第六講-中央空調(diào)控制系統(tǒng)

1、課程：樓宇自動化1. 課程性質(zhì)：專業(yè)選修課2. 任課教師：曾明3. 學時：404. 上課時間：星期一上午3、4節(jié)（3-14周） 星期四上午1、2節(jié)（3-14單周）5. 參考書：王再英等編著 樓宇自動化系統(tǒng)原理與應用 電子工業(yè)出版社 2005 建筑物自動化監(jiān)控系統(tǒng)空調(diào)與冷熱源監(jiān)控在各建筑中，空調(diào)系統(tǒng)的能耗最大，故在保證提供舒適環(huán)境的條件下，我們采用各種措施來實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能，如設備最佳啟/?？刂?、空調(diào)及制冷機的節(jié)能優(yōu)化控制、設備運行周期控制、電力符合控制等。照明監(jiān)控采用各種有效方式來實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的控制，以達到節(jié)能的目的。如可通過編程來實現(xiàn)自動控制開、關燈的時間和亮度等。給排水控制系統(tǒng)在各建筑物中提

2、供生活水供應和污水排水控制。電梯監(jiān)控利用計算機實現(xiàn)群控，以達到優(yōu)化傳送、控制平均設備使用率與節(jié)約能源運行管理等目的。電梯樓層的狀況、電源狀態(tài)、供電電壓、系統(tǒng)功率因數(shù)等亦需監(jiān)測，并連網(wǎng)實現(xiàn)優(yōu)化管理。第六講 中央空調(diào)控制系統(tǒng) 中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑的重要組成都分，是樓宇自動化系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象也是建筑智能化系統(tǒng)的主要管理內(nèi)容之一。現(xiàn)代建筑中的空調(diào)及其自動控制系統(tǒng)的重要性體現(xiàn)在以下幾個方面： （1）智能建筑的重要功能之一就是為人們提供一個舒適的生活與工作環(huán)境，而這一功能主要是通過空調(diào)及其控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的； （2）空調(diào)系統(tǒng)又是整個建筑最主要的耗能系統(tǒng)之一，有統(tǒng)計資料表明，空調(diào)系統(tǒng)的耗能已占到建筑總耗能

3、的40左右，通過樓宇自動化系統(tǒng)實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行，對降低費用、提高效益是非常重要的； （3）由于在空調(diào)系統(tǒng)運行過程中，控制系統(tǒng)必須進行實時調(diào)節(jié)控制，所以空調(diào)控制系統(tǒng)的配置與功能相對而言是整個樓宇自動化系統(tǒng)要求比較高的一部分。 6.1 中央空調(diào)控制系統(tǒng) 6.1.1空調(diào)系統(tǒng)的組成1、空調(diào)系統(tǒng)的組成（1）進風（新風）（2）空氣過濾（3）空氣的冷、熱、濕處理（4）空氣的輸送和分配（5）冷熱源部分 2、空氣的調(diào)節(jié)方式（1）局部式空調(diào)：冷熱源和空氣處理、輸送設備設置在一個箱體內(nèi)。家用空調(diào)（2）集中式空調(diào)，又稱為中央空調(diào)系統(tǒng)：有專門的冷熱源裝置，集中供熱（冷）a）循環(huán)式：新風量為零b）直流式：回風量為零

4、c）混合式：按照適當?shù)谋壤龑⑿嘛L和回風混合 6.1.2中央空調(diào)的冷源系統(tǒng)中央空調(diào)的冷源系統(tǒng)包括冷水機組、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)。一. 冷水機組（1）制冷機原理壓縮式制冷機(以電為能源)吸收式制冷機 (制冷劑：溴化鋰水溶液 )風冷熱泵式機組 二. 冷卻塔 冷卻水進入制冷機與制冷劑進行熱交換，吸收制冷劑釋放的熱量后水溫升高，然后通過冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進入冷卻塔，種放熱量、降溫后再循環(huán)進入制冷機進行熱交換。高溫的冷卻回水(冷水機組出口、一般工藝設計為37)被循環(huán)送至冷卻塔上部噴淋。由于冷卻塔風扇的轉(zhuǎn)動，使冷卻水在噴淋下落過程中，不斷與室外空氣發(fā)生熱交換而冷卻，又重新送入冷水機組而完成冷卻水循環(huán)。 三

5、. 冷凍水與冷卻水循環(huán)泵 (1) 冷凍水循環(huán)泵將從空調(diào)前端設備返回的冷凍水(一般為12)加壓送入冷凍機，在冷凍機內(nèi)進行熱交換、釋放熱量、降低溫度后離開冷凍機(冷凍機出口冷水溫度一般為7)到達空調(diào)末端設備進行水氣熱交換空氣(降溫)調(diào)節(jié)，再循環(huán)返回冷凍機，實現(xiàn)冷凍水的循環(huán)制冷。 (2) 冷卻水循環(huán)泵則實現(xiàn)冷卻水在冷凍機與冷卻塔之間的循環(huán)，并通過冷卻塔系統(tǒng)將冷凍機的冷卻水入水口和出水口的溫度控制在設定值(一般冷凍機冷卻水入口溫度設計為32，出水口為37)。6.1.3 冷源系統(tǒng)的監(jiān)控 制冷系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測(1)冷水機組進水口與出水口冷凍水溫度檢測，以了解冷凍機組的制冷溫度是否在合理的范圍之內(nèi)。(2)集

6、水器回水與分水器供水溫度測量（一般情況下與冷水機組進/出口冷凍水溫度相同，二者可以只選其一），以了解末端冷負荷的變化情況。(3)冷凍水供/回水流量檢測，測量流量和供回水溫度結(jié)合，可計算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷量，以此作為能源消耗計量和系統(tǒng)效率評價的依據(jù)。(4)分水器和集水器壓力壓差測量，用壓力傳感器分別測量分水器進水口、集水器出水口的壓力，或用壓差傳感器測量分水器進水口、集水器出水口的壓力差。根據(jù)供回水壓差調(diào)節(jié)壓差通閥的開度。(5)冷水機組運行狀態(tài)和故障監(jiān)控，取自冷水機組控制器輸出觸點或主接觸器觸點。(6)冷凍水循環(huán)泵運行狀態(tài)、故障狀態(tài)監(jiān)測，用安裝在水泵電機配電柜接觸器、熱繼電器的觸點和安裝在水泵出

7、水管上的水流指示器共同檢測.當水泵處于運行狀態(tài)時,其出口管內(nèi)即有水流,在水流作用下水流開關迅速動作，顯示水泵進入工作狀態(tài)。2. 制冷系統(tǒng)控制內(nèi)容（1）程序控制冷水機組、冷卻泵的順序，達到最低能耗，達到最低的主機折舊。開機：冷卻塔風機冷卻水泵冷凍水泵冷水機組 。停機：冷水機組冷凍水泵冷卻水泵冷卻塔風機 。（2）根據(jù)實際負荷，對機組、水泵等進行臺數(shù)控制，并監(jiān)測其運行狀態(tài)。對各臺機組水溫進行監(jiān)測，監(jiān)測水流量 負荷計算根據(jù)Q=CM(T1-T2) 其中，T1為回水總管溫度，T2為供水總管溫度，C為常數(shù)，M為流量。 當負荷大于一臺機組的15%(可根據(jù)實際情況修改)，則第二臺機組運行。以此類推（3）根據(jù)程序

8、或業(yè)主的日程安排自動開關冷水機組。（4）根據(jù)業(yè)主的要求自動切換機組的運行時間，累計每臺機組運行時間，自動選擇運行時間最短的機組，使每臺機組運行時間基本相等，以延長機組使用壽命。（5）自動記錄及打印空調(diào)系統(tǒng)負荷，并可根據(jù)物業(yè)管理部門要求以不同時段累計負荷情況并打印。（6）監(jiān)測機組壓差，如低于設定值，立即關閉冷水機及相關設備。 6.1.4 空調(diào)系統(tǒng)末端設備 完成空氣調(diào)節(jié)的設備稱空氣處理設備或空調(diào)機組，也稱末端設備?？諝馓幚碓O備或空調(diào)機組與冷熱源一起構(gòu)成空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 空氣處理系統(tǒng)的監(jiān)控功能（1）將回風管內(nèi)空氣溫度與系統(tǒng)設定值進行比較，用PID方式調(diào)節(jié)冷熱水電動閥。使回風溫度保持在設定范圍內(nèi)。（2）

9、對回風管、新風管的溫度和濕度進行檢測，計算新風與回風的焓值，控制回風門和新風門的開啟比例，達到節(jié)能的目的。（3）檢測送風管內(nèi)的濕度值，用PI調(diào)節(jié)濕度調(diào)節(jié)閥，保證送風濕度保持在所需的范圍內(nèi)。（4）風機啟?？刂?，風機運行狀態(tài)檢測及故障扳警（5）過濾網(wǎng)壓差檢測（堵塞扳警）帶回風的定風量空氣處理機控制原理圖兼做回風與排煙的定風量控制 6.2 給排水控制6.2.1 生活給水控制1.概述現(xiàn)代建筑的生活給水系統(tǒng)是整個建筑必不可少的重要組成部分。許多新建的高檔建筑，如寫字樓、高檔辦公樓、會展中心、星級賓館、醫(yī)院等，除了有冷水供水系統(tǒng)外，還有生活熱水供水系統(tǒng)。生活給水系統(tǒng)主要是對給水系統(tǒng)的狀態(tài)、參數(shù)進行監(jiān)測與控

10、制，保證系統(tǒng)的運行參數(shù)滿足建筑的供水要求以及供水系統(tǒng)的安全。 2.生活給水方式（1）高位水箱給水方式 ：在建筑的最高樓層設置高位供水水箱，用水泵將低位水箱水輸送到高位水箱，再通過高位水箱送向給水管網(wǎng)供水，將水輸送到用戶。 （2）水泵直接給水方式 ：用水泵直接向終端用戶提供一定水壓的供水方式。通常在給水泵前建有緩沖水池，避免水泵大水量不均衡供水對城市管網(wǎng)的影響。 （3）氣壓給水方式 ：氣壓給水方式是利用氣壓罐代替高位水箱的給水系統(tǒng)。氣壓罐可以集中于地下室水泵房內(nèi)，避免在樓房高層設置高位水箱占用空間的缺點。氣壓罐的外層為金屬罐體，內(nèi)有一個密封式彈性橡膠氣囊，氣囊內(nèi)充有一定壓力的氮氣。水泵向罐體和氣

11、囊間的空間注水，水壓升高，壓迫氣囊，氣囊內(nèi)氮氣體積縮小，當罐體和氣囊間的水壓力達到規(guī)定值時停泵。 3.生活給水控制系統(tǒng)原理高位水箱給水系統(tǒng)監(jiān)測、控制點配置表 監(jiān)測、控制點描述AIAODIDO接口位置備注給水泵運行狀態(tài)給水泵動力柜主接觸器輔助觸點給水泵故障狀態(tài)給水泵動力柜電路熱繼電器輔助觸點給水泵手/自動轉(zhuǎn)換狀態(tài)給水泵動力柜控制電路，可選給水泵開/關控制DDC數(shù)字輸出接口到給水泵動力柜主接觸器控制回路水流開關狀態(tài)水流開關狀態(tài)輸出高位水箱水位監(jiān)測高位水箱水位開關狀態(tài)，一般有溢流、停泵、啟泵、低限報警四個液位開關生活消防水池水位監(jiān)測地下水池水位開關狀態(tài)，一般有溢流、停泵、啟泵、低限報警四個液位開關合計高位水箱分區(qū)給水系統(tǒng)圖 （a）分區(qū)水箱給水 （b）單一水箱分區(qū)減壓給水水泵直接給水系統(tǒng)監(jiān)控原理圖 水泵直接給水分區(qū)給水系統(tǒng)圖 （a）分區(qū)水泵給水 （b）單一水泵分區(qū)減壓給水6.2.2 污水排水控制1.概述地上建筑的排水系統(tǒng)比較簡單，可以靠污水的重力沿排水管道排入污水井進入城市排水管網(wǎng)。而建筑物地下的污水排放則有所不同，通常把污水集中于污水坑(池)，然后用泵排放到地面的排