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智能建筑空調自控系統設計分析

日期:2022-04-03 01:03
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摘要:
                                                                                   
                                                   智能建筑空調自控系統設計分析

智能建筑是利用系統集成的方法,將智能型計算機技術、通訊技術、信息技術與建筑技術有機結合,通過對設備的自動監控、對信息資源的高效管理、對使用者提供充足的信息服務,使技術與建筑上乘的結合,使業主的投資合理,并且具有安全、高效、舒適、節能、便利和靈活的上等環境。智能建筑是社會信息化與經濟全球化的必然產物,是多學科、高新技術的巧妙集成,它將成為未來建筑業發展的主流,其本質是通過綜合配置建筑物內的各個功能子系統,以結構化布線系統為平臺,以計算機網絡系統為橋梁,實現對整個建筑的高效管理、控制和共享。
空調系統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境的前提下,盡量降低空調系統的能耗,使空調系統成為智能建筑自控系統中一個重要的、必不可少的組成部分。有資料統計,在BA系統中采用了*優投運設備的臺數控制、*優啟??刂?、焓值控制、工作面照度控制、公共區域分區自動照明控制、供水系統壓力控制、溫度自適應控制等節能措施后,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,我國大多數建筑的空調系統仍采用常規的儀表對空調系統進行監測、控制和管理。隨著計算機技術、信息技術和自控技術的高速發展,以及它們在暖通空調領域的廣泛應用,利用系統集成的方法代替傳統的儀器、儀表,能夠更有效的對空調系統進行控制,提高空調系統的運行性能,節省運行能耗。同時也降低了運行管理費用和管理人員的勞動強度。下面針對筆者工作中工程實例,對空調自控系統設計方法進行簡略的分析。
1、系統建設的目標
樓宇自動化系統(BAS)設計質量的好壞,是整個大廈智能化結構能否真正體現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適用的、可靠的系統,同時還應該是一個兼有開放性、靈活性和擴充性的先進系統。因而,我們從建筑用途的角度出發,**深入的了解用戶的需求,完善系統設計,努力使系統達到①有效的節省電能。對全樓的空調設備進行監控,管理設備不同時間內的用電量大小,使系統設備永遠處于*佳運行狀態,減少不必要的浪費,達到節約用電的目的。②大量節省人力。設備簡單操作、維護、保養都要大量的人工完成,上述工作均由系統控制程序自動完成。③延長設備使用壽命。設備在系統程序控制下,始終處于*佳運行狀態,及時報告設備的故障情況并處理,按照設備的運行狀況打印維護、保養報告,避免超前或延時維護,相應延長設備的使用壽命,利用效率。④保障建筑與人身的安全,系統運行進行監視,可是值班人員及時發現故障、問題與意外,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、系統的組成
樓宇設備自動控制(BAS)是現代計算機網絡技術、控制技術、傳感技術等高新技術有效結合的產物,因而,其系統情況可以網絡、控制及傳感器件和軟件三個方面組成。
2.1 網絡介紹
(1)網絡標準及互聯方式
智能化控制系統全部采用當今*新的I/A系統,采用控制總線及現在總線兩級網結構的集散控制系統,使用的BACnet和LonMark均為公開的標準通訊協議,使不同系統間集成更方便。
控制總線連接系統文件服務器,監控工作站等計算機系統,用于工作現場監視和現場數據匯總處理保存?,F場總線連接數字式直接控制器(DDC),現場智能傳感器、執行器,用于現場設備的控制、調節。而控制總線與現場總線之間,利用網橋(NGS-ETHERNET)互聯,實現現場數據的上送及人工操作指令的下傳。網橋可按數據分類布置,也可冗余布置??刂瓶偩€的通訊速率可高達10Mbps,現場總線的通訊速率可高達78.8kbps。
(2)系統結構
系統的總體管理與運營居于監控站的計算機上,擔負系統的總體協調和管理,分散在樓宇各個部分的DDC控制器直接與現場各臺設備相連,前置安裝,并對所連接的設備實施監測和控制,真正實現DCSC(集散型控制)。同時,I/A系統可用手提便攜式計算機對控制器實現在線就地就近編程,可在網絡的任意一節點上觀察和操作網絡中任意一個控制器,為系統的調試、檢修和運行維護提供極大方便。
此外,位于Lonworks上的通訊接口,可以方便地與大廈中各機電設備和系統(如電梯、照明、能源管理、煤氣等)的聯網通訊,進行數據交挽。
所有信息通過現場網傳遞,無需經過計算機,中央控制室內的計算機開機與否與DDC控制器的工作無關,且不影響BAS系統的正常運行,避免了計算機集中控制所造成的危險集中。由于現場總線上使用Lontalk通訊協議,其點對點的通訊方式可以使事故發生后的動作響應時間大大縮短,為大廈控制實施性提供了可靠保證。
2.2 控制和傳感器設備
本大廈樓宇控制和傳感器設備均采用美國江森公司產品,本文不作介紹。
3、空調設備管理自動化
3.1 本大廈空調系統工程概況
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,北側通過大廳與報告廳相連。
報告廳建筑面積2000平方米,可容納1000人開會并滿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。辦公大樓門廳、會議接待室以及報告大廳采用全空氣空調系統,其余均采用風機盤管加新風的空調方式。房間采用三速開關控制送風量。
3.1.3夏季冷源采用電制冷冷水機組,冬季熱源利用外網提供的一次水經板式換熱器后,供給空調系統。
3.1. 4冷凍機房和換熱站統一設置,均安排在辦公大樓地下室。
3.2 本大廈冷、熱源系統基本監控內容如下表
監控設備
監 控 內 容
冷水機組、換熱器
自動監測冷卻水供回水溫度;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、冷凍泵運行狀態并控制啟停;根據測量值計算系統負荷,以實現冷凍及運行臺數的*優控制;根據換熱器二次供回水溫度自動調節換熱站一次水供水管上電動二通調節閥的開度,以保證二次水溫度;監測軟化水泵的運行狀態,根據水箱液位高低自動控制軟化水泵的啟停;故障分析、報警,并采取相應的策略,累計設備運行時間,開列維保報告,顯示設備運行參數,通過中央管理工作站對其進行遠動配置、控制、管理。
新風機組、空調機組
監測新風溫度,送風溫度,過濾器壓差,報警,各機組的送風狀態,并控制其啟停;自動調節新風閥的開度,控制新風量,*大限度的利用新風節能;自動調節冷、熱盤管的開度,保證溫度。
3.3 冷熱系統的自動啟停順序
開啟順序:冷熱水閥門,冷熱水泵,冷熱水流開關信號,冷熱水機組啟動。
關閉順序:冷熱水機組,冷熱水流開關,冷熱水泵,冷熱水閥門關閉,有關控制的邏輯過程由圖(1)和圖(2)顯示。
4、結束語
BA系統工程領域還存在以下問題:
1)BA系統設備中鮮見國內廠商提供的產品。
2)BA系統工程質量不高,存在諸多原因,如設計缺陷,承包商實施能力低,業主采購設備的未落實接口配置以及BA系統竣工驗收無統一標準等,如何提高BA系統的工程質量,有待大家的共同努力。
3)通過本項目的設計,筆者感到,要做好一個智能大廈的空調
系統自控系統的設計和施工,必須在不同階段分別做好以下幾個方面的工作:
①積極參與項目的前期設計,落實用戶對自控系統具體詳細的需要。
②詳細了解所控制對象(設備、子系統)的性能參數,控制接口和可控情況;
③建立經濟、合理、節能的系統控制方框圖。
④選擇可靠的自控產品,對配套的空調設備做好詳細的訂貨說明,和生產廠家相互配合以免出現自控設備和空調設備不配套等問題。
⑤對各專業設備的控制,各專業之間必須互相配合,以免出現漏選現象和自控設備錯選等現象。
⑥提高系統集成商的深化設計、安裝、調試以及維護保障能力。
⑦完善對自控系統的設計、施工驗收標準和規范。
參考文獻:
1、華東建筑設計院 《智能建筑設計技術》同濟大學出版社1996
2、張楨、周治湖 《空調自控設計基礎及圖例集》中國建筑工程出版社1993

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