第三章 樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)

第三章樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)主要內(nèi)容（10學(xué)時(shí)）第一節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控第二節(jié)冷熱源系統(tǒng)的監(jiān)控第三節(jié)供配電系統(tǒng)的監(jiān)控第四節(jié)給排水系統(tǒng)第五節(jié)照明系統(tǒng)第六節(jié)電梯系統(tǒng)的監(jiān)控本章難點(diǎn):BA各子系統(tǒng)的硬件配置圖的繪制

第三章樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)基本要求：本章為本課程的重點(diǎn)章節(jié)，通過(guò)學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握智能建筑空調(diào)系統(tǒng)、冷熱源系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)控制技術(shù)的基本情況及要求。本章為本課程核心章節(jié)。

樓宇設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)

——對(duì)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(jìn)行統(tǒng)一管理、監(jiān)測(cè)和控制，設(shè)備多且散。自動(dòng)控制系統(tǒng)——一般采用DDC控制系統(tǒng)——采用集中管理和分散控制控制特點(diǎn)——控制器采用網(wǎng)絡(luò)互連，一個(gè)控制器控制本地較小數(shù)量的傳感器/執(zhí)行器空調(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)半集中式空調(diào)系統(tǒng)分散式空調(diào)系統(tǒng)全回風(fēng)式空調(diào)系統(tǒng)

全新風(fēng)式空調(diào)系統(tǒng)新回風(fēng)混合式空調(diào)系統(tǒng)定風(fēng)量、變風(fēng)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)第一節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控

通過(guò)改變送風(fēng)溫度來(lái)滿足室內(nèi)冷（熱）負(fù)荷變化。

若向室內(nèi)吹冷風(fēng)，送入室內(nèi)的冷量是：

Q＝cρL（tn－ts）式中，c是空氣的比熱容；ρ是空氣密度；L是送風(fēng)量；

tn是室內(nèi)溫度，ts是送風(fēng)溫度；Q是吸收（或送入）室內(nèi)的熱流量。風(fēng)機(jī)以恒速運(yùn)行，從而保持風(fēng)量的恒定，僅通過(guò)改變送風(fēng)溫度來(lái)進(jìn)行空氣的溫度調(diào)節(jié)。一、定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)組通常與風(fēng)機(jī)盤管配合進(jìn)行使用為避免室外空氣對(duì)室內(nèi)溫濕度狀態(tài)的干擾，在送入房間之前需要對(duì)其進(jìn)行熱濕處理，室內(nèi)負(fù)荷通常由風(fēng)機(jī)盤管處理。

新風(fēng)機(jī)組只有一個(gè)換熱器，冬夏季共用在冬季送入熱水對(duì)空氣進(jìn)行加熱，在夏季則送入冷凍水對(duì)空氣冷卻去濕。加濕器僅在冬季對(duì)新風(fēng)加濕。新風(fēng)機(jī)組在南方地區(qū)作為舒適性空調(diào)使用時(shí)，時(shí)常取消了加濕器。

二、全新風(fēng)式空調(diào)系統(tǒng)全新風(fēng)式空調(diào)系統(tǒng)工藝流程監(jiān)控功能新風(fēng)門及風(fēng)機(jī)的監(jiān)控通過(guò)風(fēng)閥控制器控制新風(fēng)的開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視風(fēng)機(jī)電機(jī)的工作狀態(tài)，確定是處于“開”或“關(guān)”檢測(cè)風(fēng)機(jī)電機(jī)的電流是否過(guò)載，過(guò)載產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)過(guò)濾網(wǎng)的監(jiān)測(cè)用微差開關(guān)即可監(jiān)視新風(fēng)過(guò)濾器兩則的壓差，以了解過(guò)濾器是否要求清洗﹑更換。新風(fēng)溫度監(jiān)控由新風(fēng)通道的溫度傳感器實(shí)測(cè)新風(fēng)溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)冷熱水閥開度，使新風(fēng)溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)，使室內(nèi)的溫度保持相對(duì)恒定。

新風(fēng)濕度監(jiān)控由新風(fēng)通道的濕度傳感器實(shí)測(cè)新風(fēng)的濕度信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié)加濕閥的開度，使新風(fēng)濕度在設(shè)定的范圍內(nèi)。

控制方式——定風(fēng)量控制方式控制算法——比例積分調(diào)節(jié)方式防凍保護(hù)程序的啟動(dòng)

風(fēng)機(jī)停止，室外空氣溫度不高于５℃時(shí)；

風(fēng)機(jī)未停機(jī)，換熱器出口水溫低于８℃時(shí)關(guān)風(fēng)門+關(guān)風(fēng)機(jī)

新回風(fēng)混合空調(diào)系統(tǒng)比全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)增加了回風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)，與全新風(fēng)系統(tǒng)比較，需增加監(jiān)控點(diǎn)：

1、回風(fēng)溫度監(jiān)控

2、回風(fēng)濕度監(jiān)控

3、新風(fēng)/回風(fēng)比例監(jiān)控

4、排煙系統(tǒng)監(jiān)控

三、新回風(fēng)混合空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)溫度監(jiān)控——回風(fēng)通道的溫度傳感器實(shí)測(cè)回風(fēng)溫度，通過(guò)控制換熱器上的調(diào)節(jié)閥的開度來(lái)調(diào)節(jié)熱水（或冷水）流量，使回風(fēng)溫度控制在設(shè)定的范圍內(nèi)

回風(fēng)濕度監(jiān)控——由回風(fēng)通道的濕度傳感器實(shí)測(cè)回風(fēng)通道的濕度信號(hào)，通過(guò)控制蒸汽閥的開度來(lái)調(diào)節(jié)蒸汽流量，使回風(fēng)濕度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。新風(fēng)/回風(fēng)比例監(jiān)控——根據(jù)新風(fēng)通道中的溫度、濕度傳感器以及回風(fēng)通道中的溫度、濕度傳感器實(shí)測(cè)出的新風(fēng)溫度及濕度，以及回風(fēng)溫度及濕度，調(diào)節(jié)新風(fēng)電動(dòng)風(fēng)門和回風(fēng)電動(dòng)風(fēng)門的開度，使新風(fēng)/回風(fēng)比例控制在預(yù)定值。在不同的氣象條件下，應(yīng)選擇不同的新風(fēng)/回風(fēng)比例，以減少系統(tǒng)能耗。排煙系統(tǒng)監(jiān)控——當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，新風(fēng)、回風(fēng)系統(tǒng)立即停止工作，啟動(dòng)排煙系統(tǒng)。新回風(fēng)混合定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)無(wú)回風(fēng)機(jī)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)示意圖兼補(bǔ)風(fēng)與排風(fēng)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV，VariableairvolumeSystem）——當(dāng)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷改變以及室內(nèi)空氣參數(shù)設(shè)定值變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)送入房間的送風(fēng)量，使通過(guò)空氣送入房間的負(fù)荷與房間的實(shí)際負(fù)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(shí)送風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)可以最大限度地減少風(fēng)機(jī)的動(dòng)力，節(jié)約運(yùn)行能耗。優(yōu)點(diǎn)：降低運(yùn)行能耗方面具有很大的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域（房間）的靈活控制能自動(dòng)調(diào)節(jié)送入各房間冷量室內(nèi)無(wú)過(guò)冷過(guò)熱現(xiàn)象四、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)VAV空調(diào)系統(tǒng)示意圖控制方式(1)風(fēng)機(jī)出口閥門控制

用傳動(dòng)裝置改變風(fēng)機(jī)出口蝸殼形態(tài)，從而改變風(fēng)量。(2)風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉片控制

通過(guò)風(fēng)機(jī)入口裝有的放射可活動(dòng)葉片來(lái)調(diào)節(jié)葉片的角度，從而改變風(fēng)量。(3)變節(jié)距控制

改變軸流風(fēng)機(jī)葉片的安裝角度，以改變風(fēng)量。(4)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

通過(guò)改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變風(fēng)機(jī)的運(yùn)行曲線。通過(guò)理論分析，變風(fēng)量系統(tǒng)的風(fēng)量控制方式采用調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方式所達(dá)到的節(jié)能效果最佳?？刂葡到y(tǒng)框圖及末端線路說(shuō)明

作業(yè)1、繪制新風(fēng)系統(tǒng)硬件配置圖2、繪制空調(diào)系統(tǒng)硬件配置圖3、簡(jiǎn)單論述空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象及控制原理第二節(jié)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。制冷原理制冷系統(tǒng)監(jiān)控主要內(nèi)容冷凍機(jī)組的監(jiān)測(cè)與控制

冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制冷凍水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制制冷系統(tǒng)監(jiān)控原理圖冷水機(jī)組聯(lián)鎖控制ＢＡＳ在對(duì)某個(gè)制冷機(jī)組下達(dá)啟動(dòng)命令時(shí)，其相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作時(shí)間順序應(yīng)為：對(duì)應(yīng)冷卻水﹑冷凍水管路上的閥門立即開啟；

冷卻塔風(fēng)機(jī)﹑冷卻水與冷凍水水泵延遲２～３min啟動(dòng)；

制冷主機(jī)啟動(dòng)延遲３～４min執(zhí)行。ＢＡＳ在對(duì)某個(gè)制冷機(jī)組下達(dá)停止命令時(shí)，其相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作時(shí)間順序設(shè)為：

立即切斷主機(jī)電源；冷卻塔水泵﹑風(fēng)機(jī)，冷凍水水泵延時(shí)３～５min停止；對(duì)應(yīng)的管路閥門延時(shí)４～６min后關(guān)閉。冷凍水供/回水溫度監(jiān)測(cè)通過(guò)供水總管上的溫度傳感器T1檢測(cè)冷凍水供水溫度，檢測(cè)的信號(hào)送入DDC（AI）中，通過(guò)回水總管上的溫度傳感器T2檢測(cè)冷凍水回水溫度，檢測(cè)的信號(hào)也送入DDC（AI）中。冷凍水供水水流量監(jiān)控通過(guò)供水總管上的流量傳感器F檢測(cè)冷凍水流量，送入DDC（AI）中。水機(jī)組開啟臺(tái)數(shù)控制

把上述三種信號(hào)送入DDC中，計(jì)算出實(shí)際的空調(diào)冷負(fù)荷，再根據(jù)實(shí)際冷負(fù)荷及壓差旁通閥V的開度自動(dòng)調(diào)整冷水機(jī)組投入臺(tái)數(shù)與相應(yīng)的循環(huán)水泵投入臺(tái)數(shù)。以期達(dá)到最佳節(jié)能效果。由壓差傳感器ΔP檢測(cè)冷水供、回水總管之間的壓差，送入DDC（AI），與壓差預(yù)先設(shè)定值比較后，DDC送出相應(yīng)信號(hào)（AO），調(diào)節(jié)位于供、回水總管之間的旁通閥的開度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水與回水之間的旁通，以保持供、回水壓差恒定。

壓差旁通控制水流檢測(cè)、水泵控制冷凍水泵、冷卻水泵啟動(dòng)后，通過(guò)水流開關(guān)FS檢測(cè)水流狀態(tài)，其信號(hào)送入DDC（DI）中，根據(jù)水流狀態(tài)由DDC發(fā)出信號(hào)，通過(guò)電動(dòng)閥調(diào)節(jié)水流。如果流量太小，甚至斷流，把信號(hào)送入DDC，則系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，DDC送出信號(hào)自動(dòng)停止相應(yīng)制冷機(jī)運(yùn)行。當(dāng)某一臺(tái)水泵出現(xiàn)故障，信號(hào)送入DDC，DDC發(fā)出信號(hào)控制備用水泵自動(dòng)投入運(yùn)行。冷卻水溫度監(jiān)測(cè)利用溫度傳感器T4檢測(cè)冷卻塔出水溫度，檢測(cè)信號(hào)送入DDC（AI），實(shí)時(shí)控制冷卻塔風(fēng)機(jī)的啟停臺(tái)數(shù)。工作狀態(tài)、報(bào)警顯示與打印水箱補(bǔ)水控制通過(guò)液位傳感器LT檢測(cè)水箱水位，DDC根據(jù)水位信號(hào)，控制進(jìn)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(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)供熱系統(tǒng)的監(jiān)控供熱鍋爐系統(tǒng)的監(jiān)控原理熱水鍋爐通常監(jiān)控的內(nèi)容為：(1)自動(dòng)檢測(cè)鍋爐水位，蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓，蒸汽流量、給水流量，排煙溫度；(2)自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止；(3)自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)調(diào)節(jié)監(jiān)控環(huán)節(jié)。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(shè)備。其作用是供給生活、空調(diào)及供暖系統(tǒng)用熱水，對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的主要目的是監(jiān)測(cè)水力工況以保證熱水系統(tǒng)的正常循環(huán)，控制熱交換過(guò)程以保證要求的供熱水參數(shù)。1）熱量計(jì)量系統(tǒng)：F、T5、T6構(gòu)成2）壓力監(jiān)測(cè)：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)顯示與打印第三節(jié)供配電系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)供配電系統(tǒng)的監(jiān)視管理包括：1、檢測(cè)運(yùn)行參數(shù)：電壓、電流、功率、變壓器溫度等2、監(jiān)視電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)3、對(duì)建筑物內(nèi)所有用電設(shè)備的用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及電費(fèi)計(jì)算與管理4、對(duì)各種電氣設(shè)備的檢修、保養(yǎng)維護(hù)進(jìn)行管理配電系統(tǒng)監(jiān)控圖第四節(jié)給排水系統(tǒng)給水系統(tǒng)的監(jiān)控采用恒壓（無(wú)水箱）供水：應(yīng)用變頻裝置改變水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)用水量變化

采用高位水箱、低位水地給水系統(tǒng)：在屋頂設(shè)高位水箱，在低處（地下室）設(shè)一低位水池，中間設(shè)置水泵。高位水箱供水通常的供水系統(tǒng)從原水地取水，通過(guò)水泵把水注入高位水箱，再?gòu)母呶凰淇科渥匀粔毫⑺偷礁饔盟c(diǎn)。

1)水泵啟/停自動(dòng)監(jiān)控2)自動(dòng)監(jiān)測(cè)及報(bào)警恒壓（無(wú)水箱）供水水泵啟/停自動(dòng)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、供水泵組等自動(dòng)監(jiān)測(cè)及報(bào)警分集水坑排水和污水池排水

排水系統(tǒng)構(gòu)成:集水坑（污水池）、排水泵（污水泵）、液位傳感器等

1、排水泵起／停監(jiān)控

2、檢測(cè)與報(bào)警排水系統(tǒng)的監(jiān)控第五節(jié)照明系統(tǒng)照明控制1、蹺板開關(guān)控制方式2、斷路器控制方式3、定時(shí)控制方式4、光電感應(yīng)開關(guān)控