智能建筑空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析.doc

智能建筑空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析2010-8-13智能建筑是利用系統(tǒng)集成的方法，將智能型計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)與建筑技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控、對(duì)信息資源的高效管理、對(duì)使用者提供充足的信息服務(wù)，使技術(shù)與建筑完美的結(jié)合，使業(yè)主的投資合理，并且具有安全、高效、舒適、節(jié)能、便利和靈活的優(yōu)質(zhì)環(huán)境。智能建筑是社會(huì)信息化與經(jīng)濟(jì)全球化的必然產(chǎn)物，是多學(xué)科、高新技術(shù)的巧妙集成，它將成為未來(lái)建筑業(yè)發(fā)展的主流，其本質(zhì)是通過(guò)綜合配置建筑物內(nèi)的各個(gè)功能子系統(tǒng)，以結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)為平臺(tái)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為橋梁，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑的高效管理、控制和共享。空調(diào)系統(tǒng)在建筑物的總能耗中所占的比例非常大。因此，在保證向人們提供舒適環(huán)境的前提下，盡量降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，使空調(diào)系統(tǒng)成為智能建筑自控系統(tǒng)中一個(gè)重要的、必不可少的組成部分。有資料統(tǒng)計(jì)，在BA系統(tǒng)中采用了最優(yōu)投運(yùn)設(shè)備的臺(tái)數(shù)控制、最優(yōu)啟?？刂?、焓值控制、工作面照度控制、公共區(qū)域分區(qū)自動(dòng)照明控制、供水系統(tǒng)壓力控制、溫度自適應(yīng)控制等節(jié)能措施后，可以減少約20%的能耗，因而這些舉措具有非常重要的意義。目前，我國(guó)大多數(shù)建筑的空調(diào)系統(tǒng)仍采用常規(guī)的儀表對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和管理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自控技術(shù)的高速發(fā)展，以及它們?cè)谂照{(diào)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，利用系統(tǒng)集成的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的儀器、儀表，能夠更有效的對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，提高空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行性能，節(jié)省運(yùn)行能耗。同時(shí)也降低了運(yùn)行管理費(fèi)用和管理人員的勞動(dòng)者工作中工程實(shí)例，對(duì)空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)略的分析。1、系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，是整個(gè)大廈智能化結(jié)構(gòu)能否真正體現(xiàn)其智能性和可靠性的重要因素之一。使用者需要的不僅僅是一個(gè)適用的、可靠的系統(tǒng)，同時(shí)還應(yīng)該是一個(gè)兼有開(kāi)放性、靈活性和擴(kuò)充性的先進(jìn)系統(tǒng)。因而，我們從建筑用途的角度出發(fā)，全面深入的了解用戶(hù)的需求，完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)，努力使系統(tǒng)達(dá)到有效的節(jié)省電能。對(duì)全樓的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，管理設(shè)備不同時(shí)間內(nèi)的用電量大小，使系統(tǒng)設(shè)備永遠(yuǎn)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，減少不必要的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)約用電的目的。大量節(jié)省人力。設(shè)備簡(jiǎn)單操作、維護(hù)、保養(yǎng)都要大量的人工完成，上述工作均由系統(tǒng)控制程序自動(dòng)完成。延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。設(shè)備在系統(tǒng)程序控制下，始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)報(bào)告設(shè)備的故障情況并處理，按照設(shè)備的運(yùn)行狀況打印維護(hù)、保養(yǎng)報(bào)告，避免超前或延時(shí)維護(hù)，相應(yīng)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，利用效率。保障建筑與人身的安全，系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，可是值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、問(wèn)題與意外，消滅故障于隱患之中，排除意外于防范之中，保障建筑與人身的安全。2、系統(tǒng)的組成樓宇設(shè)備自動(dòng)控制（BAS）是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)等高新技術(shù)有效結(jié)合的產(chǎn)物，因而，其系統(tǒng)情況可以網(wǎng)絡(luò)、控制及傳感器件和軟件三個(gè)方面組成。2.1 網(wǎng)絡(luò)介紹（1）網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及互聯(lián)方式智能化控制系統(tǒng)全部采用當(dāng)今最新的I/A系統(tǒng)，采用控制總線及現(xiàn)在總線兩級(jí)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的集散控制系統(tǒng)，使用的BACnet和LonMark均為公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，使不同系統(tǒng)間集成更方便?？刂瓶偩€連接系統(tǒng)文件服務(wù)器，監(jiān)控工作站等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于工作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)匯總處理保存?，F(xiàn)場(chǎng)總線連接數(shù)字式直接控制器（DDC），現(xiàn)場(chǎng)智能傳感器、執(zhí)行器，用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)。而控制總線與現(xiàn)場(chǎng)總線之間，利用網(wǎng)橋（NGS-ETHERNET）互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的上送及人工操作指令的下傳。網(wǎng)橋可按數(shù)據(jù)分類(lèi)布置，也可冗余布置?？刂瓶偩€的通訊速率可高達(dá)10Mbps，現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊速率可高達(dá)78.8kbps。（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的總體管理與運(yùn)營(yíng)居于監(jiān)控站的計(jì)算機(jī)上，擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的總體協(xié)調(diào)和管理，分散在樓宇各個(gè)部分的DDC控制器直接與現(xiàn)場(chǎng)各臺(tái)設(shè)備相連，前置安裝，并對(duì)所連接的設(shè)備實(shí)施監(jiān)測(cè)和控制，真正實(shí)現(xiàn)DCSC（集散型控制）。同時(shí)，I/A系統(tǒng)可用手提便攜式計(jì)算機(jī)對(duì)控制器實(shí)現(xiàn)在線就地就近編程，可在網(wǎng)絡(luò)的任意一節(jié)點(diǎn)上觀察和操作網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)控制器，為系統(tǒng)的調(diào)試、檢修和運(yùn)行維護(hù)提供極大方便。此外，位于Lonworks上的通訊接口，可以方便地與大廈中各機(jī)電設(shè)備和系統(tǒng)（如電梯、照明、能源管理、煤氣等）的聯(lián)網(wǎng)通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)交挽。所有信息通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)傳遞，無(wú)需經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)，中央控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)與否與DDC控制器的工作無(wú)關(guān)，且不影響B(tài)AS系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免了計(jì)算機(jī)集中控制所造成的危險(xiǎn)集中。由于現(xiàn)場(chǎng)總線上使用Lontalk通訊協(xié)議，其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊方式可以使事故發(fā)生后的動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間大大縮短，為大廈控制實(shí)施性提供了可靠保證。2.2 控制和傳感器設(shè)備本大廈樓宇控制和傳感器設(shè)備均采用美國(guó)江森公司產(chǎn)品，本文不作介紹。3、空調(diào)設(shè)備管理自動(dòng)化3.1 本大廈空調(diào)系統(tǒng)工程概況3.1.1 綜合樓建筑面積45000平方米，地上14層（局部16層），地下一層。建筑總高度66米，是綜合辦公大樓，北側(cè)通過(guò)大廳與報(bào)告廳相連。報(bào)告廳建筑面積2000平方米，可容納1000人開(kāi)會(huì)并滿(mǎn)足中型歌舞表演需要。3.1.2 本大廈在暖通方面采用以下方式，全部采用集中空調(diào)。辦公大樓門(mén)廳、會(huì)議接待室以及報(bào)告大廳采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，其余均采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)的空調(diào)方式。房間采用三速開(kāi)關(guān)控制送風(fēng)量。3.1.3 夏季冷源采用電制冷冷水機(jī)組，冬季熱源利用外網(wǎng)提供的一次水經(jīng)板式換熱器后，供給空調(diào)系統(tǒng)。3.1. 4冷凍機(jī)房和換熱站統(tǒng)一設(shè)置，均安排在辦公大樓地下室。3.2 本大廈冷、熱源系統(tǒng)基本監(jiān)控內(nèi)容如下表監(jiān)控設(shè)備監(jiān) 控 內(nèi) 容冷水機(jī)組、換熱器自動(dòng)監(jiān)測(cè)冷卻水供回水溫度；冷凍水供回水溫度；壓力及冷凍水流量；換熱器一、二次供回水溫度、壓力；軟化水箱的高低液位；冷卻泵、冷凍泵運(yùn)行狀態(tài)并控制啟停；根據(jù)測(cè)量值計(jì)算系統(tǒng)負(fù)荷，以實(shí)現(xiàn)冷凍及運(yùn)行臺(tái)數(shù)的最優(yōu)控制；根據(jù)換熱器二次供回水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)換熱站一次水供水管上電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以保證二次水溫度；監(jiān)測(cè)軟化水泵的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)水箱液位高低自動(dòng)控制軟化水泵的啟停；故障分析、報(bào)警，并采取相應(yīng)的策略，累計(jì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，開(kāi)列維保報(bào)告，顯示設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)中央管理工作站對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)配置、控制、管理。新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組監(jiān)測(cè)新風(fēng)溫度，送風(fēng)溫度，過(guò)濾器壓差，報(bào)警，各機(jī)組的送風(fēng)狀態(tài)，并控制其啟停；自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥的開(kāi)度，控制新風(fēng)量，最大限度的利用新風(fēng)節(jié)能；自動(dòng)調(diào)節(jié)冷、熱盤(pán)管的開(kāi)度，保證溫度。3.3 冷熱系統(tǒng)的自動(dòng)啟停順序開(kāi)啟順序：冷熱水閥門(mén)，冷熱水泵，冷熱水流開(kāi)關(guān)信號(hào)，冷熱水機(jī)組啟動(dòng)。關(guān)閉順序：冷熱水機(jī)組，冷熱水流開(kāi)關(guān)，冷熱水泵，冷熱水閥門(mén)關(guān)閉，有關(guān)控制的邏輯過(guò)程由圖（1）和圖（2）顯示。4、結(jié)束語(yǔ)BA系統(tǒng)工程領(lǐng)域還存在以下問(wèn)題：1）BA系統(tǒng)設(shè)備中鮮見(jiàn)國(guó)內(nèi)廠商提供的產(chǎn)品。2）BA系統(tǒng)工程質(zhì)量不高，存在諸多原因，如設(shè)計(jì)缺陷，承包商實(shí)施能力低，業(yè)主采購(gòu)設(shè)備的未落實(shí)接口配置以及BA系統(tǒng)竣工驗(yàn)收無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等，如何提高BA系統(tǒng)的工程質(zhì)量，有待大家的共同努力。3）通過(guò)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，筆者感到，要做好一個(gè)智能大廈的空調(diào)系統(tǒng)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工，必須在不同階段分別做好以下幾個(gè)方面的工作：積極參與項(xiàng)目的前期設(shè)計(jì)，落實(shí)用戶(hù)對(duì)自控系統(tǒng)具體詳細(xì)的需要。詳細(xì)了解所控制對(duì)象（設(shè)備、子系統(tǒng)）的性能參數(shù)，控制接口和可控情況；建立經(jīng)濟(jì)、合理、節(jié)能的系統(tǒng)控制方框圖。選擇可靠的自控產(chǎn)品，對(duì)配套的空調(diào)設(shè)備做好詳細(xì)的訂貨說(shuō)明，和生產(chǎn)廠家相互配合以免出現(xiàn)自控設(shè)備和空調(diào)設(shè)備不配套等問(wèn)題。對(duì)各專(zhuān)業(yè)設(shè)備的控制，各專(zhuān)業(yè)之間必須互相配合，以免出現(xiàn)漏選現(xiàn)象和自控設(shè)備錯(cuò)選等現(xiàn)象。提高系統(tǒng)集成商的深化設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試以及維護(hù)保障能力。完善對(duì)自控系統(tǒng)的設(shè)