某大學(xué)教學(xué)樓BAS中空調(diào)系統(tǒng)的控制

某大學(xué)教學(xué)樓BAS中空調(diào)系統(tǒng)的控制摘要：文中通過樓宇自控系統(tǒng)中空調(diào)系統(tǒng)的控制介紹，闡述控制空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)容和方法。未經(jīng)本人許可其他網(wǎng)站期刊不得轉(zhuǎn)載

關(guān)鍵字：樓宇自控系統(tǒng)組合式空調(diào)機組新風(fēng)機組送風(fēng)機冷凍站換熱站概述某大學(xué)教學(xué)樓為全國大學(xué)校園內(nèi)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(shè)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(shè)計，這里對此系統(tǒng)中空調(diào)系統(tǒng)的控制作一詳細介紹。1.本建筑（BAS）概況根據(jù)本樓使用特點和設(shè)計要求，樓宇設(shè)備自動化管理(BAS)系統(tǒng)要對空調(diào)機組，通風(fēng)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(shù)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(wǎng)絡(luò)控制器、24臺DDC控制器構(gòu)成。如以下示意圖：操作站－網(wǎng)絡(luò)控制器此系統(tǒng)可以通過Ethernet網(wǎng)(N1網(wǎng))將中央操作站及網(wǎng)絡(luò)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(shù)字控制器(DDC)將通過RS485現(xiàn)場總線（N2網(wǎng)）連接到網(wǎng)絡(luò)控制器上，與其它網(wǎng)絡(luò)控制器上的直接數(shù)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(shù)字控制器(DDC)內(nèi)。2.（BAS）對空調(diào)系統(tǒng)的控制本建筑內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)主要包括以下設(shè)備：（1）組合式空調(diào)機組26臺，(2)新風(fēng)機組31臺；38臺送風(fēng)機；（3）1個冷凍站系統(tǒng)；2.1空調(diào)機組的監(jiān)控整個大樓共有26臺組合式空調(diào)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{(diào)機組為舒適性空調(diào)機組，專門為會議室、辦公室及教室提供舒適、優(yōu)質(zhì)的空氣。其空氣處理方式為：室外的新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)閥調(diào)節(jié)后，又經(jīng)初效過濾器與回風(fēng)混合預(yù)熱段、表冷加熱段、送風(fēng)機高效過濾器后送入。需要監(jiān)控的內(nèi)容如下：回風(fēng)管回風(fēng)溫度（AI）風(fēng)機運行監(jiān)測（DI）風(fēng)機的故障報警信號（DI）自動或手動狀態(tài)顯示（DI）風(fēng)機啟?？刂疲―O）新風(fēng)風(fēng)門控制（AO）兩通水閥控制（AO）室內(nèi)溫度（AI）室內(nèi)濕度（AI）室內(nèi)靜壓差（AI）在操作站上，每一個空調(diào)機組都將通過彩色三維圖形顯示，直觀的表示不同空調(diào)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(fēng)溫度，同時各個空調(diào)機組進行定時啟?？刂?，并可以通過鼠標修改設(shè)定值或者末端設(shè)備開啟度、改變設(shè)備啟停狀態(tài)，以求達到最佳工作環(huán)境。這些空調(diào)機組由METASYS系統(tǒng)按每天預(yù)先編排的時間，包括假日程序?qū)照{(diào)機組監(jiān)視和控制?？照{(diào)機組的水閥及新風(fēng)閥的控制水閥的控制主要是根據(jù)回風(fēng)溫度傳感器的反饋溫度信號，調(diào)節(jié)冷熱水閥的開度，使送風(fēng)溫度趨向設(shè)定溫度(PI比例調(diào)節(jié))；當(dāng)回風(fēng)溫度高于設(shè)定溫度時，DDC自動輸出關(guān)的信號，關(guān)閉冷熱水閥，反之則打開冷熱水閥，從而既滿足室內(nèi)溫度的設(shè)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(jù)一般的經(jīng)驗，沒有裝調(diào)節(jié)閥之前閥門的開啟度一般為85％左右，裝上調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)后，閥的開啟度僅為40％～60％，因此可以減少能源損耗。新風(fēng)閥的調(diào)節(jié)控制主要用途有以下三方面：（1）節(jié)約能源。對新風(fēng)閥進行調(diào)節(jié)可以保證最大限度的利用新風(fēng)。當(dāng)新風(fēng)溫度接近室內(nèi)溫度時，新風(fēng)閥門全部打開；當(dāng)新風(fēng)溫度與設(shè)定溫度相比，溫差過大時，此時只需保證最低新風(fēng)量，將新風(fēng)閥門關(guān)到最小位置，最大限度的利用回風(fēng)。（2）保護風(fēng)機，由于當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量的原因，新風(fēng)閥處于常開狀態(tài)，過濾網(wǎng)容易污濁，需要經(jīng)常清洗。因此需要實現(xiàn)新風(fēng)閥與風(fēng)機的連鎖，當(dāng)風(fēng)機關(guān)閉時，風(fēng)門自動關(guān)閉，防止粉塵進入。（3）在每層的房間內(nèi)都設(shè)有多個室內(nèi)靜壓差傳感器，可檢測室內(nèi)與外界環(huán)境的靜壓差，根據(jù)靜壓差值與設(shè)定值之間的比較來確定風(fēng)門的開啟度，使室內(nèi)處于最佳的工作學(xué)習(xí)環(huán)境。2.2新風(fēng)機組的監(jiān)控整個大樓共有31臺新風(fēng)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(zhì)量的新風(fēng)。其空氣處理方式為：室外的新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)閥后，又經(jīng)初效過濾器、表冷加熱段、送風(fēng)機后送入各個樓層的房間。監(jiān)控的內(nèi)容如下：送風(fēng)管送風(fēng)溫度（AI）風(fēng)機運行監(jiān)測（DI）風(fēng)機的故障報警信號（DI）風(fēng)機自動或手動狀態(tài)顯示（DI）風(fēng)機啟停控制(DO)新風(fēng)風(fēng)門控制（DO）兩通水閥控制（AO）新風(fēng)溫度（AI）送風(fēng)溫度（AI）在操作站上，每一個新風(fēng)機組都將通過彩色三維圖形顯示，直觀顯示不同新風(fēng)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(fēng)溫度。同時各個新風(fēng)機組進行定時啟?？刂疲郧筮_到最佳的工作學(xué)習(xí)環(huán)境。新風(fēng)機組由METASYS系統(tǒng)按每天預(yù)先編排的時間包括假日程序?qū)C組進行監(jiān)視和控制。2.3設(shè)備選用：（1）風(fēng)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(fēng)閥驅(qū)動器－－選用M-9116-GGA比例式風(fēng)閥驅(qū)動器，需要新風(fēng)風(fēng)門的閥桿做出改動，以便方便閥門驅(qū)動器的安裝。（3）調(diào)節(jié)閥及閥門驅(qū)動器－－選用雙DO閥門與驅(qū)動器，它的最大優(yōu)點是完全滿足溫濕度PID調(diào)節(jié)的需要，同時與普通的比例式調(diào)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(guān)－－選用P233A-10-AKC的壓差開關(guān)，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(shè)于三層的南面和北面，溫度值取平均值，然后通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)值傳輸?shù)矫總€空調(diào)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(gòu)成。冷凍站系統(tǒng)監(jiān)控的內(nèi)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(fēng)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(fēng)機的起停控制（DO）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(nèi)的直接數(shù)字控制器DDC按內(nèi)部預(yù)先編寫的軟件程序來控制冷凍機的啟停和相關(guān)設(shè)備的群控。檢測各個設(shè)備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、對風(fēng)機進行啟?？刂啤Ｔ诓僮髡旧?，每一個機電設(shè)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(shè)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(yù)先編排的時間包括假日程序?qū)湔鞠到y(tǒng)進行控制和監(jiān)視。冷凍站主要設(shè)備的監(jiān)控（1）檢測各個機電設(shè)備的手自動狀態(tài)。功率較大的設(shè)備，出于安全的考慮需要增加手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)打到手動時，自動不起作用，這便于系統(tǒng)進行調(diào)試和維修或?qū)o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(jù)供/回水溫度差和回水流量來調(diào)節(jié)冷凍機組的運行臺數(shù)，同時相應(yīng)的循環(huán)水泵和冷卻塔連鎖啟停。（3）根據(jù)程序或工作日程安排自動開關(guān)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(diào)節(jié)閥。當(dāng)冷凍水管路的供回水壓差超過設(shè)定值時，壓差旁通閥自動打開，DDC調(diào)節(jié)其開啟度，使其供回水壓差符合設(shè)定的要求，防止壓差過高而損壞冷凍機。從而保證冷凍機側(cè)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(dāng)膨脹水箱的液位低于低液位開關(guān)時，DDC自動控制補水泵為膨脹水箱補水，當(dāng)液位到達高液位開關(guān)時，補水泵停止。（6）當(dāng)冷卻水、冷凍水管的水流開關(guān)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(zhuǎn)，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(dāng)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(yīng)的開啟該機組的冷卻水、冷凍水蝶閥，反之則關(guān)閉該機組的蝶閥。當(dāng)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(shè)備的啟停程序包括一個可調(diào)整的延遲時間功能，以配合冷凍系統(tǒng)內(nèi)各裝置的特性。（9）檢測冷卻水的供、回水溫度。當(dāng)溫度高于設(shè)定值37℃時，冷卻塔風(fēng)機自動啟動，不滿足時再啟動下一臺冷卻塔風(fēng)機，直到滿足使用設(shè)定溫度為止；當(dāng)溫度低于設(shè)定值25℃時，冷卻塔風(fēng)機自動關(guān)閉一臺，溫度還低時，再關(guān)閉下一臺冷卻塔風(fēng)機，直到滿足使用設(shè)定溫度。這樣可以最大限度的節(jié)省風(fēng)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?？刂?。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(nèi)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(guān)控制（DO）二次熱水供水電動蝶閥開關(guān)控制（DO）其他監(jiān)控內(nèi)容同冷站系統(tǒng)。通過安裝在冷凍機房內(nèi)的直接數(shù)字控制器DDC按內(nèi)部預(yù)先編寫的軟件程序來控制換熱設(shè)備的群控。（1）根據(jù)程序或工作日程安排自動開關(guān)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(shè)置溫度傳感器，以測量空調(diào)水供回水溫度。（3）當(dāng)膨脹水箱的液位低于低液位開關(guān)時