某大學教學樓BAS中空調系統(tǒng)的控制

某大學教學樓BAS中空調系統(tǒng)的控制摘要：文中通過樓宇自控系統(tǒng)中空調系統(tǒng)的控制介紹，闡述控制空調系統(tǒng)的內容和方法。未經本人許可其他網站期刊不得轉載

關鍵字：樓宇自控系統(tǒng)組合式空調機組新風機組送風機冷凍站換熱站概述某大學教學樓為全國大學校園內的一幢標志型建筑。建筑面積約70000平方米,總高度近百米。地下三層，地上二十七層。該建筑地下室為設備機房，停車場；群樓為大型的實驗室及研究生教室，多媒體教室及多功能廳，活動大廳及國際會議廳和中小型會議室；主樓為辦公用房。該大樓將建成一套真正的高科技、智能化的弱電系統(tǒng)。其BAS系統(tǒng)采用美國江森公司的METASYS樓宇管理系統(tǒng)進行設計，這里對此系統(tǒng)中空調系統(tǒng)的控制作一詳細介紹。1.本建筑（BAS）概況根據本樓使用特點和設計要求，樓宇設備自動化管理(BAS)系統(tǒng)要對空調機組，通風機組，冷凍站系統(tǒng)進行監(jiān)測、控制、記錄及報警；對供電系統(tǒng)主要參數監(jiān)測、記錄及報警；電梯的檢測及報警、積水坑的檢測及排污泵的控制；照明系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理，以達到舒適、方便、節(jié)能和便于管理的目的。該系統(tǒng)主要由1個操作站、1臺網絡控制器、24臺DDC控制器構成。如以下示意圖：操作站－網絡控制器此系統(tǒng)可以通過Ethernet網(N1網)將中央操作站及網絡控制器各節(jié)點連接起來，同時安裝在建筑物各處的直接數字控制器(DDC)將通過RS485現場總線（N2網）連接到網絡控制器上，與其它網絡控制器上的直接數字控制器及中央操作站保持緊密聯(lián)系。傳感器及執(zhí)行器等連接至以上各直接數字控制器(DDC)內。2.（BAS）對空調系統(tǒng)的控制本建筑內空調系統(tǒng)主要包括以下設備：（1）組合式空調機組26臺，(2)新風機組31臺；38臺送風機；（3）1個冷凍站系統(tǒng)；2.1空調機組的監(jiān)控整個大樓共有26臺組合式空調機組。其中一層8臺，二層7臺，三層3臺，四層8臺，五層3臺?？照{機組為舒適性空調機組，專門為會議室、辦公室及教室提供舒適、優(yōu)質的空氣。其空氣處理方式為：室外的新風經新風閥調節(jié)后，又經初效過濾器與回風混合預熱段、表冷加熱段、送風機高效過濾器后送入。需要監(jiān)控的內容如下：回風管回風溫度（AI）風機運行監(jiān)測（DI）風機的故障報警信號（DI）自動或手動狀態(tài)顯示（DI）風機啟?？刂疲―O）新風風門控制（AO）兩通水閥控制（AO）室內溫度（AI）室內濕度（AI）室內靜壓差（AI）在操作站上，每一個空調機組都將通過彩色三維圖形顯示，直觀的表示不同空調機組的運行狀態(tài)和報警信號，動態(tài)的顯示每個機組的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、回風溫度，同時各個空調機組進行定時啟?？刂?，并可以通過鼠標修改設定值或者末端設備開啟度、改變設備啟停狀態(tài)，以求達到最佳工作環(huán)境。這些空調機組由METASYS系統(tǒng)按每天預先編排的時間，包括假日程序對空調機組監(jiān)視和控制。空調機組的水閥及新風閥的控制水閥的控制主要是根據回風溫度傳感器的反饋溫度信號，調節(jié)冷熱水閥的開度，使送風溫度趨向設定溫度(PI比例調節(jié))；當回風溫度高于設定溫度時，DDC自動輸出關的信號，關閉冷熱水閥，反之則打開冷熱水閥，從而既滿足室內溫度的設定要求，防止溫度過高過低給人工作帶來的不便，又最大的節(jié)省能源。根據一般的經驗，沒有裝調節(jié)閥之前閥門的開啟度一般為85％左右，裝上調節(jié)閥進行調節(jié)后，閥的開啟度僅為40％～60％，因此可以減少能源損耗。新風閥的調節(jié)控制主要用途有以下三方面：（1）節(jié)約能源。對新風閥進行調節(jié)可以保證最大限度的利用新風。當新風溫度接近室內溫度時，新風閥門全部打開；當新風溫度與設定溫度相比，溫差過大時，此時只需保證最低新風量，將新風閥門關到最小位置，最大限度的利用回風。（2）保護風機，由于當地空氣質量的原因，新風閥處于常開狀態(tài)，過濾網容易污濁，需要經常清洗。因此需要實現新風閥與風機的連鎖，當風機關閉時，風門自動關閉，防止粉塵進入。（3）在每層的房間內都設有多個室內靜壓差傳感器，可檢測室內與外界環(huán)境的靜壓差，根據靜壓差值與設定值之間的比較來確定風門的開啟度，使室內處于最佳的工作學習環(huán)境。2.2新風機組的監(jiān)控整個大樓共有31臺新風機組，負二層1臺，負一層1臺，一、二、四層各一臺，三層2臺，五層4臺，7—26層每層1臺主要為房間提供高質量的新風。其空氣處理方式為：室外的新風經新風閥后，又經初效過濾器、表冷加熱段、送風機后送入各個樓層的房間。監(jiān)控的內容如下：送風管送風溫度（AI）風機運行監(jiān)測（DI）風機的故障報警信號（DI）風機自動或手動狀態(tài)顯示（DI）風機啟?？刂?DO)新風風門控制（DO）兩通水閥控制（AO）新風溫度（AI）送風溫度（AI）在操作站上，每一個新風機組都將通過彩色三維圖形顯示，直觀顯示不同新風機組的運行狀態(tài)和報警信號。動態(tài)顯示每個機組的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、送風溫度。同時各個新風機組進行定時啟?？刂?，以求達到最佳的工作學習環(huán)境。新風機組由METASYS系統(tǒng)按每天預先編排的時間包括假日程序對機組進行監(jiān)視和控制。2.3設備選用：（1）風管溫度傳感器－－選用TE-6321P-1，它是一款電阻式溫度傳感器，與一般的電子式溫度傳感器相比優(yōu)點價格便宜，可以為DDC直接進行信號傳送。（2）新風閥驅動器－－選用M-9116-GGA比例式風閥驅動器，需要新風風門的閥桿做出改動，以便方便閥門驅動器的安裝。（3）調節(jié)閥及閥門驅動器－－選用雙DO閥門與驅動器，它的最大優(yōu)點是完全滿足溫濕度PID調節(jié)的需要，同時與普通的比例式調節(jié)閥(AO閥)相比，既可以節(jié)省AO點（因為一般的控制器中，AO點比較少）同時成本便宜10％～30％。（4）壓差開關－－選用P233A-10-AKC的壓差開關，該產品結構輕巧，價格便宜。（5）室外溫度傳感器－－選用TE-6323P-1電阻式溫度傳感器，該項目選用兩個溫度傳感器，分別設于三層的南面和北面，溫度值取平均值，然后通過網絡將數值傳輸到每個空調機組的DDC。（6）DDC控制器－－選用DX－9100－8154，它具有8DI、6DO、6AI、2AO，DX—9100—8454，它具有8DI、6DO、6AI、8AO，這樣可以節(jié)省大量的布線工作，又具有較高的性價比。2.4冷凍站的監(jiān)控整個系統(tǒng)由四臺冷水機組（三用一備），六臺冷凍水泵（四用兩備），一臺膨脹水箱，四臺冷卻塔，分水器和集水器，六臺冷卻水泵構成。冷凍站系統(tǒng)監(jiān)控的內容：監(jiān)測冷卻水的供、回水溫度（AI）監(jiān)測冷凍水的供、回水溫度（AI）監(jiān)測冷凍水回水的溫度（AI）監(jiān)測冷凍水的供、回水壓差（AI）壓差旁通閥的控制（AO）冷凍水泵運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）熱水泵運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）冷卻塔風機的運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）冷水機組的運行、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）膨脹水箱的高、低液位報警（DI）補水泵的運行、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）冷凍水的水流狀態(tài)（DI）冷卻水的水流狀態(tài)（DI）冷凍水泵、冷卻水泵的啟停（DO）冷水機組的啟停（DO）冷卻塔風機的起?？刂疲―O）冷卻水進水電動蝶閥控制（DO）冷凍水進水電動蝶閥控制（DO）冷卻塔進水電動蝶閥控制（DO）冷卻水泵和冷凍水泵的變頻控制（AO）通過安裝在冷凍機房內的直接數字控制器DDC按內部預先編寫的軟件程序來控制冷凍機的啟停和相關設備的群控。檢測各個設備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、對風機進行啟停控制。在操作站上，每一個機電設備都將通過彩色三維圖形顯示，輔以圖標的顏色變化和閃爍，直觀顯示不同設備的運行狀態(tài)和報警信號。冷凍站系統(tǒng)由METASYS系統(tǒng)按每天預先編排的時間包括假日程序對冷站系統(tǒng)進行控制和監(jiān)視。冷凍站主要設備的監(jiān)控（1）檢測各個機電設備的手自動狀態(tài)。功率較大的設備，出于安全的考慮需要增加手自動轉換開關，當打到手動時，自動不起作用，這便于系統(tǒng)進行調試和維修或對緊急狀況進行處理。（2）檢測冷凍水的供回水溫度和回水流量。根據供/回水溫度差和回水流量來調節(jié)冷凍機組的運行臺數，同時相應的循環(huán)水泵和冷卻塔連鎖啟停。（3）根據程序或工作日程安排自動開關冷凍機組。通過程序控制冷凍機組，達到最低能耗，達到最低的主機折舊率。（4）檢測冷凍水的供回水壓差，同時在冷凍水供回水總管（或集水器與分水器）之間安裝壓差旁通調節(jié)閥。當冷凍水管路的供回水壓差超過設定值時，壓差旁通閥自動打開，DDC調節(jié)其開啟度，使其供回水壓差符合設定的要求，防止壓差過高而損壞冷凍機。從而保證冷凍機側的冷凍水流量恒定，保證冷凍機的安全工作。（5）檢測膨脹水箱的高低液位。當膨脹水箱的液位低于低液位開關時，DDC自動控制補水泵為膨脹水箱補水，當液位到達高液位開關時，補水泵停止。（6）當冷卻水、冷凍水管的水流開關監(jiān)測到有水流通過時，冷機才允許啟動，防止冷機的空負荷運轉，從而損壞冷凍機。（7）對冷凍水的進水、冷卻水進行電動蝶閥控制，減少系統(tǒng)的負荷運行。當系統(tǒng)開啟一臺冷機時，只需要開啟一臺冷機的冷卻水、冷凍水供水閥控制。相應的開啟該機組的冷卻水、冷凍水蝶閥，反之則關閉該機組的蝶閥。當一臺冷凍水泵、冷卻水泵或補水泵發(fā)生故障時，備用泵會自動投入運行。（8）各聯(lián)動設備的啟停程序包括一個可調整的延遲時間功能，以配合冷凍系統(tǒng)內各裝置的特性。（9）檢測冷卻水的供、回水溫度。當溫度高于設定值37℃時，冷卻塔風機自動啟動，不滿足時再啟動下一臺冷卻塔風機，直到滿足使用設定溫度為止；當溫度低于設定值25℃時，冷卻塔風機自動關閉一臺，溫度還低時，再關閉下一臺冷卻塔風機，直到滿足使用設定溫度。這樣可以最大限度的節(jié)省風機的運行時間，減少能耗。（10）對冷卻塔的進水進行電動蝶閥控制，減少系統(tǒng)的負荷運行。此時只需要給進水安裝蝶閥，再安裝一般的浮球冷卻塔進行補水控制控制即可。因為冷卻塔屬于一個敞開的連通器，彼此水位一樣，不存在抽空或灌滿的可能，安裝進水蝶閥只是在于對冷卻水泵進行優(yōu)化啟停控制。2.5換熱站系統(tǒng)整個大樓由兩臺換熱機組提供熱源，整個換熱站系統(tǒng)包括兩臺換熱機組，與冷站系統(tǒng)共用六臺循環(huán)水泵（四用兩備），分水器、集水器和一個膨脹水箱。換熱站系統(tǒng)監(jiān)控的內容：監(jiān)測兩次熱水的供水溫度（AI）檢測水管壓力（AI）熱水供水的水流狀態(tài)（DI）一次熱水供水電動蝶閥開關控制（DO）二次熱水供水電動蝶閥開關控制（DO）其他監(jiān)控內容同冷站系統(tǒng)。通過安裝在冷凍機房內的直接數字控制器DDC按內部預先編寫的軟件程序來控制換熱設備的群控。（1）根據程序或工作日程安排自動開關換熱機組的進出水閥。程序控制換熱機組，以求達到最低能耗，最低的主機折舊率。（2）于指定管道位置設置溫度傳感器，以測量空調水供回水溫度。（3）當膨脹水箱的液位低于低液位開關時