第六講-中央空調(diào)控制系統(tǒng)

1、課程：樓宇自動(dòng)化1. 課程性質(zhì)：專業(yè)選修課2. 任課教師：曾明3. 學(xué)時(shí)：404. 上課時(shí)間：星期一上午3、4節(jié)（3-14周） 星期四上午1、2節(jié)（3-14單周）5. 參考書：王再英等編著 樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)原理與應(yīng)用 電子工業(yè)出版社 2005 建筑物自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)空調(diào)與冷熱源監(jiān)控在各建筑中，空調(diào)系統(tǒng)的能耗最大，故在保證提供舒適環(huán)境的條件下，我們采用各種措施來實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能，如設(shè)備最佳啟/?？刂啤⒖照{(diào)及制冷機(jī)的節(jié)能優(yōu)化控制、設(shè)備運(yùn)行周期控制、電力符合控制等。照明監(jiān)控采用各種有效方式來實(shí)現(xiàn)對照明系統(tǒng)的控制，以達(dá)到節(jié)能的目的。如可通過編程來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制開、關(guān)燈的時(shí)間和亮度等。給排水控制系統(tǒng)在各建筑物中提

2、供生活水供應(yīng)和污水排水控制。電梯監(jiān)控利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)群控，以達(dá)到優(yōu)化傳送、控制平均設(shè)備使用率與節(jié)約能源運(yùn)行管理等目的。電梯樓層的狀況、電源狀態(tài)、供電電壓、系統(tǒng)功率因數(shù)等亦需監(jiān)測，并連網(wǎng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化管理。第六講 中央空調(diào)控制系統(tǒng) 中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑的重要組成都分，是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象也是建筑智能化系統(tǒng)的主要管理內(nèi)容之一?，F(xiàn)代建筑中的空調(diào)及其自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）智能建筑的重要功能之一就是為人們提供一個(gè)舒適的生活與工作環(huán)境，而這一功能主要是通過空調(diào)及其控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的； （2）空調(diào)系統(tǒng)又是整個(gè)建筑最主要的耗能系統(tǒng)之一，有統(tǒng)計(jì)資料表明，空調(diào)系統(tǒng)的耗能已占到建筑總耗能

3、的40左右，通過樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行，對降低費(fèi)用、提高效益是非常重要的； （3）由于在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，控制系統(tǒng)必須進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，所以空調(diào)控制系統(tǒng)的配置與功能相對而言是整個(gè)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)要求比較高的一部分。 6.1 中央空調(diào)控制系統(tǒng) 6.1.1空調(diào)系統(tǒng)的組成1、空調(diào)系統(tǒng)的組成（1）進(jìn)風(fēng)（新風(fēng)）（2）空氣過濾（3）空氣的冷、熱、濕處理（4）空氣的輸送和分配（5）冷熱源部分 2、空氣的調(diào)節(jié)方式（1）局部式空調(diào)：冷熱源和空氣處理、輸送設(shè)備設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)。家用空調(diào)（2）集中式空調(diào)，又稱為中央空調(diào)系統(tǒng)：有專門的冷熱源裝置，集中供熱（冷）a）循環(huán)式：新風(fēng)量為零b）直流式：回風(fēng)量為零

4、c）混合式：按照適當(dāng)?shù)谋壤龑⑿嘛L(fēng)和回風(fēng)混合 6.1.2中央空調(diào)的冷源系統(tǒng)中央空調(diào)的冷源系統(tǒng)包括冷水機(jī)組、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)。一. 冷水機(jī)組（1）制冷機(jī)原理壓縮式制冷機(jī)(以電為能源)吸收式制冷機(jī) (制冷劑：溴化鋰水溶液 )風(fēng)冷熱泵式機(jī)組 二. 冷卻塔 冷卻水進(jìn)入制冷機(jī)與制冷劑進(jìn)行熱交換，吸收制冷劑釋放的熱量后水溫升高，然后通過冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入冷卻塔，種放熱量、降溫后再循環(huán)進(jìn)入制冷機(jī)進(jìn)行熱交換。高溫的冷卻回水(冷水機(jī)組出口、一般工藝設(shè)計(jì)為37)被循環(huán)送至冷卻塔上部噴淋。由于冷卻塔風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，使冷卻水在噴淋下落過程中，不斷與室外空氣發(fā)生熱交換而冷卻，又重新送入冷水機(jī)組而完成冷卻水循環(huán)。 三

5、. 冷凍水與冷卻水循環(huán)泵 (1) 冷凍水循環(huán)泵將從空調(diào)前端設(shè)備返回的冷凍水(一般為12)加壓送入冷凍機(jī)，在冷凍機(jī)內(nèi)進(jìn)行熱交換、釋放熱量、降低溫度后離開冷凍機(jī)(冷凍機(jī)出口冷水溫度一般為7)到達(dá)空調(diào)末端設(shè)備進(jìn)行水氣熱交換空氣(降溫)調(diào)節(jié)，再循環(huán)返回冷凍機(jī)，實(shí)現(xiàn)冷凍水的循環(huán)制冷。 (2) 冷卻水循環(huán)泵則實(shí)現(xiàn)冷卻水在冷凍機(jī)與冷卻塔之間的循環(huán)，并通過冷卻塔系統(tǒng)將冷凍機(jī)的冷卻水入水口和出水口的溫度控制在設(shè)定值(一般冷凍機(jī)冷卻水入口溫度設(shè)計(jì)為32，出水口為37)。6.1.3 冷源系統(tǒng)的監(jiān)控 制冷系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(1)冷水機(jī)組進(jìn)水口與出水口冷凍水溫度檢測，以了解冷凍機(jī)組的制冷溫度是否在合理的范圍之內(nèi)。(2)集

6、水器回水與分水器供水溫度測量（一般情況下與冷水機(jī)組進(jìn)/出口冷凍水溫度相同，二者可以只選其一），以了解末端冷負(fù)荷的變化情況。(3)冷凍水供/回水流量檢測，測量流量和供回水溫度結(jié)合，可計(jì)算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷量，以此作為能源消耗計(jì)量和系統(tǒng)效率評價(jià)的依據(jù)。(4)分水器和集水器壓力壓差測量，用壓力傳感器分別測量分水器進(jìn)水口、集水器出水口的壓力，或用壓差傳感器測量分水器進(jìn)水口、集水器出水口的壓力差。根據(jù)供回水壓差調(diào)節(jié)壓差通閥的開度。(5)冷水機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和故障監(jiān)控，取自冷水機(jī)組控制器輸出觸點(diǎn)或主接觸器觸點(diǎn)。(6)冷凍水循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)監(jiān)測，用安裝在水泵電機(jī)配電柜接觸器、熱繼電器的觸點(diǎn)和安裝在水泵出

7、水管上的水流指示器共同檢測.當(dāng)水泵處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí),其出口管內(nèi)即有水流,在水流作用下水流開關(guān)迅速動(dòng)作，顯示水泵進(jìn)入工作狀態(tài)。2. 制冷系統(tǒng)控制內(nèi)容（1）程序控制冷水機(jī)組、冷卻泵的順序，達(dá)到最低能耗，達(dá)到最低的主機(jī)折舊。開機(jī)：冷卻塔風(fēng)機(jī)冷卻水泵冷凍水泵冷水機(jī)組 。停機(jī)：冷水機(jī)組冷凍水泵冷卻水泵冷卻塔風(fēng)機(jī) 。（2）根據(jù)實(shí)際負(fù)荷，對機(jī)組、水泵等進(jìn)行臺數(shù)控制，并監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài)。對各臺機(jī)組水溫進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測水流量 負(fù)荷計(jì)算根據(jù)Q=CM(T1-T2) 其中，T1為回水總管溫度，T2為供水總管溫度，C為常數(shù)，M為流量。 當(dāng)負(fù)荷大于一臺機(jī)組的15%(可根據(jù)實(shí)際情況修改)，則第二臺機(jī)組運(yùn)行。以此類推（3）根據(jù)程序

8、或業(yè)主的日程安排自動(dòng)開關(guān)冷水機(jī)組。（4）根據(jù)業(yè)主的要求自動(dòng)切換機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間，累計(jì)每臺機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)選擇運(yùn)行時(shí)間最短的機(jī)組，使每臺機(jī)組運(yùn)行時(shí)間基本相等，以延長機(jī)組使用壽命。（5）自動(dòng)記錄及打印空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，并可根據(jù)物業(yè)管理部門要求以不同時(shí)段累計(jì)負(fù)荷情況并打印。（6）監(jiān)測機(jī)組壓差，如低于設(shè)定值，立即關(guān)閉冷水機(jī)及相關(guān)設(shè)備。 6.1.4 空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備 完成空氣調(diào)節(jié)的設(shè)備稱空氣處理設(shè)備或空調(diào)機(jī)組，也稱末端設(shè)備?？諝馓幚碓O(shè)備或空調(diào)機(jī)組與冷熱源一起構(gòu)成空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 空氣處理系統(tǒng)的監(jiān)控功能（1）將回風(fēng)管內(nèi)空氣溫度與系統(tǒng)設(shè)定值進(jìn)行比較，用PID方式調(diào)節(jié)冷熱水電動(dòng)閥。使回風(fēng)溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。（2）

9、對回風(fēng)管、新風(fēng)管的溫度和濕度進(jìn)行檢測，計(jì)算新風(fēng)與回風(fēng)的焓值，控制回風(fēng)門和新風(fēng)門的開啟比例，達(dá)到節(jié)能的目的。（3）檢測送風(fēng)管內(nèi)的濕度值，用PI調(diào)節(jié)濕度調(diào)節(jié)閥，保證送風(fēng)濕度保持在所需的范圍內(nèi)。（4）風(fēng)機(jī)啟停控制，風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測及故障扳警（5）過濾網(wǎng)壓差檢測（堵塞扳警）帶回風(fēng)的定風(fēng)量空氣處理機(jī)控制原理圖兼做回風(fēng)與排煙的定風(fēng)量控制 6.2 給排水控制6.2.1 生活給水控制1.概述現(xiàn)代建筑的生活給水系統(tǒng)是整個(gè)建筑必不可少的重要組成部分。許多新建的高檔建筑，如寫字樓、高檔辦公樓、會(huì)展中心、星級賓館、醫(yī)院等，除了有冷水供水系統(tǒng)外，還有生活熱水供水系統(tǒng)。生活給水系統(tǒng)主要是對給水系統(tǒng)的狀態(tài)、參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測與控

10、制，保證系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)滿足建筑的供水要求以及供水系統(tǒng)的安全。 2.生活給水方式（1）高位水箱給水方式 ：在建筑的最高樓層設(shè)置高位供水水箱，用水泵將低位水箱水輸送到高位水箱，再通過高位水箱送向給水管網(wǎng)供水，將水輸送到用戶。 （2）水泵直接給水方式 ：用水泵直接向終端用戶提供一定水壓的供水方式。通常在給水泵前建有緩沖水池，避免水泵大水量不均衡供水對城市管網(wǎng)的影響。 （3）氣壓給水方式 ：氣壓給水方式是利用氣壓罐代替高位水箱的給水系統(tǒng)。氣壓罐可以集中于地下室水泵房內(nèi)，避免在樓房高層設(shè)置高位水箱占用空間的缺點(diǎn)。氣壓罐的外層為金屬罐體，內(nèi)有一個(gè)密封式彈性橡膠氣囊，氣囊內(nèi)充有一定壓力的氮?dú)?。水泵向罐體和氣

11、囊間的空間注水，水壓升高，壓迫氣囊，氣囊內(nèi)氮?dú)怏w積縮小，當(dāng)罐體和氣囊間的水壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)停泵。 3.生活給水控制系統(tǒng)原理高位水箱給水系統(tǒng)監(jiān)測、控制點(diǎn)配置表 監(jiān)測、控制點(diǎn)描述AIAODIDO接口位置備注給水泵運(yùn)行狀態(tài)給水泵動(dòng)力柜主接觸器輔助觸點(diǎn)給水泵故障狀態(tài)給水泵動(dòng)力柜電路熱繼電器輔助觸點(diǎn)給水泵手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換狀態(tài)給水泵動(dòng)力柜控制電路，可選給水泵開/關(guān)控制DDC數(shù)字輸出接口到給水泵動(dòng)力柜主接觸器控制回路水流開關(guān)狀態(tài)水流開關(guān)狀態(tài)輸出高位水箱水位監(jiān)測高位水箱水位開關(guān)狀態(tài)，一般有溢流、停泵、啟泵、低限報(bào)警四個(gè)液位開關(guān)生活消防水池水位監(jiān)測地下水池水位開關(guān)狀態(tài)，一般有溢流、停泵、啟泵、低限報(bào)警四個(gè)液位開關(guān)合計(jì)高位水箱分區(qū)給水系統(tǒng)圖 （a）分區(qū)水箱給水 （b）單一水箱分區(qū)減壓給水水泵直接給水系統(tǒng)監(jiān)控原理圖 水泵直接給水分區(qū)給水系統(tǒng)圖 （a）分區(qū)水泵給水 （b）單一水泵分區(qū)減壓給水6.2.2 污水排水控制1.概述地上建筑的排水系統(tǒng)比較簡單，可以靠污水的重力沿排水管道排入污水井進(jìn)入城市排水管網(wǎng)。而建筑物地下的污水排放則有所不同，通常把污水集中于污水坑(池)，然后用泵排放到地面的排