隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)高度信息化，新的高科技技術(shù)不斷引進(jìn)到建筑中，使得智能化大廈成為現(xiàn)代化建筑的發(fā)展趨勢(shì)。所謂智能化大廈，就是綜合電子計(jì)算機(jī)、信息通訊方面最先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)樓宇綜合管理自動(dòng)化、通訊及辦公自動(dòng)化，使建筑物內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、防災(zāi)、防盜、電梯等高效地運(yùn)行。其中，空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)監(jiān)控則是智能化大廈自動(dòng)化管理及節(jié)能等功能的基本要求。本文簡(jiǎn)單闡述空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)。
智能大廈BAS中空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控如何設(shè)計(jì)一、空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)
在現(xiàn)代化的大型建筑中，一般都采用空高調(diào)系統(tǒng)。眾所周知，空調(diào)系統(tǒng)的作用就是對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行處理，使空氣的溫度、流動(dòng)速度及新鮮度、潔凈度等指標(biāo)符合場(chǎng)所的使用要求。為此必須對(duì)空氣進(jìn)行冷卻或加熱、減溫或加濕，以及過(guò)濾等處理措施。其相應(yīng)設(shè)備有制冷機(jī)組、熱水爐、風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)、風(fēng)管系統(tǒng)、水管系統(tǒng)等。例如，空調(diào)系統(tǒng)中，冷水機(jī)組是由設(shè)備生產(chǎn)廠成套供應(yīng)的，它一般是根據(jù)空氣調(diào)節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動(dòng)控制的。冷水機(jī)組由壓縮機(jī)、冷凝器與蒸發(fā)器組成，壓縮機(jī)把制冷劑壓縮，壓縮后的制冷劑進(jìn)入冷凝器，被冷卻水冷卻后，變成液體，析出的熱量由冷卻水帶走，并在冷卻塔里排入大氣。液體制冷劑由冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)吸收，使冷凍水降溫，然后冷凍水進(jìn)入水冷風(fēng)機(jī)盤(pán)管吸收空氣中的熱量，如此循環(huán)不已，把房間的熱量帶出。因此，空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)，可從以下三個(gè)方面考慮：
1、機(jī)組基本參數(shù)的測(cè)量、設(shè)備的啟停控制；
2、基本的能量調(diào)節(jié)；
3、冷熱源及水管系統(tǒng)的全面調(diào)節(jié)與控制。
整個(gè)系統(tǒng)是由三部分組成的。一是主機(jī)系統(tǒng)；二是冷卻水系統(tǒng)；三是冷凍水系統(tǒng)。目前，主機(jī)系統(tǒng)大多數(shù)均帶有以微處理器為核心的單元控制器，該單元控制提供有關(guān)蒸發(fā)器及冷凝器的進(jìn)出口溫度和水流開(kāi)關(guān)壓縮機(jī)的進(jìn)出氣壓力和溫度等。
同時(shí)，可根據(jù)命令啟停壓縮機(jī)，根據(jù)冷凍機(jī)房出口設(shè)定值調(diào)整壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉閥等并可設(shè)定冷凍水出口溫度等。由于目前世界上在控制領(lǐng)域還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，不同品牌的產(chǎn)品不能通訊，因此設(shè)計(jì)中一般另外考慮安裝水溫傳感器，流量傳感器等以監(jiān)視這些主機(jī)的工作善。所以，在制冷機(jī)房的DDC控制器中應(yīng)能控制冷凍機(jī)的啟停、監(jiān)測(cè)冷凍機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)及供回水溫度和流量值，并通過(guò)BA系統(tǒng)主機(jī)計(jì)算出整個(gè)大廈的實(shí)際冷負(fù)荷，并由此決定開(kāi)啟冷凍機(jī)的臺(tái)數(shù)，以達(dá)到節(jié)能的目的。
另外，冷卻水系統(tǒng)是通過(guò)冷卻塔和冷卻水泵及管道系統(tǒng)向制冷機(jī)提供冷卻水，它的監(jiān)控系統(tǒng)的作用是保證冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷卻水泵安全運(yùn)行、確保制冷機(jī)冷凝器側(cè)有足夠的冷卻水通過(guò)以及根據(jù)室外氣候情況及冷負(fù)荷，調(diào)整冷卻水運(yùn)行情況，使冷卻水溫度在要求的設(shè)定溫度范圍內(nèi)。實(shí)際上，每臺(tái)冷卻塔風(fēng)機(jī)的啟?？刂?、狀態(tài)監(jiān)測(cè)及水路電動(dòng)閥的開(kāi)斷控制均是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器來(lái)完成的。所有冷卻塔的啟停臺(tái)數(shù)控制是根據(jù)冷卻機(jī)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，室外溫濕度、冷卻水泵開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，經(jīng)過(guò)BA系統(tǒng)主機(jī)的參數(shù)計(jì)算來(lái)確定的。
再有，冷凍水系統(tǒng)是由冷凍水循環(huán)泵通過(guò)管道系統(tǒng)連接冷凍機(jī)蒸發(fā)器及用戶(hù)各種冷水設(shè)備（如空調(diào)和風(fēng)機(jī)盤(pán)管等）而組成的。其BA系統(tǒng)的監(jiān)控任務(wù)是保證冷凍機(jī)蒸發(fā)器通過(guò)足夠的水量以使蒸發(fā)器正常工作，防止凍壞；向冷凍水用戶(hù)提供足夠的水量以滿(mǎn)足使用要求，以及在滿(mǎn)足使用要求的前提下盡可能減少循環(huán)水泵電耗等。
實(shí)際上，BA系統(tǒng)中心還可顯示、報(bào)警、打印各設(shè)備的運(yùn)行情況，故障報(bào)警；顯示冷凍水、冷卻水供回水溫度及冷凍水的流量及壓力；冷凍機(jī)組啟停運(yùn)行記錄及運(yùn)行時(shí)間累計(jì)，以及各管路上電動(dòng)閥開(kāi)關(guān)顯示等等。
需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，這些監(jiān)控點(diǎn)信息的采集和控制（實(shí)際是數(shù)字量和模擬量的輸入和輸出）是由一臺(tái)或幾臺(tái)微處理器系統(tǒng)（DDC控制器）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)是由微處理器、RAM、ROM等構(gòu)成的系統(tǒng)，可采集被監(jiān)控點(diǎn)的各種信息，通過(guò)總線（C-BUS），采用RS485通訊協(xié)議，將信息傳送至大廈自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）主機(jī)，同時(shí)，可接受主機(jī)指令，完成控制任務(wù)。由于各種品牌的控制系統(tǒng)不同，現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器的I/O不同，這里不做介紹。
智能大廈BAS中空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控如何設(shè)計(jì)二、新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)測(cè)控制
在空調(diào)系統(tǒng)中，為了提高室內(nèi)舒適度及空氣新鮮度、潔凈度等，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。一幢建筑物可以有很多臺(tái)新風(fēng)機(jī)組，每臺(tái)新風(fēng)機(jī)組負(fù)責(zé)制一個(gè)區(qū)域（可為一層或若干層），該新風(fēng)機(jī)組就要保證這一區(qū)域的新風(fēng)要求。
空氣水換熱器夏季通入冷水對(duì)新風(fēng)降溫除濕，冬季通入熱水對(duì)空氣加熱。干蒸汽加濕器則在冬季對(duì)新風(fēng)加濕。因此，現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器要完成如下幾項(xiàng)功能：
1、根據(jù)要求啟停新風(fēng)機(jī)。根據(jù)新風(fēng)溫度，PID調(diào)節(jié)水閥，保持送風(fēng)溫度為設(shè)定值，控制干蒸汽加濕閥，使冬季風(fēng)機(jī)出口空氣相對(duì)溫度達(dá)到設(shè)定值。
2、監(jiān)測(cè)新風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)；測(cè)量風(fēng)機(jī)出口空氣溫濕度參數(shù)并使之達(dá)到控制要求；測(cè)量新風(fēng)過(guò)濾器兩側(cè)壓差，當(dāng)其達(dá)到一定值時(shí)，產(chǎn)生過(guò)濾網(wǎng)堵塞報(bào)警，并在中控室有報(bào)警顯示。
3、在冬季，當(dāng)熱盤(pán)管后的溫度低于某個(gè)設(shè)定值時(shí)，防凍保護(hù)器動(dòng)作，控制器將停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行并將新風(fēng)風(fēng)門(mén)關(guān)閉，并將熱水閥開(kāi)至100%，以防止盤(pán)管凍裂，同時(shí)，中控室有報(bào)警。
另外，關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)上述各信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器的輸出輸入問(wèn)題，這里不做贅述。
智能大廈BAS中空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控如何設(shè)計(jì)三、全空氣空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制
在空調(diào)系統(tǒng)中，全空氣空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際上是通過(guò)室內(nèi)空氣循環(huán)方式將盤(pán)管內(nèi)水的熱量或冷量帶入室內(nèi)，同時(shí)，適量補(bǔ)充新風(fēng)的空調(diào)機(jī)組設(shè)備。因此，設(shè)計(jì)中，我們首先了解空調(diào)機(jī)組需要監(jiān)控的設(shè)施
與新風(fēng)機(jī)組不同的是，控制調(diào)節(jié)對(duì)象是房間內(nèi)的溫濕度，而不是送風(fēng)參數(shù)，并且需要考慮房間的夏季溫度及節(jié)能的控制方法，和新回風(fēng)比可以變化調(diào)節(jié)等等。因此，房間內(nèi)要設(shè)一個(gè)或若干個(gè)溫濕度傳感器，以這些測(cè)點(diǎn)溫濕度的平均值作為控制調(diào)節(jié)參照值。由于存在回風(fēng)，需測(cè)量新風(fēng)與回風(fēng)的溫濕度，但該參數(shù)僅供參考，因?yàn)榛仫L(fēng)空氣狀態(tài)不完全等同于室內(nèi)平均空氣狀態(tài)。為了調(diào)節(jié)新回風(fēng)比，對(duì)新風(fēng)、回風(fēng)二個(gè)風(fēng)門(mén)都要進(jìn)行單獨(dú)的連續(xù)調(diào)節(jié)，因此，每個(gè)風(fēng)門(mén)都要一個(gè)AO點(diǎn)來(lái)控制。
總之，現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器能完成以下幾項(xiàng)功能：
1、風(fēng)機(jī)定時(shí)啟?？刂?，也可人工在BAS中心遠(yuǎn)方遙控啟停，風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)可在BAS中心顯示。
2、夏季，根據(jù)回風(fēng)溫度設(shè)定值和回風(fēng)溫度的偏差，對(duì)盤(pán)管調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。冬季，根據(jù)回風(fēng)溫度控制加熱器的水閥開(kāi)度，保證回風(fēng)溫度精度。
3、風(fēng)機(jī)停止時(shí)，根據(jù)送風(fēng)機(jī)狀態(tài)信號(hào)，所有蒸汽閥及水閥關(guān)閉，并關(guān)閉所有風(fēng)門(mén)，回風(fēng)機(jī)同送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖啟停。
4、冬季，當(dāng)熱盤(pán)管后的溫度低于某個(gè)改定值時(shí)，防凍保護(hù)器動(dòng)作，DDC控制器將停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行，并將新風(fēng)風(fēng)門(mén)關(guān)閉，將熱水閥全部開(kāi)通，以防止盤(pán)管凍裂，并在BAS中心報(bào)警。
5、過(guò)濾器兩側(cè)壓差到一定時(shí)，產(chǎn)出過(guò)濾網(wǎng)堵塞報(bào)警并通知BAS中心。當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)載時(shí)，在BAS中心可報(bào)警。
智能大廈BAS中空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控如何設(shè)計(jì)四、風(fēng)機(jī)盤(pán)管的監(jiān)測(cè)控制
在空調(diào)系統(tǒng)中，各種用房冷暖設(shè)備除新風(fēng)機(jī)組和空調(diào)機(jī)組外，還大量使用風(fēng)機(jī)盤(pán)管。它的作用類(lèi)似于空調(diào)機(jī)組，只是簡(jiǎn)單了許多。它只有盤(pán)管、三速風(fēng)機(jī)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，感溫元件、控制器等組成。一般三速風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，感溫元件、控制器等制成一個(gè)整件設(shè)備，目前，市場(chǎng)上有三種，一種是盤(pán)管控制器為DDC控制，并具備與主機(jī)通訊功能。這種控制器可通過(guò)計(jì)算原則中心控制，并且可調(diào)節(jié)冷水及冷機(jī)，這種控制器價(jià)格較貴，使用不多。另一種是不具備通訊功能的盤(pán)管控制器，可以按照水系統(tǒng)的連接情況的將風(fēng)機(jī)盤(pán)管分為若干組。每組的支路入口處安裝流量計(jì)、供回水壓差變送器及供回水溫度傳感器。從而可計(jì)算出風(fēng)機(jī)盤(pán)管水閥的開(kāi)度，并給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一個(gè)指令，從而將電動(dòng)閥調(diào)節(jié)至相應(yīng)的開(kāi)啟度，使盤(pán)管中流過(guò)所需要的水流量。一般地，BAS中心對(duì)風(fēng)機(jī)盤(pán)管的控制不予監(jiān)測(cè)。
綜上所述，樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)是較為復(fù)雜的，而這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是由電氣專(zhuān)業(yè)完成的，因此，設(shè)計(jì)人必須對(duì)空調(diào)系統(tǒng)有較深入的了解并需具有自動(dòng)控制專(zhuān)業(yè)知識(shí)，才能出色地完成智能化大廈空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)。
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