第三章 樓宇設備自動化系統(tǒng)

第三章樓宇設備自動化系統(tǒng)主要內容（10學時）第一節(jié)空調系統(tǒng)的監(jiān)控第二節(jié)冷熱源系統(tǒng)的監(jiān)控第三節(jié)供配電系統(tǒng)的監(jiān)控第四節(jié)給排水系統(tǒng)第五節(jié)照明系統(tǒng)第六節(jié)電梯系統(tǒng)的監(jiān)控本章難點:BA各子系統(tǒng)的硬件配置圖的繪制

第三章樓宇設備自動化系統(tǒng)基本要求：本章為本課程的重點章節(jié)，通過學習，要求學生掌握智能建筑空調系統(tǒng)、冷熱源系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)控制技術的基本情況及要求。本章為本課程核心章節(jié)。

樓宇設備自動控制系統(tǒng)

——對冷熱源系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、電梯控制、照明及供配電系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理、監(jiān)測和控制，設備多且散。自動控制系統(tǒng)——一般采用DDC控制系統(tǒng)——采用集中管理和分散控制控制特點——控制器采用網(wǎng)絡互連，一個控制器控制本地較小數(shù)量的傳感器/執(zhí)行器空調系統(tǒng)分類全空氣空調系統(tǒng)全水空調系統(tǒng)空氣——水空調系統(tǒng)制冷劑空調系統(tǒng)集中式空調系統(tǒng)半集中式空調系統(tǒng)分散式空調系統(tǒng)全回風式空調系統(tǒng)

全新風式空調系統(tǒng)新回風混合式空調系統(tǒng)定風量、變風量空調系統(tǒng)低速、高速空調系統(tǒng)工藝性、舒適性空調系統(tǒng)一般性、恒溫恒濕性空調系統(tǒng)第一節(jié)空調系統(tǒng)的監(jiān)控

通過改變送風溫度來滿足室內冷（熱）負荷變化。

若向室內吹冷風，送入室內的冷量是：

Q＝cρL（tn－ts）式中，c是空氣的比熱容；ρ是空氣密度；L是送風量；

tn是室內溫度，ts是送風溫度；Q是吸收（或送入）室內的熱流量。風機以恒速運行，從而保持風量的恒定，僅通過改變送風溫度來進行空氣的溫度調節(jié)。一、定風量空調系統(tǒng)新風機組通常與風機盤管配合進行使用為避免室外空氣對室內溫濕度狀態(tài)的干擾，在送入房間之前需要對其進行熱濕處理，室內負荷通常由風機盤管處理。

新風機組只有一個換熱器，冬夏季共用在冬季送入熱水對空氣進行加熱，在夏季則送入冷凍水對空氣冷卻去濕。加濕器僅在冬季對新風加濕。新風機組在南方地區(qū)作為舒適性空調使用時，時常取消了加濕器。

二、全新風式空調系統(tǒng)全新風式空調系統(tǒng)工藝流程監(jiān)控功能新風門及風機的監(jiān)控通過風閥控制器控制新風的開關狀態(tài)監(jiān)視風機電機的工作狀態(tài)，確定是處于“開”或“關”檢測風機電機的電流是否過載，過載產(chǎn)生報警信號過濾網(wǎng)的監(jiān)測用微差開關即可監(jiān)視新風過濾器兩則的壓差，以了解過濾器是否要求清洗﹑更換。新風溫度監(jiān)控由新風通道的溫度傳感器實測新風溫度，通過調節(jié)冷熱水閥開度，使新風溫度在設定的范圍內，使室內的溫度保持相對恒定。

新風濕度監(jiān)控由新風通道的濕度傳感器實測新風的濕度信號，通過調節(jié)加濕閥的開度，使新風濕度在設定的范圍內。

控制方式——定風量控制方式控制算法——比例積分調節(jié)方式防凍保護程序的啟動

風機停止，室外空氣溫度不高于５℃時；

風機未停機，換熱器出口水溫低于８℃時關風門+關風機

新回風混合空調系統(tǒng)比全新風空調系統(tǒng)增加了回風系統(tǒng)和排風系統(tǒng)，其目的是為了節(jié)約能源，凈化室內空氣，并可與消防系統(tǒng)聯(lián)合排煙。由于增加了回風系統(tǒng)和排風系統(tǒng)，與全新風系統(tǒng)比較，需增加監(jiān)控點：

1、回風溫度監(jiān)控

2、回風濕度監(jiān)控

3、新風/回風比例監(jiān)控

4、排煙系統(tǒng)監(jiān)控

三、新回風混合空調系統(tǒng)回風溫度監(jiān)控——回風通道的溫度傳感器實測回風溫度，通過控制換熱器上的調節(jié)閥的開度來調節(jié)熱水（或冷水）流量，使回風溫度控制在設定的范圍內

回風濕度監(jiān)控——由回風通道的濕度傳感器實測回風通道的濕度信號，通過控制蒸汽閥的開度來調節(jié)蒸汽流量，使回風濕度保持在設定的范圍內。新風/回風比例監(jiān)控——根據(jù)新風通道中的溫度、濕度傳感器以及回風通道中的溫度、濕度傳感器實測出的新風溫度及濕度，以及回風溫度及濕度，調節(jié)新風電動風門和回風電動風門的開度，使新風/回風比例控制在預定值。在不同的氣象條件下，應選擇不同的新風/回風比例，以減少系統(tǒng)能耗。排煙系統(tǒng)監(jiān)控——當發(fā)生火災時，新風、回風系統(tǒng)立即停止工作，啟動排煙系統(tǒng)。新回風混合定風量空調系統(tǒng)無回風機的定風量空調系統(tǒng)示意圖兼補風與排風的定風量空調系統(tǒng)變風量系統(tǒng)（VAV，VariableairvolumeSystem）——當室內空調負荷改變以及室內空氣參數(shù)設定值變化時，自動調節(jié)空調系統(tǒng)送入房間的送風量，使通過空氣送入房間的負荷與房間的實際負荷相匹配，以滿足室內人員的舒適要求或工藝生產(chǎn)的要求。同時送風量的自動調節(jié)可以最大限度地減少風機的動力，節(jié)約運行能耗。優(yōu)點：降低運行能耗方面具有很大的優(yōu)勢實現(xiàn)局部區(qū)域（房間）的靈活控制能自動調節(jié)送入各房間冷量室內無過冷過熱現(xiàn)象四、變風量空調系統(tǒng)VAV空調系統(tǒng)示意圖控制方式(1)風機出口閥門控制

用傳動裝置改變風機出口蝸殼形態(tài)，從而改變風量。(2)風機入口導葉片控制

通過風機入口裝有的放射可活動葉片來調節(jié)葉片的角度，從而改變風量。(3)變節(jié)距控制

改變軸流風機葉片的安裝角度，以改變風量。(4)風機轉速控制

通過改變風機的轉速，從而改變風機的運行曲線。通過理論分析，變風量系統(tǒng)的風量控制方式采用調節(jié)風機轉速的控制方式所達到的節(jié)能效果最佳?？刂葡到y(tǒng)框圖及末端線路說明

作業(yè)1、繪制新風系統(tǒng)硬件配置圖2、繪制空調系統(tǒng)硬件配置圖3、簡單論述空調系統(tǒng)的監(jiān)控對象及控制原理第二節(jié)冷熱源系統(tǒng)的監(jiān)控常用的冷媒——氟利昂、溴化鋰、氨等，制冷方式——壓縮式制冷、熱力制冷和冰蓄冷。制冷原理制冷系統(tǒng)監(jiān)控主要內容冷凍機組的監(jiān)測與控制

冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)測與控制冷凍水系統(tǒng)的監(jiān)測與控制制冷系統(tǒng)監(jiān)控原理圖冷水機組聯(lián)鎖控制ＢＡＳ在對某個制冷機組下達啟動命令時，其相關設備的動作時間順序應為：對應冷卻水﹑冷凍水管路上的閥門立即開啟；

冷卻塔風機﹑冷卻水與冷凍水水泵延遲２～３min啟動；

制冷主機啟動延遲３～４min執(zhí)行。ＢＡＳ在對某個制冷機組下達停止命令時，其相關設備的動作時間順序設為：

立即切斷主機電源；冷卻塔水泵﹑風機，冷凍水水泵延時３～５min停止；對應的管路閥門延時４～６min后關閉。冷凍水供/回水溫度監(jiān)測通過供水總管上的溫度傳感器T1檢測冷凍水供水溫度，檢測的信號送入DDC（AI）中，通過回水總管上的溫度傳感器T2檢測冷凍水回水溫度，檢測的信號也送入DDC（AI）中。冷凍水供水水流量監(jiān)控通過供水總管上的流量傳感器F檢測冷凍水流量，送入DDC（AI）中。水機組開啟臺數(shù)控制

把上述三種信號送入DDC中，計算出實際的空調冷負荷，再根據(jù)實際冷負荷及壓差旁通閥V的開度自動調整冷水機組投入臺數(shù)與相應的循環(huán)水泵投入臺數(shù)。以期達到最佳節(jié)能效果。由壓差傳感器ΔP檢測冷水供、回水總管之間的壓差，送入DDC（AI），與壓差預先設定值比較后，DDC送出相應信號（AO），調節(jié)位于供、回水總管之間的旁通閥的開度，實現(xiàn)進水與回水之間的旁通，以保持供、回水壓差恒定。

壓差旁通控制水流檢測、水泵控制冷凍水泵、冷卻水泵啟動后，通過水流開關FS檢測水流狀態(tài)，其信號送入DDC（DI）中，根據(jù)水流狀態(tài)由DDC發(fā)出信號，通過電動閥調節(jié)水流。如果流量太小，甚至斷流，把信號送入DDC，則系統(tǒng)自動報警，DDC送出信號自動停止相應制冷機運行。當某一臺水泵出現(xiàn)故障，信號送入DDC，DDC發(fā)出信號控制備用水泵自動投入運行。冷卻水溫度監(jiān)測利用溫度傳感器T4檢測冷卻塔出水溫度，檢測信號送入DDC（AI），實時控制冷卻塔風機的啟停臺數(shù)。工作狀態(tài)、報警顯示與打印水箱補水控制通過液位傳感器LT檢測水箱水位，DDC根據(jù)水位信號，控制進水電磁閥LV的開、閉，以維持水位在允許范圍內，水位越限時發(fā)出報警信號供熱系統(tǒng)的監(jiān)控供熱鍋爐系統(tǒng)的監(jiān)控原理熱水鍋爐通常監(jiān)控的內容為：(1)自動檢測鍋爐水位，蒸汽壓力、爐膛負壓，蒸汽流量、給水流量，排煙溫度；(2)自動控制電動機的啟動、停止；(3)自動保護與自動調節(jié)監(jiān)控環(huán)節(jié)。熱交換系統(tǒng)監(jiān)控原理熱交換系統(tǒng)是以熱交換器為主要設備。其作用是供給生活、空調及供暖系統(tǒng)用熱水，對這一系統(tǒng)進行監(jiān)控的主要目的是監(jiān)測水力工況以保證熱水系統(tǒng)的正常循環(huán)，控制熱交換過程以保證要求的供熱水參數(shù)。1）熱量計量系統(tǒng)：F、T5、T6構成2）壓力監(jiān)測：P1、P23）熱交換器二次側熱水出口溫度控制：T1、T2、V1、V24）熱水泵控制及聯(lián)鎖5）工作狀態(tài)顯示與打印第三節(jié)供配電系統(tǒng)的監(jiān)控對供配電系統(tǒng)的監(jiān)視管理包括：1、檢測運行參數(shù)：電壓、電流、功率、變壓器溫度等2、監(jiān)視電氣設備運行狀態(tài)3、對建筑物內所有用電設備的用電量進行統(tǒng)計及電費計算與管理4、對各種電氣設備的檢修、保養(yǎng)維護進行管理配電系統(tǒng)監(jiān)控圖第四節(jié)給排水系統(tǒng)給水系統(tǒng)的監(jiān)控采用恒壓（無水箱）供水：應用變頻裝置改變水泵電機轉速，以適應用水量變化

采用高位水箱、低位水地給水系統(tǒng)：在屋頂設高位水箱，在低處（地下室）設一低位水池，中間設置水泵。高位水箱供水通常的供水系統(tǒng)從原水地取水，通過水泵把水注入高位水箱，再從高位水箱靠其自然壓力將水送到各用水點。

1)水泵啟/停自動監(jiān)控2)自動監(jiān)測及報警恒壓（無水箱）供水水泵啟/停自動監(jiān)控恒壓供水系統(tǒng)組成：壓力傳感器，可編程序控制器（PLC）、變頻器、供水泵組等自動監(jiān)測及報警分集水坑排水和污水池排水

排水系統(tǒng)構成:集水坑（污水池）、排水泵（污水泵）、液位傳感器等

1、排水泵起／停監(jiān)控

2、檢測與報警排水系統(tǒng)的監(jiān)控第五節(jié)照明系統(tǒng)照明控制1、蹺板開關控制方式2、斷路器控制方式3、定時控制方式4、光電感應開關控