樓宇設備自動化系統(tǒng)

1、1第四章 樓宇設備自動化系統(tǒng)本章重點本章重點BA各子系統(tǒng)的工藝原理BA各子系統(tǒng)的控制對象及控制方法 本章難點本章難點BA各子系統(tǒng)的硬件配置圖的繪制 2樓宇設備自動控制系統(tǒng) 對冷熱源系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電梯控制、照明及供配電系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理、監(jiān)測和控制，設備多且散。自動控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng) 一般采用DDC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 采用集中管理和分散控制控制特點控制特點 控制器采用網(wǎng)絡互連，一個控制器控制本地較小數(shù)量的傳感器/執(zhí)行器3 能耗最大 控制要求高第一節(jié)第一節(jié) 空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控4空調(diào)系統(tǒng)分類空調(diào)系統(tǒng)分類全空氣空調(diào)系統(tǒng)全水空調(diào)系統(tǒng)空氣水空調(diào)系統(tǒng)制冷劑空調(diào)系統(tǒng)集中式空調(diào)系統(tǒng)半集中式

2、空調(diào)系統(tǒng)分散式空調(diào)系統(tǒng) 全回風式空調(diào)系統(tǒng) 全新風式空調(diào)系統(tǒng) 新回風混合式空調(diào)系統(tǒng)定風量、變風量空調(diào)系統(tǒng)低速、高速空調(diào)系統(tǒng)工藝性、舒適性空調(diào)系統(tǒng)一般性、恒溫恒濕性空調(diào)系統(tǒng)5 通過改變送風溫度來滿足室內(nèi)冷（熱）負荷變化。通過改變送風溫度來滿足室內(nèi)冷（熱）負荷變化。 若向室內(nèi)吹冷風，送入室內(nèi)的冷量是： QcL（tnts）式中，c是空氣的比熱容；是空氣密度；L是送風量； tn是室內(nèi)溫度，ts是送風溫度；Q是吸收（或送入） 室內(nèi)的熱流量。風機以恒速運行，從而保持風量的恒定，僅通過改變送風溫度來進行空氣的溫度調(diào)節(jié)。一、定風量空調(diào)系統(tǒng)一、定風量空調(diào)系統(tǒng)6 新風機組通常與風機盤管配合進行使用新風機組通常與風機

3、盤管配合進行使用 為避免室外空氣對室內(nèi)溫濕度狀態(tài)的干擾，在送入房間 之前需要對其進行熱濕處理，室內(nèi)負荷通常由風機盤管 處理。 新風機組只有一個換熱器，冬夏季共用新風機組只有一個換熱器，冬夏季共用 在冬季送入熱水對空氣進行加熱，在夏季則送入冷凍 水對空氣冷卻去濕。加濕器僅在冬季對新風加濕。新 風機組在南方地區(qū)作為舒適性空調(diào)使用時，時常取消 了加濕器。 二、全新風式空調(diào)系統(tǒng)二、全新風式空調(diào)系統(tǒng)7全新風式空調(diào)系統(tǒng)工藝流程全新風式空調(diào)系統(tǒng)工藝流程8 監(jiān)控功能監(jiān)控功能n 新風門及風機的監(jiān)控新風門及風機的監(jiān)控 通過風閥控制器控制新風的開關狀態(tài)監(jiān)視風機電機的工作狀態(tài)，確定是處于“開”或“關” 檢測風機電機的

4、電流是否過載，過載產(chǎn)生報警信號n 過濾網(wǎng)的監(jiān)測過濾網(wǎng)的監(jiān)測 用微差開關即可監(jiān)視新風過濾器兩則的壓差，以了解過濾器是否要求清洗更換。9n 新風溫度監(jiān)控新風溫度監(jiān)控 由新風通道的溫度傳感器實測新風溫度，通過調(diào)節(jié)冷熱水閥開度，使新風溫度在設定的范圍內(nèi)，使室內(nèi)的溫度保持相對恒定。 n 新風濕度監(jiān)控新風濕度監(jiān)控 由新風通道的濕度傳感器實測新風的濕度信號，通過調(diào)節(jié)加濕閥的開度，使新風濕度在設定的范圍內(nèi)。 1011控制方式控制方式定風量控制方式控制算法控制算法比例積分調(diào)節(jié)方式防凍保護程序的啟動防凍保護程序的啟動 風機停止，室外空氣溫度不高于時； 風機未停機，換熱器出口水溫低于時 關風門關風門+ +關風機關風

5、機 1)(1dTKVC12 新回風混合空調(diào)系統(tǒng)比全新風空調(diào)系統(tǒng)增加了回風系統(tǒng)和排風系統(tǒng)，其目的是為了節(jié)約能源，凈化室內(nèi)空氣，并可與消防系統(tǒng)聯(lián)合排煙。 由于增加了回風系統(tǒng)和排風系統(tǒng)，與全新風系統(tǒng)比較，需增加監(jiān)控點： 1、回風溫度監(jiān)控 2、回風濕度監(jiān)控 3、新風/回風比例監(jiān)控 4、排煙系統(tǒng)監(jiān)控 三、新回風混合空調(diào)系統(tǒng)三、新回風混合空調(diào)系統(tǒng)13回風溫度監(jiān)控回風溫度監(jiān)控回風通道的溫度傳感器實測回風溫度，通過控制換熱器上的調(diào)節(jié)閥的開度來調(diào)節(jié)熱水（或冷水）流量，使回風溫度控制在設定的范圍內(nèi) 回風濕度監(jiān)控回風濕度監(jiān)控由回風通道的濕度傳感器實測回風通道的濕度信號，通過控制蒸汽閥的開度來調(diào)節(jié)蒸汽流量，使回風濕度

6、保持在設定的范圍內(nèi)。 14新風新風/ /回風比例監(jiān)控回風比例監(jiān)控 根據(jù)新風通道中的溫度、濕度傳感器以及回風通道中的溫度、濕度傳感器實測出的新風溫度及濕度，以及回風溫度及濕度，調(diào)節(jié)新風電動風門和回風電動風門的開度，使新風/回風比例控制在預定值。在不同的氣象條件下，應選擇不同的新風/回風比例，以減少系統(tǒng)能耗。 排煙系統(tǒng)排煙系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)控當發(fā)生火災時，新風、回風系統(tǒng)立即停止工作，啟動排煙系統(tǒng)。 1516四、變風量空調(diào)系統(tǒng)四、變風量空調(diào)系統(tǒng)變風量系統(tǒng)（VAV，Variable air volume System）當室內(nèi)空調(diào)負荷改變以及室內(nèi)空氣參數(shù)設定值變化時，自動調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)送入房間的送風量，使通過空氣

7、送入房間的負荷與房間的實際負荷相匹配，以滿足室內(nèi)人員的舒適要求或工藝生產(chǎn)的要求。同時送風量的自動調(diào)節(jié)可以最大限度地減少風機的動力，節(jié)約運行能耗。優(yōu)點：優(yōu)點：降低運行能耗方面具有很大的優(yōu)勢實現(xiàn)局部區(qū)域（房間）的靈活控制 能自動調(diào)節(jié)送入各房間冷量 室內(nèi)無過冷過熱現(xiàn)象 17VAV空調(diào)系統(tǒng)示意圖空調(diào)系統(tǒng)示意圖18 控制方式控制方式(1)風機出口閥門控制風機出口閥門控制 用傳動裝置改變風機出口蝸殼形態(tài)，從而改變風量。(2)風機入口導葉片控制風機入口導葉片控制 通過風機入口裝有的放射可活動葉片來調(diào)節(jié)葉片的角度，從而改變風量。(3)變節(jié)距控制變節(jié)距控制 改變軸流風機葉片的安裝角度，以改變風量。(4)風機轉(zhuǎn)速

8、控制風機轉(zhuǎn)速控制 通過改變風機的轉(zhuǎn)速，從而改變風機的運行曲線。通過理論分析，變風量系統(tǒng)的風量控制方式采用調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速的控制方式所達到的節(jié)能效果最佳。19控制系統(tǒng)框圖及末端線路說明控制系統(tǒng)框圖及末端線路說明20作業(yè)作業(yè)1、繪制新風系統(tǒng)硬件配置圖2、繪制空調(diào)系統(tǒng)硬件配置圖3、簡單論述空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控對象及控制原理21第二節(jié)第二節(jié) 冷熱源系統(tǒng)的監(jiān)控冷熱源系統(tǒng)的監(jiān)控常用的冷媒氟利昂、溴化鋰、氨等，制冷方式壓縮式制冷、熱力制冷和冰蓄冷。制冷原理制冷原理22制冷系統(tǒng)監(jiān)控主要內(nèi)容制冷系統(tǒng)監(jiān)控主要內(nèi)容 冷凍機組的監(jiān)測與控制冷凍機組的監(jiān)測與控制 冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)測與控制冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)測與控制 冷凍水系統(tǒng)的監(jiān)測與控制

9、冷凍水系統(tǒng)的監(jiān)測與控制23制冷系統(tǒng)監(jiān)控原理圖制冷系統(tǒng)監(jiān)控原理圖24冷水機組聯(lián)鎖控制冷水機組聯(lián)鎖控制在對某個制冷機組下達啟動啟動命令時，其相關設備的動作時間順序時間順序應為： 對應冷卻水冷凍水管路上的閥門立即開啟； 冷卻塔風機冷卻水與冷凍水水泵延遲min啟動； 制冷主機啟動延遲min執(zhí)行。在對某個制冷機組下達停止停止命令時，其相關設備的動作時間順序時間順序設為： 立即切斷主機電源； 冷卻塔水泵風機，冷凍水水泵延時min停止； 對應的管路閥門延時min后關閉。25冷凍水供冷凍水供/ /回水溫度監(jiān)測回水溫度監(jiān)測 通過供水總管上的溫度傳感器T1檢測冷凍水供水溫度，檢測的信號送入DDC（AI）中，通過回

10、水總管上的溫度傳感器T2檢測冷凍水回水溫度，檢測的信號也送入DDC（AI）中。冷凍水供水水流量監(jiān)控冷凍水供水水流量監(jiān)控 通過供水總管上的流量傳感器F檢測冷凍水流量，送入DDC（AI）中。 水機組開啟臺數(shù)控制水機組開啟臺數(shù)控制 把上述三種信號送入DDC中，計算出實際的空調(diào)冷負荷，再根據(jù)實際冷負荷及壓差旁通閥V的開度自動調(diào)整冷水機組投入臺數(shù)與相應的循環(huán)水泵投入臺數(shù)。以期達到最佳節(jié)能效果。26 由壓差傳感器P檢測冷水供、回水總管之間的壓差，送入DDC（AI），與壓差預先設定值比較后，DDC送出相應信號（AO），調(diào)節(jié)位于供、回水總管之間的旁通閥的開度，實現(xiàn)進水與回水之間的旁通，以保持供、回水壓差恒定。

11、 壓差旁通控制壓差旁通控制27水流檢測、水泵控制水流檢測、水泵控制 冷凍水泵、冷卻水泵啟動后，通過水流開關FS檢測水流狀態(tài)，其信號送入DDC（DI）中，根據(jù)水流狀態(tài)由DDC發(fā)出信號，通過電動閥調(diào)節(jié)水流。如果流量太小，甚至斷流，把信號送入DDC，則系統(tǒng)自動報警，DDC送出信號自動停止相應制冷機運行。當某一臺水泵出現(xiàn)故障，信號送入DDC，DDC發(fā)出信號控制備用水泵自動投入運行。28v冷卻水溫度監(jiān)測冷卻水溫度監(jiān)測 利用溫度傳感器T4檢測冷卻塔出水溫度，檢測信號送入DDC（AI），實時控制冷卻塔風機的啟停臺數(shù)。v工作狀態(tài)、報警顯示與打印工作狀態(tài)、報警顯示與打印v水箱補水控制水箱補水控制 通過液位傳感器

12、LT檢測水箱水位，DDC根據(jù)水位信號，控制進水電磁閥LV的開、閉，以維持水位在允許范圍內(nèi)，水位越限時發(fā)出報警信號29供熱系統(tǒng)的監(jiān)控供熱系統(tǒng)的監(jiān)控供熱鍋爐系統(tǒng)的監(jiān)控原理供熱鍋爐系統(tǒng)的監(jiān)控原理熱水鍋爐通常監(jiān)控的內(nèi)容為：(1)自動檢測鍋爐水位，蒸汽壓力、爐膛負壓，蒸汽流量、給水流量，排煙溫度；(2)自動控制電動機的啟動、停止；(3)自動保護與自動調(diào)節(jié)監(jiān)控環(huán)節(jié)。3031熱交換系統(tǒng)監(jiān)控原理熱交換系統(tǒng)監(jiān)控原理 熱交換系統(tǒng)是以熱交換器為主要設備。其作用是供給生活、空調(diào)及供暖系統(tǒng)用熱水，對這一系統(tǒng)進行監(jiān)控的主要目的是監(jiān)測水力工況以保證熱水系統(tǒng)的正常循環(huán)，控制熱交換過程以保證要求的供熱水參數(shù)。1）熱量計量系統(tǒng)：

13、F、T5、T6構成2）壓力監(jiān)測：P1、P23）熱交換器二次側(cè)熱水出口溫度控制：T1、T2、V1、V24）熱水泵控制及聯(lián)鎖5）工作狀態(tài)顯示與打印3233第三節(jié)第三節(jié) 供配電系統(tǒng)的監(jiān)控供配電系統(tǒng)的監(jiān)控對供配電系統(tǒng)的監(jiān)視管理包括：1、檢測運行參數(shù)：電壓、電流、功率、變壓器溫度等2、監(jiān)視電氣設備運行狀態(tài)3、對建筑物內(nèi)所有用電設備的用電量進行統(tǒng)計及電費計算與管理4、對各種電氣設備的檢修、保養(yǎng)維護進行管理34配電系統(tǒng)監(jiān)控圖配電系統(tǒng)監(jiān)控圖35第四節(jié)第四節(jié) 給排水系統(tǒng)給排水系統(tǒng)給水系統(tǒng)的監(jiān)控給水系統(tǒng)的監(jiān)控v采用恒壓（無水箱）供水 ：應用變頻裝置改變水泵電機轉(zhuǎn)速，以適應用水量變化 v采用高位水箱、低位水地給水系

14、統(tǒng)：在屋頂設高位水箱，在低處（地下室）設一低位水池，中間設置水泵。3637恒壓（無水箱）供水恒壓（無水箱）供水v水泵啟水泵啟/ /停自動監(jiān)控停自動監(jiān)控恒壓供水系統(tǒng)組成：壓力傳感器，可編程序控制器（PLC）、變頻器、供水泵組等v自動監(jiān)測及報警自動監(jiān)測及報警38高位水箱供水高位水箱供水 通常的供水系統(tǒng)從原水地取水，通過水泵把水注入高位水箱，再從高位水箱靠其自然壓力將水送到各用水點。 1)水泵啟/停自動監(jiān)控2)自動監(jiān)測及報警39分集水坑排水和污水池排水 排水系統(tǒng)構成:集水坑（污水池）、排水泵（污水泵）、液位傳感器等 1 1、排水泵起停監(jiān)控、排水泵起停監(jiān)控 2 2、檢測與報警、檢測與報警排水系統(tǒng)的監(jiān)控排水系統(tǒng)的監(jiān)控4041第五節(jié)第五節(jié) 照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)照明控制照明控制1、蹺板開關控制方式2、斷路器控制方式3、定時控制方式4、光電感應