒暢，從而能大大提高工作效率。 2、節(jié)能 以現(xiàn)代化的商廈為例，其空調(diào)與照明系統(tǒng)的能耗很大，約占大廈總能耗的 70%。 在滿足使用者對環(huán)境要求的前提下，智能大廈應(yīng)通過其“智能”，盡可能利用自然 光和大氣冷量（或熱量）來調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，以最大限度減少能源消耗。按事先在 日歷上確定的程序，區(qū)分“工作”與“非工作”時間，對室內(nèi)環(huán)境實施不同標準的自 動控制，下班后自動降低室內(nèi)照度與溫濕度控制標準，已成為智能大廈的基本功 能。利用空調(diào)與控制等行業(yè)的最新技術(shù)，最大限度地節(jié)省能源是智能建筑的主要 特點之一。其經(jīng)濟性也是智能建筑得以迅速推廣的重要原因之一。 3、能滿足多種用戶對不同環(huán)境功能的要求 傳統(tǒng)建筑是根據(jù)事先給定的功能要求，完成其建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計。智能建筑要求其 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須具有智能功能，必須是開放式結(jié)構(gòu)，允許用戶迅速而方便地改 變建筑物的使用功能或重新規(guī)劃建筑平面。室內(nèi)辦公所必需的通信與電力供應(yīng)也 具有極大的靈活性，通過結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)，在室內(nèi)分布著多種標準化的弱點 與強電插座，只要改變跳接線，就可快速改變插座功能，如變程控電話為計算機 通信接口等。智能建筑的靈活性與機動性極強，一天之內(nèi)，使辦公環(huán)境面目一新 已不足為奇。 4、現(xiàn)代化的通信手段與辦公條件 在信息時代，時間就是金錢。在智能建筑中，用戶通過國際直撥電話、可視電話、 電子郵件、聲音郵件、視頻會議、信息檢索與統(tǒng)計分析等多種手段，可及時獲得 全球性金融商業(yè)情報、科技情報及各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的最新信息；通過計算機通 信網(wǎng)絡(luò)，可以隨時與世界各地的企業(yè)或機構(gòu)進行商貿(mào)等各種業(yè)務(wù)工作。 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 2.2.22.2.2 投資與回報投資與回報 智能化系統(tǒng)是高科技的產(chǎn)物，技術(shù)性強，系統(tǒng)龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能齊全， 涉及的領(lǐng)域多，包括從電氣、電子、計算機、自動化到暖通空調(diào)、系統(tǒng)集成等多 方面的內(nèi)容。智能化系統(tǒng)的實施更是一個完整的系統(tǒng)工程項目。 智能建筑節(jié)能是高效能和具有高投資回報率的體現(xiàn)。相對整個建筑和建筑內(nèi) 各種機電設(shè)備而言，雖然樓宇自控系統(tǒng)的投資不大，但樓宇自控系統(tǒng)的價格還是 不低的。廣大業(yè)主和樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計工程人員都應(yīng)關(guān)注樓宇自控系統(tǒng)的作用 和產(chǎn)生的效益，任何業(yè)主不可能為追求先進技術(shù)或宣傳作用，把樓宇自控系統(tǒng)作 為一種擺設(shè)對其進行投資，它必須能夠為業(yè)主帶來足夠的效益。建筑耗能組成中， 采暖、空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備耗能達 65%，故如何優(yōu)化安排協(xié)調(diào)較大耗能設(shè)備使之較大 幅度節(jié)能是我們當先不斷探索的重要課題。 2.3 發(fā)展發(fā)展趨勢趨勢 智能建筑是個國家的綜合國力和科技水平的具體體現(xiàn)之一，被認為是本世紀 建筑發(fā)展的主流。目前，世界各國都在加大力度發(fā)展信息高速公路。中國也把信 息高速公路的建設(shè)納入了重要的議程。智能建筑與國際信息高速公路接軌，也將 促進信息高速公路的極大發(fā)展。智能建筑要想給人們帶來安全、舒適、高效等的 工作和生活空間，要綜合運用現(xiàn)代高科技，進行規(guī)范化、標準化、集約化的開發(fā) 與設(shè)計，既充分利用現(xiàn)有資源，又不破壞周邊環(huán)境，向“綠色建筑”的方向發(fā)展， 才能實現(xiàn)智能建筑的可持續(xù)發(fā)展。 具體來說，隨著樓宇智能化技術(shù)的發(fā)展特別是以太網(wǎng)技術(shù)在樓宇自動化系統(tǒng) 中的應(yīng)用，傳統(tǒng)的“3a”說法將淡化，系統(tǒng)趨于統(tǒng)一，oas、cas、bas 界限將更 加模糊，系統(tǒng)集成將更加簡便，樓宇智能化系統(tǒng)的成本也將進一步下降。能源危 機已經(jīng)成為當代急需解決的問題之一，也成了當前研究的熱點。樓宇智能化系統(tǒng) 可對能源進行科學(xué)合理的分配達到節(jié)能的目的。因此，高效節(jié)能也將是樓宇自動 化系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，這其中也包括新能源的利用，如目前的太陽能光伏建筑, 如何在智能建筑中利用光伏電能也將是智能樓宇自動化系統(tǒng)研究和發(fā)展的一個方 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 向。無線網(wǎng)絡(luò)可以省去布線，節(jié)約資源，在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中也有較大的研究 和應(yīng)用價值。 樓宇自動化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合緊密，dcs 和現(xiàn)場總線在目前樓 宇自控系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但也存在一些諸如沒有統(tǒng)一協(xié)議標準以致集成成 本過高等問題。bacnet 標準以其先進的技術(shù)、完善的體系結(jié)構(gòu)和開放的理念正 式成為建筑智能化系統(tǒng)領(lǐng)域中的唯一 iso 標準，將得到廣泛應(yīng)用。工業(yè)以太網(wǎng)技 術(shù)由于其全開放、成本低、帶寬高、穩(wěn)定性和可靠性高、應(yīng)用廣泛、共享資源豐 富等優(yōu)點將成為樓宇自控系統(tǒng)研究應(yīng)用的熱點。家居自動化、家用智能電器的網(wǎng) 絡(luò)化在不久的將來也將進入樓宇自動化控制系統(tǒng)的研究應(yīng)用領(lǐng)域。節(jié)能研究、新 能源開發(fā)利用、無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)在智能樓宇領(lǐng)域的應(yīng)用也將成為樓宇自動化系統(tǒng) 的重要研究方向。 智能建筑是信息時代的必然產(chǎn)物，是信息技術(shù)與現(xiàn)代建筑的有機集成。其發(fā) 展趨向主要體現(xiàn)在一下幾個方面: 1)使用工程方法設(shè)計、開發(fā)和進行智能建筑的工程施工； 2)不斷提高智能建筑開放性； 3) 信息系統(tǒng)中多媒體、視頻數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更深入應(yīng)用； 4)智能建筑互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更加成熟； 5)辦公方式多樣化高效化； 6)智能建筑節(jié)能定量化和高精度控制。 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 3 空調(diào)末端與冷源設(shè)備的協(xié)調(diào)運行空調(diào)末端與冷源設(shè)備的協(xié)調(diào)運行 3.1 樓控系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)樓控系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng) 3.1.1 樓控系統(tǒng)的運行樓控系統(tǒng)的運行 樓控系統(tǒng)可以實現(xiàn)建筑水、電、熱量、燃氣等能源消耗的自動統(tǒng)計計量。常 規(guī)儀表對水、電、燃氣等能源消耗的計量只能顯示能耗總量，不同時段能耗的統(tǒng) 計需要靠人工讀取常規(guī)儀表的數(shù)據(jù)來完成。樓控系統(tǒng)在總量計量的基礎(chǔ)上，自動 采集能耗計量數(shù)據(jù)，將建筑各區(qū)域、各時段、各種能源的消耗量記錄分類保存到 數(shù)據(jù)庫中，并且通過調(diào)整采樣頻率，可以實現(xiàn)逐年、逐月、逐日、逐時，甚至每 分鐘能源消耗的統(tǒng)計，為建筑能耗的動態(tài)分析提供了依據(jù)。在能耗分析軟件的幫 助下，樓控系統(tǒng)利用能耗數(shù)據(jù)庫記錄的數(shù)據(jù)，繪制各個時段、各建筑區(qū)域能耗曲 線，分析能耗特點以及節(jié)能潛力，為節(jié)能措施的合理選擇提供幫助。合理的配置 和設(shè)計樓控系統(tǒng)可以事半功倍地改善建筑運行狀況，降低系統(tǒng)運行能耗，改善居 住辦公環(huán)境。因而，樓控系統(tǒng)對改善建筑運行有著重要的意義。 3.1.2 中央空調(diào)組成中央空調(diào)組成 中央空調(diào)系統(tǒng)是由冷/熱源和前端設(shè)備兩大部分組成。中央空調(diào)系統(tǒng)的前端設(shè) 備主要有：空調(diào)機組、分機盤管、新風(fēng)機組和變風(fēng)量空調(diào)機組等。冷熱源設(shè)備是 空調(diào)系統(tǒng)的主要組成部分。冷熱源設(shè)備不僅監(jiān)控過程較為復(fù)雜，而且節(jié)能技術(shù)手 段內(nèi)容豐富,其中央空調(diào)原理示意圖如 6.1 所示： 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖圖 3.1 中中央央空空調(diào)調(diào)系系統(tǒng)統(tǒng)原原理理圖圖 3.2 空調(diào)系統(tǒng)末端空調(diào)系統(tǒng)末端 當室內(nèi)空氣參數(shù)偏離設(shè)定值時，采取相應(yīng)的空氣調(diào)節(jié)技術(shù)，使其恢復(fù)到定值， 完成空氣調(diào)節(jié)的設(shè)備叫做空調(diào)機組末端設(shè)備也叫空氣處理設(shè)備?？照{(diào)系統(tǒng)由空調(diào) 機組和冷/熱源組成。常見的空調(diào)末端設(shè)備包括空調(diào)機組、新風(fēng)機組、風(fēng)機盤管、 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)等。 3.2.1 空調(diào)機組空調(diào)機組 在一棟大樓里，每層幾乎都需要配備空調(diào)機組。空調(diào)機組如圖，它的組成包 括：新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、排風(fēng)閥、過濾器、冷/熱盤管和送風(fēng)機。空調(diào)機組的任務(wù)就 是把新風(fēng)和回風(fēng)兩部分的混合風(fēng)，經(jīng)過表冷表熱，把空氣的溫度調(diào)整到所需要的 溫度使室內(nèi)空氣參數(shù)達到預(yù)定要求?？刂葡到y(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備由現(xiàn)場控制器（ d dc）、新風(fēng)溫度傳感器、新風(fēng)濕度傳感器、回風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)濕度傳感 器、送風(fēng)溫度傳感器、送風(fēng)濕度傳感器、防凍開關(guān)、壓差開關(guān)、電動調(diào)節(jié)閥、 風(fēng)閥執(zhí)行器組成。 四管制空調(diào)機組就是可以表冷也可以表熱的空調(diào)。每兩根管 子為一組，一根管子是由自控閥門控制的，另外一根管子是旁通管。當裝有自動 閥門的管子需要維護維修的時候，旁通管做為備用管來用。其實物如下所示： 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖圖 3.2 空空調(diào)調(diào)機機組組實實物物圖圖 空調(diào)機組的工作原理： 空調(diào)系統(tǒng)的特點是改變送風(fēng)量來滿足室內(nèi)冷 (熱)負荷變化的。 空調(diào)機組原理圖如下： 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖圖 3.3 空空調(diào)調(diào)機機組組原原理理圖圖 空調(diào)向室內(nèi)送冷風(fēng)，送入室內(nèi)的冷 (熱)量及計算公式為： q=c*p*l(tn-ts) 式中：c空氣的比熱容 kj/(kg); p空氣密度(kg/m3); l送風(fēng)量(m3/s); tn室內(nèi)溫度(); 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 ts送風(fēng)溫度(); q吸收(或送入)室內(nèi)的熱流量 (kw)。 從上式可看出，為了吸收室內(nèi)相同的熱量，可設(shè)l 為一常數(shù)，改變送風(fēng) 溫度 ts,ts 越小，吸收室內(nèi)熱流量越大，因此改變送風(fēng)溫度就可適應(yīng)室內(nèi)負荷變 化，維持室溫不變，這就是定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的工作原理。在該系統(tǒng)中，空調(diào)機 接通電源后以衡轉(zhuǎn)速運行，風(fēng)量是恒定的故稱為定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。 空調(diào)機組運行狀態(tài)及參量監(jiān)控 ： (1)從室外的溫度傳感器和新風(fēng)口上的風(fēng)管式溫度傳感器采集室外新風(fēng)溫度 。 (2)從室外的濕度傳感器和新風(fēng)口上的風(fēng)管式濕度傳感器采集室外新風(fēng)濕度 。 (3)安裝在過濾網(wǎng)上的壓差開關(guān)監(jiān)測過濾網(wǎng)兩側(cè)壓差。 (4)從安裝在送風(fēng)管和回風(fēng)管上的風(fēng)管空氣溫度傳感器采集送/回風(fēng)溫度。 (5)從安裝在送風(fēng)管和回風(fēng)管上的風(fēng)管空氣濕度傳感器采集送/回風(fēng)濕度。 (6)使用安裝在空調(diào)區(qū)域或回風(fēng)管上的空氣質(zhì)量傳感器（如co2傳感器） 進行空氣質(zhì)量監(jiān)測。 (7)自安裝在送風(fēng)管表冷器出風(fēng)側(cè)的防凍開關(guān)采集防凍開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測信號（ 在冬季溫度低于 0的北方地區(qū)使用）。 (8)通過送/回風(fēng)機配電柜熱繼電器輔助觸點處的開閉狀態(tài)采集到送/回風(fēng) 機故障狀態(tài)的監(jiān)測。 (9)通過對送/回風(fēng)機配電柜熱繼電器輔助觸點，對送 /回機運行狀態(tài)進行 監(jiān)測。 (10)從 ddc 的 do 口到新風(fēng)口風(fēng)門驅(qū)動器控制電路，調(diào)節(jié)控制新風(fēng)口風(fēng) 門開度。 (11)從 ddc 的 do 口到回風(fēng)/排風(fēng)風(fēng)門驅(qū)動控制電路，控制調(diào)節(jié)回風(fēng) /排 風(fēng)風(fēng)門開度。 (12)從 ddc 的 ao 口輸出到冷/熱水閥門的驅(qū)動控制器控制輸入口，控制 調(diào)節(jié)冷/熱水閥門開度。 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 (13)從 ddc 的 do 口到送/回風(fēng)機配電箱接觸器控制回路，進行送 /回風(fēng) 機啟停控制。 空調(diào)機組的自動控制與節(jié)能運行 ： (1)連鎖控制 空調(diào)機組啟動時的連鎖控制順序為：新風(fēng)風(fēng)門 回風(fēng)風(fēng)門排風(fēng)風(fēng)門開 啟送風(fēng)機啟動回風(fēng)機啟動冷熱水調(diào)節(jié)閥啟動 加濕閥開啟。 空調(diào)機組停機控制順序：關(guān)閉加濕閥 關(guān)閉冷熱水閥 送風(fēng)機停機 新 風(fēng)風(fēng)門關(guān)閉 回風(fēng)風(fēng)門關(guān)閉 排風(fēng)風(fēng)門關(guān)閉。 (2)空調(diào)機組的溫度調(diào)節(jié)與節(jié)能運行 空調(diào)機組中，用回風(fēng)溫度作為被調(diào)參數(shù)，由回風(fēng)溫度傳感器測出的回風(fēng)溫 度量傳給 ddc，ddc 計算回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的差值，按pid 調(diào)節(jié)規(guī)律處 理并輸出調(diào)節(jié)控制信號。 通過調(diào)節(jié)空調(diào)機組冷熱水閥門開度調(diào)節(jié)冷 /熱水量，使被控區(qū)域的溫度保 持在設(shè)定值，室外溫度變化通過新風(fēng)溫度變化來反映，新風(fēng)溫度只輸入給d dc 進行處理好后控制相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥開度，進而達到空調(diào)區(qū)域的溫度控制。 (3)空調(diào)機組回風(fēng)適度控制 由回風(fēng)濕度傳感器測出的回風(fēng)濕度量值信號送回ddc，通過與給定值比 較后產(chǎn)生一個偏差，經(jīng)由給定算法（ pi 規(guī)律調(diào)節(jié)）后產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)加濕電動 閥開度，使被調(diào)節(jié)區(qū)域的空氣濕度值滿足設(shè)定要求，一般來講，夏季房間的相 對濕度保持在小于 75%而冬季則應(yīng)大于 30%。 (4) 新風(fēng)風(fēng)門、回風(fēng)風(fēng)門及排風(fēng)風(fēng)門的控制 由新風(fēng)溫/濕度傳感器和回風(fēng)溫 /濕度傳感器測出的溫 /濕度信號量值傳送 給 ddc，ddc 處根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行焓差計算，按回風(fēng)和新風(fēng)的焓燴值比例及 新風(fēng)量的要求，調(diào)節(jié)新風(fēng)風(fēng)門和回風(fēng)風(fēng)門開度，同時使系統(tǒng)在趨近較佳的新風(fēng) 、回風(fēng)比例上節(jié)能調(diào)節(jié)。 (5)過濾器壓差報警及機組防凍 在過濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞嚴重、積灰較嚴重的情況下，裝置在過濾器上的壓差開 關(guān)報警。冬季時，還需要對機組進行防凍監(jiān)測和控制。 (6)空氣質(zhì)量控制 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 使用 co、co2等氣體傳感器監(jiān)測 室內(nèi)空氣質(zhì)量， ddc 接收到這些測出 量后，進行對比運算，再輸出控制信號 調(diào)節(jié)新風(fēng)風(fēng)門開度，通過調(diào)節(jié)新風(fēng)量 供給來控制空調(diào)區(qū)域的空氣質(zhì)量。 (7)空調(diào)機組的定時運行和遠程控制 通過控制系統(tǒng)，按給定的時間表對空調(diào)機組進行定時啟/?？刂疲⒛軐?相關(guān)設(shè)備進行遠程控制。 空調(diào)機組主要控制功能： (1)回風(fēng)溫度自動控制 冬季自動調(diào)解熱水閥開度，保證回風(fēng)溫度為設(shè)定值；夏季自動調(diào)節(jié)冷水閥 開度，保證回風(fēng)溫度為設(shè)定值；過度季節(jié)根據(jù)新風(fēng)溫度計算焓值，自動調(diào)節(jié)混 風(fēng)比。 (2)回風(fēng)濕度自動控制 有風(fēng)道濕度傳感器檢測回風(fēng)濕度，當回風(fēng)濕度低于設(shè)定值時，自動開啟加 濕裝置，當濕度達到設(shè)定值時關(guān)閉加濕器。 (3)新回風(fēng)量比例調(diào)節(jié) 根據(jù)需要調(diào)節(jié)新風(fēng)量，在滿足需要的前提下最大限度的節(jié)能。 (4)機組報警 空氣過濾器兩端壓差過大時報警，請示清掃，送風(fēng)機熱繼電保護時報警。 (5)機組定時起?？刂?根據(jù)事先排定的工作及節(jié)假日作息時間表，定時起停機組，自動統(tǒng)計機組 工作時間，提示定時維修，設(shè)備保養(yǎng)期間顯示保養(yǎng)狀態(tài)。 (6)連鎖保護控制 連鎖風(fēng)機停止后，新、回風(fēng)閥門自動關(guān)閉；風(fēng)機啟動后，如果其前后壓力 差低于設(shè)定值時報警，并連鎖停機；盤管處設(shè)溫控開關(guān)，當溫度低于5關(guān) 閉新風(fēng)閥，開啟熱水閥并報警。 其最重要的控制設(shè)備，傳感器、執(zhí)行器設(shè)備圖以及點表如下： 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖圖 3.4 空空調(diào)調(diào)機機組組控控制制系系統(tǒng)統(tǒng) 表表 3.1 空空調(diào)調(diào)機機組組控控制制點點表表： 監(jiān)控設(shè)備名稱控制點描述 設(shè)備數(shù)量 diaidoao 接口位置 空調(diào)機組 2 送風(fēng)機運行狀態(tài) 2 ddc 數(shù)字輸入接口 送風(fēng)機故障報警 2 ddc 數(shù)字輸入接口 送風(fēng)機手/自動狀 態(tài) 2 ddc 數(shù)字輸入接口 送風(fēng)機啟?？刂?2 ddc 數(shù)字輸出接口 回風(fēng)溫度 2 風(fēng)管溫度傳感器 風(fēng)閥控制 2 ddc 數(shù)字輸出接口 水閥控制 2 ddc 模擬輸出接口 室外溫濕度 2 室外溫濕度傳感器 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 3.2.2 新風(fēng)機組新風(fēng)機組 新風(fēng)機組的根本作用就是從外界獲取新鮮空氣，通過簡單的表冷表熱，再供 應(yīng)給空調(diào)機組使用。其供應(yīng)的方式就是往新風(fēng)井里輸送新風(fēng)，空調(diào)機組從井中抽 取空氣。每個大樓里并不是層層都有新風(fēng)機組。一般三十幾層的大樓，有四至五 臺新風(fēng)機組就夠用了。如下是新風(fēng)機組實物： 圖圖 3 3. .5 5 新新風(fēng)風(fēng)機機組組實實物物圖圖 新風(fēng)機組的節(jié)能控制 （1）溫度調(diào)節(jié) 新風(fēng)機組的節(jié)能是以出風(fēng)口溫度或房間溫度為調(diào)解參數(shù)的，把出風(fēng)口溫度或 房間溫度傳感器測量的溫度送入 ddc 控制器與給定值比較，產(chǎn)生偏差，由 ddc 按照 pid 規(guī)律調(diào)節(jié)表冷器回水調(diào)節(jié)閥開度以達到控制冷凍（加熱）水量，使夏天 房間的溫度保持在低于 28，冬季則高于 16。 室外溫度在新風(fēng)機組中是一個變量，這個變量對上述調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個擾動量， 為了提高系統(tǒng)的控制性能，把室外溫度作為被調(diào)信號加入回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如 室外溫度增高，新風(fēng)溫度測量值增大，這個溫度測量值經(jīng) ddc 運算后輸出一個 相應(yīng)的控制電信號，使回水閥開度增大，補償了新風(fēng)溫度增高對室溫的影響?？?調(diào)機組的回水閥始終保持在最佳開度，很好的滿足了冷負荷，實現(xiàn)節(jié)能目的。 （2）濕度調(diào)節(jié) 新風(fēng)機組濕度的調(diào)節(jié)是把出風(fēng)口（房間）濕度傳感器測量的濕度信號送入 ddc 控制器與給定值進行比較，產(chǎn)生偏差，由 ddc 按 pi 規(guī)律調(diào)節(jié)加濕電動閥開 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 度，以保持空調(diào)房間的相對濕度。 （3）新風(fēng)閥的調(diào)節(jié) 根據(jù)新風(fēng)的溫濕度、房間的溫室度及焓值計算，控制新風(fēng)閥的開度，使系統(tǒng) 在最佳的新風(fēng)/回風(fēng)比狀態(tài)下運行，實現(xiàn)節(jié)能目的。 （4）過濾器堵塞、防凍保護 采用壓差開關(guān)測量過濾器兩端差壓，當壓差超限時，壓差開關(guān)閉和報警；采 用防凍保護開關(guān)檢測表冷器前溫度，當溫度低于 5報警。 （5）空氣質(zhì)量 為保證空調(diào)房間的空氣質(zhì)量，選用空氣質(zhì)量傳感器。當房間中 co2、co 濃 度升高時，傳感器輸入信號到 ddc,經(jīng)計算輸出控制信號，控制新風(fēng)風(fēng)門開度以 增加新風(fēng)量。 新風(fēng)機組原理圖和點表如下所示： 圖圖 3.6 新新風(fēng)風(fēng)機機組組控控制制原原理理圖圖 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 表表 3.2 新風(fēng)機組點表新風(fēng)機組點表 監(jiān)控設(shè)備名稱控制點描述設(shè)備數(shù)量 diaidoao 接口位置 新風(fēng)機組 1 送風(fēng)機運行狀態(tài) 1 ddc 數(shù)字輸入接口 送風(fēng)機故障報警 1 ddc 數(shù)字輸入接口 送風(fēng)機手/自動狀態(tài) 1 ddc 數(shù)字輸入接口 送風(fēng)機啟?？刂?1 ddc 數(shù)字輸出接口 回風(fēng)溫度 1 風(fēng)管溫度傳感器 風(fēng)閥控制 1 ddc 數(shù)字輸出接口 水閥控制 1 ddc 模擬輸出接口 室外溫濕度 2 室外溫濕度傳感器 3.2.3 風(fēng)機盤管風(fēng)機盤管 空調(diào)機組把空氣的溫度調(diào)整好以后，由風(fēng)機盤管向外送風(fēng)。風(fēng)機盤管也是出 風(fēng)口附近的末端設(shè)備。 風(fēng)機盤管工作原理沒有中央空調(diào)復(fù)雜，其實我們可以把風(fēng)機盤管形象的看做 是一臺電扇，只是這臺電扇吹出來的風(fēng)是我們需要的溫度。目前市面上風(fēng)機盤管 很多，為了節(jié)約成本，很多公司會選擇國產(chǎn)風(fēng)機盤管，而采用進口中央空調(diào)主機， 這樣并不影響整個中央空調(diào)系統(tǒng)的運行和使用效果。 下圖為風(fēng)機盤管實物圖和原理圖： 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖圖 3.7 風(fēng)風(fēng)機機盤盤管管實實物物圖圖 圖圖 3.8 風(fēng)風(fēng)機機盤盤管管控控制制原原理理圖圖 風(fēng)機盤管二管制溫度控制系統(tǒng)是由溫度控制器、電動閥 va-1 組成?？刂破?tc-1 的作用是檢測室內(nèi)的溫度并與控制器設(shè)定溫度相比較，并根據(jù)比較結(jié)果對電 動閥 va-1 進行通、斷控制，從而使房間溫度保持恒定。 tc-1 通過檢測室內(nèi)溫度，并與設(shè)定的溫度比較，當室內(nèi)需要冷風(fēng)或熱風(fēng)時， 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 控制器打開電動閥和風(fēng)機，向室內(nèi)供冷或供熱。tc-1 部分型號當室內(nèi)溫度低于 5時，自動啟動風(fēng)機，以防止盤管凍裂。 風(fēng)機盤管工作原理： 風(fēng)機盤管是中央空調(diào)系統(tǒng)使用最廣的末端設(shè)備，風(fēng)機盤管的全稱為中中央空 調(diào)風(fēng)機盤管機組，房間局部吊頂?shù)娘L(fēng)口就隱藏著風(fēng)機盤管，它始終為我們的建筑 內(nèi)部保持適宜的溫度。 風(fēng)機盤管控制方案分類： 風(fēng)機盤管控制多采用就地控制的方案，分簡單控制和溫度控制兩種： 風(fēng)機盤管簡單控制：使用三速開關(guān)直接手動控制風(fēng)機的三速轉(zhuǎn)換與啟停。 風(fēng)機盤管溫度控制：使用溫控器根據(jù)設(shè)定溫度與實際檢測溫度的比較、運算， 自動控制電動兩/三通閥的開閉，風(fēng)機的三速轉(zhuǎn)換，或直接控制風(fēng)機的三速轉(zhuǎn)換與 啟停，從而通過控制系統(tǒng)水流或風(fēng)量達到恒溫。 風(fēng)機盤管組成： 風(fēng)機盤管主要由風(fēng)機，換熱盤管和機殼組成，按風(fēng)機盤管機外靜壓可分為標 準型和高靜壓型、按換熱盤管排數(shù)可分為兩排和三排，換熱盤管一般是采用銅管 串鋁翅片，銅管外徑為 1016mm，翅片厚度約 0.150.2mm，間距 2.03.0mm，風(fēng)機一般采用雙進風(fēng)前彎形葉片離心風(fēng)機，電機采用電容式 4 極單 相電機、三檔轉(zhuǎn)速、機殼和凝水盤隔熱。 風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)的工作原理： 借助風(fēng)機盤管機組不斷地循環(huán)室內(nèi)空氣，使之通過盤管而被冷卻或加熱，以 保持房間要求的溫度和一定的相對濕度。盤管使用的冷水或熱水，由集中冷源和 熱源供應(yīng)，與此同時，由新風(fēng)空調(diào)機房集中處理后的新風(fēng)，通過專門的新風(fēng)管道 分別送入各空調(diào)房間，以滿足空調(diào)房間的衛(wèi)生要求。 風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)與集中式系統(tǒng)相比，沒有大風(fēng)道，只有水管和較小的新風(fēng) 管，具有布置和安裝方便、占用建筑空間小、單獨調(diào)節(jié)好等優(yōu)點，廣泛用于溫、 濕度精度要求不高、房間數(shù)多、房間較小、需要單獨控制的舒適性空調(diào)中。 風(fēng)機盤管作為中央空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，在眾多的公共場所廣為采用，其主要特 點如下： （1）自成單元，調(diào)節(jié)靈活； 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 (2）風(fēng)量校核； (3）送、回風(fēng)方式； (4）其它因素： a噪音指標控制在 40db 以下，對噪音偏大的風(fēng)機盤管，加裝消聲處理裝置， 阻力值不大于 10pa。 b安裝、施工中質(zhì)量注意保溫質(zhì)量，冷凝水的排放，坡向，管件接頭，系統(tǒng)清 潔。 c水系統(tǒng)的設(shè)置方式水平系統(tǒng)還是垂直系統(tǒng)，部分工地選用垂直系統(tǒng)，能較好 的保證冷凝水的排放，保證了房間的層高要求。 3.3 系統(tǒng)冷熱源系統(tǒng)冷熱源 冷熱源設(shè)備包括：鍋爐、電動壓縮式冷水機組、熱泵型冷（熱）水裝置、溴 化鋰吸收式冷水機組、直燃型溴化鋰吸收式冷水機組、蓄冷裝置、換冷機組等。 空調(diào)冷凍水由制冷機（冷水機組）提供。冷水機組由壓縮式和吸收式冷水機組兩 大類組成。 實踐應(yīng)用中，我們應(yīng)綜合考慮建筑物用途，建筑物負荷大小及其變化、冷水 機組特性、電源情況、水源情況、運行費用、環(huán)保安全等因素來選擇冷水機組。 在建筑物中，系統(tǒng)冷源可以是冷水機組、熱泵等，這些冷源主要為建筑物空 調(diào)系統(tǒng)提供冷量；熱泵機組功率較低，因此單獨將熱泵機組作為系統(tǒng)冷熱源的建 筑并不多見。如果單獨將冷水機組作為系統(tǒng)冷源，將鍋爐系統(tǒng)作為系統(tǒng)熱源的話 將會造成容量浪費和設(shè)備利用率低的缺欠。因為冷水機組在冬天幾乎不用，而鍋 爐系統(tǒng)在夏天也僅僅需要滿足生活熱水需求，同時冷水機組和鍋爐機組的容量又 必須滿足尖峰負荷需求，因此許多建筑物都將冷水機組和鍋爐系統(tǒng)作為主要冷熱 源，其容量滿足大多數(shù)情況下的負荷需求，不足部分由熱泵機組承擔。這種冷熱 源的配置方式相對比較經(jīng)濟。 3.3.1 冷水機組（制冷機）：冷水機組（制冷機）： 一臺空調(diào)需要制冷，需要放出冷氣，這就需要有冷源制造出冷凍水，通到空 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 調(diào)的表冷器里。然后讓空氣通過，達到使空氣降溫的效果。 （1）壓縮式冷水機組。壓縮式冷水機組中，制冷機蒸汽在壓縮機內(nèi)被壓縮成高 壓蒸汽進入冷凝器，制冷劑和冷卻水在冷凝器中進行熱交換，制冷劑放熱后變?yōu)?高壓液體，通過液力膨脹閥后，液態(tài)制冷劑壓力急劇下降，變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)制冷劑 進入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，低壓液態(tài)制冷劑通過與冷凍水的熱交換而汽化，吸收 冷凍水的熱量成為低壓蒸汽，再經(jīng)過回氣管重新吸入壓縮機，開始新的循環(huán)。 （2）吸收式冷水機組。吸收式冷水機組也是利用低壓制冷劑的蒸發(fā)產(chǎn)生的汽化 潛熱進行制冷，區(qū)別是壓縮式制冷以電為能源，而吸收式制冷以熱為能源。吸收 式冷水機組多采用溴化鋰水溶液為制冷冷媒，其中水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑。 夏季供冷冬季可以供熱，一臺機組可解決全年的空調(diào)需求。 制冷機的樣子如下圖所示： 圖圖 3.9 溴溴化化鋰鋰冷冷水水機機組組 簡單的說明其工作原理就是溴化鋰這種化學(xué)物質(zhì)在冷水機組里通過高壓從氣 體轉(zhuǎn)化成液體，這是個放熱的過程。然后把液態(tài)的溴化俚通入到機器內(nèi)的熱交換 設(shè)備中與水接觸。液態(tài)的溴化俚擺脫了高壓的束縛，會變成氣體。這一過程是吸 熱的過程。這樣由于它吸熱就把水的熱量吸走了，水就變成了冷凍水。然后再通 過泵輸入到新風(fēng)機組，或者空調(diào)機組的表冷裝置中去了。 3.3.2 冷卻塔冷卻塔 上面在冷源里提到，溴化鋰可是通過高壓，然后使其放熱，才從氣態(tài)轉(zhuǎn)化成 液態(tài)的。那么它放熱就必須要有某種物質(zhì)來接收太所放的熱，這種物質(zhì)就是“冷 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 卻水”。其實就是普通的自來水。當冷卻水吸熱以后溫度上升了。溫度上升就需 要散熱，所以就把它通過管路，通到冷卻塔中。冷塔的樣子如下圖示例： 圖圖 3.10 冷冷卻卻塔塔 把溫度高的冷卻水，通入冷塔的上面往下噴淋，上面有個大風(fēng)扇，就自然把冷卻 水的熱散發(fā)到空氣中去了。然后涼下來的冷卻水，再通回到冷站中去，繼續(xù)使用。 3.3.3 熱源熱源 空調(diào)能制冷，也能制熱。制熱則需要熱源。在現(xiàn)代樓宇中，有的大樓用鍋爐 做為熱源。有的大樓則用市政供熱管道，輸送來的熱蒸汽做為熱源?？傊际前?水進行加熱，然后通到空調(diào)機組和新風(fēng)機組的表熱裝置中去。下面左圖為鍋爐。 右圖為板換系統(tǒng)。板換系統(tǒng)是進行熱交換用的裝置。市政管道的熱蒸氣通到大樓 的熱站中，必須將熱蒸汽加熱自己大樓中的水，這就需要板換系統(tǒng)。 圖圖 3.11 鍋鍋爐爐 圖圖 3.12 板板換換 空調(diào)系統(tǒng)終端熱媒多為 6570熱水，通過熱交換器完成將高溫蒸汽或高溫熱水 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 （9095）變?yōu)榭照{(diào)熱水。熱水泵再將空調(diào)熱水加壓經(jīng)分水器送至各終端負載， 在負載中進行水/氣熱交換，實現(xiàn)室內(nèi)空氣升溫調(diào)節(jié)，水溫下降，再流經(jīng)集水器進 入熱交換器中再加熱。 3.4 冷水機組和空調(diào)末端設(shè)備的配合運行冷水機組和空調(diào)末端設(shè)備的配合運行 冷水機組的選用要綜合考慮建筑物用途、建筑物負荷大小及其變化、冷水機 組特性、電源情況、水源情況、初投資運行費用、環(huán)保安全等因素。這既保證合 理的容量冗余，又能保證在暑期最為酷熱的時間區(qū)段空氣調(diào)節(jié)區(qū)域的冷負荷需求。 冷水機組和冷凍水循環(huán)泵、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵一起構(gòu)成冷源。 將制冷機、冷水循環(huán)水泵、補水箱、集水器、分水器等一些輔助設(shè)備安裝在 制冷站中,制冷站中的冷水機組生成的冷凍水通過分水器向各空調(diào)區(qū)的新風(fēng)機組、 空調(diào)機組或風(fēng)機盤管（空調(diào)末端設(shè)備）提供冷凍水，冷凍水與這些末端設(shè)備進行 熱交換，升溫后又返回制冷站的集水器，再經(jīng)過冷凍水循環(huán)泵加壓進入冷水機組 進行制冷，整個過程循環(huán)進行。冷水機組和空調(diào)前端設(shè)備的配合運行的情況如圖 所示。 圖圖 3.13 冷冷水水機機組組和和空空調(diào)調(diào)前前端端設(shè)設(shè)備備的的配配合合運運行行 在制冷過程中，通過對冷凍水供回水溫度、流量、壓力、壓差、冷水機組運 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 行臺數(shù)和差壓旁路調(diào)節(jié)的控制，實現(xiàn)對冷凍水系統(tǒng)的控制來滿足空調(diào)末端設(shè)備對 冷源的需求，同時實現(xiàn)節(jié)能目的。 當制冷站與遠端空調(diào)末端設(shè)備距離較遠時，冷凍水的輸運管路阻尼大，通常 在冷水機組的出水側(cè)加裝二級冷凍水泵來克服輸運管路的阻尼。 3.5 空調(diào)末端設(shè)備比較與選擇空調(diào)末端設(shè)備比較與選擇 3.5.1 末端設(shè)備的比較末端設(shè)備的比較 新風(fēng)機組和空調(diào)機組區(qū)別一：新風(fēng)機組是用來處理新風(fēng)的，在一座大形建筑 內(nèi)，一般新風(fēng)機組是和風(fēng)機盤管配合起來使用，風(fēng)機盤管與新風(fēng)機其實就和空調(diào) 機差不多了。一般情況下，空調(diào)機本身有新風(fēng)口，新風(fēng)用來保證室內(nèi)空氣的質(zhì)量， 并補充室內(nèi)排風(fēng)。由于風(fēng)機盤管沒有新風(fēng)口，所有需要新風(fēng)機提供，新風(fēng)機組提 供的經(jīng)過處理的新風(fēng)和經(jīng)過風(fēng)機盤管處理過的回風(fēng)，或者是先混合再由風(fēng)機盤管 處理，然后送入房間內(nèi)。 新風(fēng)機組和空調(diào)機組區(qū)別二：新風(fēng)機組主要處理室外空氣，而空調(diào)機組用于 處理經(jīng)過新風(fēng)機處理的空氣，但是新風(fēng)機可以有回風(fēng)，回風(fēng)也可以有新風(fēng)，其目 的都是為了更好的調(diào)節(jié)溫度和濕度等參數(shù)。 新風(fēng)機組和空調(diào)機組區(qū)別三：新風(fēng)機組一般來說不承擔空調(diào)區(qū)域的熱濕負荷， 主要功能就是送新風(fēng)，當然理想狀態(tài)是送風(fēng)的溫度和濕度恒定了，所以新風(fēng)機組 一般控制送風(fēng)溫濕度。 新風(fēng)機組和空調(diào)機組區(qū)別四：空調(diào)機組負荷空調(diào)區(qū)域的熱濕負荷，對空調(diào)區(qū) 域的空氣起到綜合處理的作用，同時保證一定的新風(fēng)量?？照{(diào)機組通常主要是控 制空調(diào)區(qū)域的溫度濕度和空氣質(zhì)量等，空氣處理過程一般比較復(fù)雜。 新風(fēng)機組和空調(diào)機組區(qū)別五：空調(diào)機組對于空氣處理較新風(fēng)機組在工藝上要 相對復(fù)雜，所以空調(diào)機組多應(yīng)用在不能安裝風(fēng)機盤管的大范圍公共區(qū)域，而新風(fēng) 機組多配合安裝有風(fēng)機盤管的小范圍空間使用。 無論是空調(diào)機組還是新風(fēng)機組使用和安裝都較為普遍，新風(fēng)機組和空調(diào)機組 有所區(qū)別，但可以功能互補，安裝新風(fēng)機組的同時，然后每個房間內(nèi)再單獨安裝 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 風(fēng)機盤管，這樣可以做到取長補短，同時還可以達到更加節(jié)能舒適的目的。 新風(fēng)系統(tǒng)是由風(fēng)機、進風(fēng)口、排風(fēng)口及各種管道和接頭組成。安裝在吊頂內(nèi) 的風(fēng)機通過管道與一系列的排風(fēng)口相連，風(fēng)機啟動，室內(nèi)受污染的空氣經(jīng)排風(fēng)口 及風(fēng)機排往室外，使室內(nèi)形成負壓，室外新鮮空氣便經(jīng)安裝在窗框上方（窗框與 墻體之間）的進風(fēng)口進入室內(nèi)，從而使室內(nèi)人員可呼吸到高品質(zhì)的新鮮空氣。采 用新風(fēng)系統(tǒng)的好處：1）不用開窗也能享受大自然的新鮮空氣；2）避免 “空調(diào)病”； 3）避免室內(nèi)家具、衣物發(fā)霉；4）清除室內(nèi)裝飾后長期緩釋的有害氣體，利于人 體健康；5）調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，節(jié)省取暖費用；6）有效排除室內(nèi)各種細菌、病毒。 概括的說，新風(fēng)機其實就是將室外的新鮮空氣經(jīng)過過濾，并進行溫度轉(zhuǎn)化（就是 將室內(nèi)的廢舊空氣噴出時對進入的空氣進行加溫或降溫，或通過風(fēng)機盤管實現(xiàn)， 這樣避免吹進來的空氣太熱。 風(fēng)機盤管是中央空調(diào)系統(tǒng)中廣泛使用的末端設(shè)備，規(guī)范的全稱是中央空調(diào)風(fēng) 機盤管機組，它主要由電機和冷疑管及接水盤構(gòu)成。可簡單分類如下：中央空調(diào) 風(fēng)機盤管按照形式分為：臥式暗裝、臥式明裝、立式暗裝、立式明裝、卡式五種； 臥式風(fēng)機盤管按照厚度可以分成：超薄型、普通型；卡式風(fēng)機盤管按照有無冷凝 水泵可以分成：普通型、豪華型。 3.5.2 末端設(shè)備的選擇末端設(shè)備的選擇 一般來說，風(fēng)機盤管功能單一，風(fēng)量制冷量小，主要考慮房間內(nèi)使用，控制 精度也低，體積小安裝形式多樣?？照{(diào)機組功能多，風(fēng)量大制冷量大，主要考慮 大空間使用，控制精度可以做得很高，但體積大安裝形式比較單一。 選擇風(fēng)機盤管機組，除供冷量滿足計算冷負荷要求外，還要求滿足其顯熱量 和潛熱量的匹配滿足房間熱濕比的要求；風(fēng)量則須滿足送風(fēng)溫差、換氣次數(shù)及氣 流組織等使用要求。隨著風(fēng)機盤管機組的應(yīng)用范圍不斷擴大，其所服務(wù)的空調(diào)房 間的類型差別也會越來越大。不同性質(zhì)、不同使用要求的空調(diào)房間，熱濕比是不 一樣的，冷量的風(fēng)量的匹配也不應(yīng)是一成不變的。即使空調(diào)要求和凈容積相同的 房間，因氣象條件、朝向或圍護結(jié)構(gòu)等差異，也會導(dǎo)致冷負荷的不同，顯然須使 同不同結(jié)構(gòu)特性的風(fēng)機盤管，才能滿足房間的不同需求。 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 風(fēng)機盤管空調(diào)機組主要適用于賓館、辦公樓、商業(yè)大樓、飯店、銀行、醫(yī)院、 學(xué)校、公寓、別墅、廣播電臺以及其它集中供冷暖的建筑物，以及要求噪音低、 調(diào)節(jié)靈活的空調(diào)房間，是集中式空調(diào)系統(tǒng)最理想的末端裝置。其采用了國內(nèi)外先 進技術(shù)，經(jīng)精心制作而成，具有高效節(jié)能，健康環(huán)保，運轉(zhuǎn)寧靜，安裝靈活，外 形美觀，并有多種型式選擇的優(yōu)點。無論是新建房間，還是舊房改造，均能達到 理想的效果。 隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展以及人民生活水平的不斷提