樓宇自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)(中央空調(diào)控制系統(tǒng))

揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告PAGE4樓宇自動(dòng)化(中央空調(diào)控制系統(tǒng))課程設(shè)計(jì)目錄\l"_Toc313539921#_Toc313539921"摘要 2\l"_Toc313539922#_Toc313539922"第一章工程概況 2\l"_Toc313539923#_Toc313539923"第二章設(shè)計(jì)原則及依據(jù) 2\l"_Toc313539924#_Toc313539924"第一節(jié)設(shè)計(jì)原則 2\l"_Toc313539925#_Toc313539925"第二節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù) 2\l"_Toc313539926#_Toc313539926"第三章中央空調(diào)系統(tǒng) 3\l"_Toc313539927#_Toc313539927"第一節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu) 3\l"_Toc313539928#_Toc313539928"第二節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則 4\l"_Toc313539929#_Toc313539929"第三節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷計(jì)算 4\l"_Toc313539930#_Toc313539930"第四章中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8\l"_Toc313539931#_Toc313539931"第一節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成 8\l"_Toc313539932#_Toc313539932"第二節(jié)監(jiān)控設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 8\l"_Toc313539933#_Toc313539933"第三節(jié)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9\l"_Toc313539934#_Toc313539934"一、機(jī)房監(jiān)控點(diǎn)位的布置 9\l"_Toc313539935#_Toc313539935"二、控制部分設(shè)計(jì) 9第四節(jié)測(cè)點(diǎn)一覽表 11\l"_Toc313539936#_Toc313539936"第五章新風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì) 11\l"_Toc313539937#_Toc313539937"第一節(jié)系統(tǒng)功能及組成 11\l"_Toc313539938#_Toc313539938"一、系統(tǒng)功能 11\l"_Toc313539939#_Toc313539939"二、系統(tǒng)組成 12\l"_Toc313539940#_Toc313539940"第二節(jié)主要設(shè)備及選擇 12\l"_Toc313539945#_Toc313539945"致謝 13\l"_Toc313539946#_Toc313539946"參考文獻(xiàn) 13\l"_Toc313539947#_Toc313539947"附錄 13摘要隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)居住環(huán)境的舒適性要求也越來越高?？照{(diào)系統(tǒng)尤其是中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑物中得到了越來越多的應(yīng)用，像賓館、辦公樓等這類對(duì)舒適性要求較高的建筑，普遍采用中央空調(diào)系統(tǒng)。中央空調(diào)系統(tǒng)的使用可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)能，環(huán)保，節(jié)約空間，個(gè)性化，簡(jiǎn)化管理，提升檔次，投資方便等優(yōu)點(diǎn)，是未來空調(diào)的發(fā)展方向之一。其統(tǒng)一的管理，良好的舒適度，高檔的品位，廣闊的利用空間一定能使用戶的生活提高一個(gè)檔次。而統(tǒng)一供冷供暖的方式，可以節(jié)約一大部分能量，環(huán)保的特質(zhì)也會(huì)讓用戶感到特別滿意。第一章工程概況本建筑為一商貿(mào)綜合樓，共10層，建筑面積5997平方米，主要功能有餐飲、客房、辦公室等。本工程設(shè)計(jì)范圍包括餐飲、客房、辦公室等的多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)計(jì)；空調(diào)系統(tǒng)采用MDV智能變頻控制多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，無論從經(jīng)濟(jì)、使用壽命，還是從美觀、清潔的角度講，該系統(tǒng)都很符合建筑用途的要求。在暖通空調(diào)負(fù)荷計(jì)算之前，按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005的要求，配合建筑專業(yè)對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。通過計(jì)算使建筑熱工設(shè)計(jì)滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求，為暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。第二章設(shè)計(jì)原則及依據(jù)第一節(jié)設(shè)計(jì)原則1）設(shè)備保證是符合中華人民共和國(guó)最新執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，須為國(guó)內(nèi)外知名品牌并通過國(guó)家、行業(yè)檢測(cè)中心檢測(cè)合格的設(shè)備。2）產(chǎn)品及其所有零部件應(yīng)是技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計(jì)正確、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、節(jié)省能源、遵守機(jī)械、電器及建筑方面的通用技術(shù)要求，維護(hù)方便。制造產(chǎn)品的材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和合適的性能，且為原廠生產(chǎn)，并有該廠商標(biāo)。產(chǎn)品必須是最新制造生產(chǎn)，不得有生銹、陳舊、過時(shí)的配件。第二節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù)GBJ19-87《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50333-2002《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50019-2003《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》LQ1=F·K·(tln-tn)W（4.1）式中：LQ1——外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷,W；F——外墻和屋面的面積，㎡；K——外墻和屋面的傳熱系數(shù)，W/(㎡·℃),可根據(jù)外墻和屋面的不同構(gòu)造，表1－6（a）或表1－6（b）[1]中查取；tn——室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；tln——外墻和屋面冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值，℃，根據(jù)外墻和屋面的不同類型分別在表1－7（a）～表1－7（g）[1]中查取必須指出：(4.1)式中的各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷溫度值都是以北京地區(qū)氣象參數(shù)為依據(jù)計(jì)算出來的，因此對(duì)不同地區(qū)和不同情況應(yīng)按下式進(jìn)行修正：t'ln=(tln+td)·ka·kp℃（4.2）式中:td——地區(qū)修正系數(shù)，℃，見表1－8（a）及表1－8（b）[1]；ka——不同外表面換熱系數(shù)修正系數(shù)，見表1-9[1]；kp——不同外表面的顏色系數(shù)修正系數(shù)，見表1-10[1]；2）內(nèi)墻,樓板等室內(nèi)傳熱維護(hù)結(jié)構(gòu)形成的瞬時(shí)冷負(fù)荷當(dāng)空調(diào)房間的溫度與相鄰非空調(diào)房間的溫度大于3℃時(shí),要考慮由內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱對(duì)空調(diào)房間形成的瞬時(shí)冷負(fù)荷,可按如下傳熱公式計(jì)算LQ2=F·K·(tls-tn)W（4.3）式中：F——內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積，m2；K——內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/(m2·k)；tn——夏季空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃；tls——相鄰非空調(diào)房間的平均計(jì)算溫度，℃。t'ls按下式計(jì)算t'ls=t+tls℃（4.4）式中：t——夏季空調(diào)房間室外計(jì)算日平均溫度，℃；tls——相鄰非空調(diào)房間的平均計(jì)算溫度與夏季空調(diào)房間室外計(jì)算日平均溫度的差值,當(dāng)相鄰散熱量很少(如走廊)時(shí),tls取3℃,；當(dāng)相鄰散熱量在23～116W/m2時(shí),tls取53）外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷在室內(nèi)外溫差的作用下,玻璃窗瞬變熱形成的冷負(fù)荷可按下式計(jì)算：LQ3=F·K·(tl–tn)W（4.5）式中：F——外玻璃窗面積，m2；K——玻璃的傳熱系數(shù)，W/(m2·k)；本設(shè)計(jì)單層玻璃K=6.26W/(m2·k)；tl——玻璃窗的冷負(fù)荷溫度逐時(shí)值，℃，見表1-13[1]；tn——室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃。不同地點(diǎn)對(duì)tl按下式修正：tl’=tl+td（4.6）式中：td——地區(qū)修正系數(shù)，℃，見表1-14[1]。透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負(fù)荷透過玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)的日射得熱形成的逐時(shí)冷負(fù)荷按下式計(jì)算：LQ4=F·CZ·Dj.max·CLQW（4.7）式中：F——玻璃窗的凈面積,是窗口面積乘以有效面積系數(shù)Ca，本設(shè)計(jì)單層鋼窗Ca=0.85；CZ——玻璃窗的綜合遮擋系數(shù)CZ=Cs·Cn；其中，Cs——玻璃窗的遮擋系數(shù)，由表1-16[1]查得，6mm厚吸熱玻璃Cs=0.89；Cn——窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)，由表1-17[1]查得，中間色活動(dòng)百葉簾Cn=0.6；Dj.max——日射得熱因數(shù)的最大值，W/m2，由表1-18[1]查得；CLQ——冷負(fù)荷系數(shù)，由表1-19（a）～表1-19（b）[1]查得。設(shè)備散熱形成的冷負(fù)荷設(shè)備和用具顯熱形成的冷負(fù)荷按下式計(jì)算：Q7=Qq+Q·CLQW(4.8)式中：Q7——設(shè)備和用具實(shí)際的顯熱形成的冷負(fù)荷，W；Qq——設(shè)備和用具的實(shí)際顯熱散熱量，W；CLQ——設(shè)備和用具顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)；如果空調(diào)系統(tǒng)不連續(xù)運(yùn)行，則CLQ＝1.0。設(shè)備和用具的實(shí)際顯熱散熱量按下式計(jì)算1）電動(dòng)設(shè)備當(dāng)工藝設(shè)備及其電動(dòng)機(jī)都放在室內(nèi)時(shí)：Q＝1000·n1·n2·n3·N/η(4.9)當(dāng)只有工藝設(shè)備在室內(nèi)，而電動(dòng)機(jī)不在室內(nèi)時(shí)：Q＝1000·n1·n2·n3·N(4.10)當(dāng)工藝設(shè)備不在室內(nèi)，而只有電動(dòng)機(jī)放在室內(nèi)時(shí)：Q＝1000·n1·n2·n3·N(4.11)式中：N——電動(dòng)設(shè)備的安裝功率，kW；η——電動(dòng)機(jī)效率，可由產(chǎn)品樣本查得；n1——利用系數(shù)，是電動(dòng)機(jī)最大實(shí)效功率與安裝功率之比，一般可取0.7～0.9可用以反映安裝功率的利用程度；n2——電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù)，定義為電動(dòng)機(jī)每小時(shí)平均實(shí)耗功率與機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)最大實(shí)耗功率之比；n3——同時(shí)使用系數(shù)，定義為室內(nèi)電動(dòng)機(jī)同時(shí)使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取0.5～0.8。2）電熱設(shè)備散熱量對(duì)于無保溫密閉罩的電熱設(shè)備，按下式計(jì)算：Q＝1000·n1·n2·n3·n4·N(4.12)式中：n4——考慮排風(fēng)帶走熱量的系數(shù)，一般取0.5；其中其他符號(hào)意義同前。3）電子設(shè)備散熱量計(jì)算公式同(4.10)，其中系數(shù)n2的值根據(jù)使用情況而定，本設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)n2取1.0。照明散熱形成的冷負(fù)荷根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式的不同，其冷負(fù)荷計(jì)算式分別為：白熾燈：LQ5=1000·N·CLQW(4.13)熒光燈：LQ5=1000·n1·n2·N·CLQW(4.14)式中：LQ5——燈具散熱形成的冷負(fù)荷，W；N——照明燈具所需功率，KW；n1——鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時(shí)，取n1＝1.2；當(dāng)暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝設(shè)在頂棚內(nèi)時(shí)，可取n1＝1.0；本設(shè)計(jì)取n1＝1.0；n2——燈罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風(fēng)散熱與頂棚內(nèi)時(shí)，取n2＝0.5～0.8；而熒光燈罩無通風(fēng)孔時(shí),取n2＝0.6～0.8；本設(shè)計(jì)取n2＝0.6；CLQ——照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)。本設(shè)計(jì)照明設(shè)備為暗裝熒光燈，鎮(zhèn)流器設(shè)置在頂棚內(nèi)，熒光燈罩無通風(fēng)孔，功率為30w/m2。設(shè)備負(fù)荷為40w/m2。人體散熱形成的冷負(fù)荷人體散熱引起的冷負(fù)荷計(jì)算式為：LQ6＝qs·n·n’·CLQ+ql·n·n’W(4.15)式中：LQ6——人體散熱形成的冷負(fù)荷，W；qs——不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)成年男子顯熱散熱量，W(見表1-20[1])；n——室內(nèi)全部人數(shù)；n’——群集系數(shù)，辦公樓群集系數(shù)為0.93；CLQ——人體顯然散熱冷負(fù)荷系數(shù)，人體顯然散熱冷負(fù)荷系數(shù)(見表1-21[1])。6、新風(fēng)冷負(fù)荷目前，我國(guó)空調(diào)設(shè)計(jì)中對(duì)新風(fēng)量的確定原則，仍采用現(xiàn)行規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)中規(guī)定或推薦的原則,辦公樓的新風(fēng)量取30m3/h.p夏季，空調(diào)新風(fēng)冷負(fù)荷按下式計(jì)算：CLW＝1.2·LW·(hW-hN)W(4.16)式中:CLW——夏季新風(fēng)冷負(fù)荷，KW；LW——新風(fēng)量，kg/s；hW——室外空氣的焓值，kj/kg；hN——室內(nèi)空氣的焓值，kj/kg。濕負(fù)荷人體散濕量人體散濕量可按下式計(jì)算：D=n·n’·w·10-3kg/h(4.17式中：D——人體散濕量，kg/h；n’——群集系數(shù)，辦公樓群集系數(shù)為0.93；w——成年男子的小時(shí)散熱量，kg/(h·p)；26℃時(shí)，極輕勞動(dòng)成年男子的小時(shí)散熱量為0.109kg/(h·p)。第四章中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括對(duì)空調(diào)冷、熱源系統(tǒng)、空氣處理機(jī)系統(tǒng)、新風(fēng)空調(diào)機(jī)系統(tǒng)、末端風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的自動(dòng)控制。其自動(dòng)控制系統(tǒng)一般由敏感元件、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等幾部分組成。典型的單回路自動(dòng)控制系統(tǒng)控制流程圖第二節(jié)監(jiān)控設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)創(chuàng)造舒適宜人的生活和工作環(huán)境。它能對(duì)室內(nèi)空氣的濕度、相對(duì)濕度、清晰度等加以自動(dòng)控制，保持空氣的最佳品質(zhì)。具有防噪音措施，提供給人們舒適的空氣環(huán)境。對(duì)工藝性空調(diào)而言，可提供生產(chǎn)工藝所需要的空氣的溫度、濕度、潔凈度的條件，從而保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。節(jié)約能源。在建筑物的電氣設(shè)備中，制冷空調(diào)的能耗是很大的。因此，對(duì)這類電氣設(shè)備需要進(jìn)行節(jié)能控制。現(xiàn)在已從個(gè)別環(huán)節(jié)控制，進(jìn)入到綜合能量控制，形成基于計(jì)算機(jī)控制的能量管理系統(tǒng)，達(dá)到最佳控制，其節(jié)能效果非常明顯。創(chuàng)造了安全可靠的生產(chǎn)條件。自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)與安全系統(tǒng)，使空調(diào)系統(tǒng)正常上作，能及時(shí)故障并進(jìn)行處理，能夠創(chuàng)造出安全可靠的生產(chǎn)條件。第三節(jié)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)房監(jiān)控點(diǎn)位的布置控制部分設(shè)計(jì)新風(fēng)機(jī)組DDC控制冷凍站、冷卻水系統(tǒng)的自動(dòng)控制第四節(jié)測(cè)點(diǎn)一覽表見附錄第五章新風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)第一節(jié)系統(tǒng)功能及組成系統(tǒng)功能在中央空調(diào)系統(tǒng)中，為了提高室內(nèi)舒適度及空氣新鮮度等，需補(bǔ)充適量新風(fēng)，并且新風(fēng)量在空調(diào)冷熱負(fù)荷中所占的比重很大，因此新風(fēng)量控制在合適范圍內(nèi)是很有意義的。新風(fēng)空調(diào)機(jī)主要對(duì)新風(fēng)的供應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，以保證智能樓宇內(nèi)的空氣清新，清除空氣循環(huán)所積蓄的陳舊空氣。新風(fēng)空調(diào)機(jī)的一個(gè)非常重要的功能是完成對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)量的比例以及新風(fēng)的溫度和濕度進(jìn)行控制，還可以根據(jù)新風(fēng)溫度改變送風(fēng)溫度的設(shè)定值。另外，從衛(wèi)生的角度出發(fā)，智能樓宇內(nèi)每人都必須保證有一定的新風(fēng)量，但新風(fēng)量取得過多，將增加新風(fēng)耗能量。新風(fēng)量大小可以根據(jù)室內(nèi)CO2濃度來確定。因此，控制新風(fēng)量大小時(shí)，可以考慮CO2濃度控制方法。新風(fēng)空調(diào)機(jī)系統(tǒng)溫/濕度/CO2控制送風(fēng)量控制原理圖監(jiān)控功能：①根據(jù)時(shí)間程序控制風(fēng)機(jī)的啟/停；測(cè)量送回風(fēng)溫濕度，根據(jù)回風(fēng)溫度控制冷/熱水管調(diào)節(jié)閥開度，使回風(fēng)溫度控制到設(shè)定值；冬季加濕工況，按回風(fēng)濕度調(diào)節(jié)電加熱濕器加濕量，保持送風(fēng)濕度為設(shè)定值?？照{(diào)機(jī)組對(duì)新/回風(fēng)閥進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，保證新/回風(fēng)的比例；新風(fēng)風(fēng)閥/回風(fēng)風(fēng)閥/電動(dòng)水閥與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，風(fēng)機(jī)停止時(shí)自動(dòng)關(guān)閉新風(fēng)閥及水閥，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前，延時(shí)自動(dòng)打開風(fēng)閥；監(jiān)視風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，當(dāng)累計(jì)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，提醒進(jìn)行檢修；當(dāng)過濾器兩端的壓差大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并關(guān)閉風(fēng)機(jī)，提醒清洗過濾器；送風(fēng)機(jī)故障報(bào)警；在冬季，當(dāng)熱盤管后的溫度低于5℃在重要場(chǎng)所設(shè)二氧化碳探測(cè)點(diǎn)，根據(jù)其濃度調(diào)節(jié)新風(fēng)比。在工作站彩色圖形顯示、記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報(bào)警、運(yùn)行時(shí)間、趨勢(shì)圖、動(dòng)態(tài)流程圖。②新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控內(nèi)容：送風(fēng)溫濕