学习情境 智能建筑设备自动化系统

会计学1学习情境学习情境 智能建筑设备自动化系统智能建筑设备自动化系统2任务任务5 5 照明监控系统照明监控系统5 5任务任务6 6 电梯监控系统电梯监控系统6 6任务任务5 5 智能建筑设备自动化系统工程实例智能建筑设备自动化系统工程实例7 7学习情境学习情境学习情境学习情境3 3 智能建筑设备自动化控制系统智能建筑设备自动化控制系统智能建筑设备自动化控制系统智能建筑设备自动化控制系统第1页/共69页3n n任务任务3 暖通空调监控系统暖通空调监控系统n n 任务描述任务描述n n明确暖通空调系统的结构和工作原理，掌握暖通空调系统的监控功能和监控原理图。n n 任务分析任务分析n n从建筑暖通空调系统的结构入手，分析智能建筑暖通空调监控系统的监控对象和监控功能，最后阐述智能建筑暖通空调监控系统的监控原理。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第2页/共69页4n n3.3.1.1空调系统的基本概念空调系统的基本概念n n影响室内空气环境参数变化的因素有两个：一是外部原因，如太阳辐射和外界气候条件的变化；另一方面是内部原因，如室内设备和人员的散热量、散湿量等。当室内空气参数偏离设定值时，就需要采取相应的空气调节措施和方法，使其恢复到规定值。3.33.3.1.1 暖通空调系统工作原理暖通空调系统工作原理暖通空调系统工作原理暖通空调系统工作原理任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第3页/共69页5n n1 空调系统的组成空调系统的组成n n空调系统一般包括以下几部分：（1）进风进风 根据人对空气新鲜度的生理要求，空调系统必须有一部分空气取自室外，常称新风。空调的进风口和风管等组成了进风部分。（2）空气过滤空气过滤 由进风部分引入的新风必须先经过一次预过滤，以除去颗粒较大的尘埃。一般空调系统都装有预过滤器和主过滤器两级过滤装置。根据过滤的效率不同，大致可以分为初（粗）效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第4页/共69页6 （3）空气的热湿处理空气的热湿处理 将空气加热、冷却、加湿和减湿等不同的处理过程组合在一起统称为空调系统的热湿处理部分。热湿处理设备主要有直接接触式和表面式两大类型。直接接触式：与空气进行热湿交换的介质直接和被处理的空气接触，通常是将其喷淋到被处理的空气中。喷水室、蒸汽加湿器、局部补充加湿装置以及使用固体吸湿剂的设备均属于这一类。表面式：与空气进行热湿交换的介质不和空气直接接触，热湿交换是通过处理设备的表面进行的。表面式换热器属于这一类。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第5页/共69页7 （4）空气的输送和分配空气的输送和分配 将调节好的空气均匀地输入和分配到空调房间内，以保证其合适的温度场和速度场。这是空调系统空气输送和分配部分的任务，它由风机和不同形式的管道组成。根据用途和要求不同，有的系统只采用一台送风机，称为单风机系统；有的系统采用一台送风机和一台回风机，称为双风机系统。管道截面通常为矩形和圆形两种，一般低速风道多采用矩形，而高速风道多采用圆形。（5）冷热源部分冷热源部分 为了保证空调系统具有加温和冷却能力，必须具备冷源和热源两部分。冷源有自然冷源和人工冷源两种。热源有自然热源和人工热源两种。自然热源热量为地热和太阳能；人工热源是指用煤、石油或煤气作燃料的锅炉所产生的蒸汽和热水，目前应用得最为广泛。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第6页/共69页8n n2空气调节方式空气调节方式n n按照空气处理设备的设置情况，空气调节系统可分为集中系统、半集中系统和分散系统。（1）局部式空调局部式空调 在半集中空调系统中，除了集中空调机房外，还设有分散在被调节房间的二次设备（又称末端装置）。变风量系统、诱导空调系统以及风机盘管系统均属于半集中空调系统。分散系统也称局部空调机组。这种机组通常把冷、热源和空气处理、输送设备（风机）集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。它不需要集中的机房，安装方便，使用灵活，可以直接将此机组放在需要空调的房间内，也可以放在相邻的房间用很短的风道与该房间相连。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第7页/共69页9 （2）集中式空调集中式空调 集中式系统的所有空气处理设备（包括风机、冷却器、加热器、加湿器和过滤器等）都设在一个集中的空调机房内（如图3.7所示），经集中设备处理的空气用风道分送到各空调房间，因而，系统便于集中管理和维护。在建筑物中，一般采用集中式空调系统，通常称之为中央空调系统。对空气的处理集中在专用的机房里，对处理空气用的冷源和热源也有专门的冷冻站和锅炉房。图图3.7典型的集中典型的集中式空调系统式空调系统 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第8页/共69页10 按照所处理空气的来源，集中式空调系统可分为循环系统、直流式系统和混合式系统。循环式系统的新风量为零，全部使用回风，其冷、热消耗量最省，但空气品质差。直流式系统的回风量为零，全部采用新风，其冷、热消耗量大，但空气品质好。对于绝大多数场合，采用适当比例的新风和回风相混合，这种混合系统既能满足空气品质的要求，经济上又比较合理，因此是应用最广的一类集中式空调系统，如图3.8所示。图图3.8中央空调中央空调系统的原理系统的原理 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第9页/共69页11n n中央空调的空气热湿处理系统如图3.9所示。系统主要由风门驱动器、风管式温度传感器、湿度传感器、压差报警开关、电动调节阀、压力传感器以及现场控制器（DDC）等组成。n n空调空气热湿处理系统的监控功能如下：将回风管内的温度与系统设定的值进行比较，用PID（比例加积分、微分）方式调节冷水/热水电动阀开度，以调节冷冻水或热水的流量，使回风温度保持在设定的范围之内。对回风管、新风管的温度与湿度进行检测，计算新风与回风的焓值，按回风和新风的焓值比例控制回风门和新风门的开启比例，从而达到节能的效果。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第10页/共69页12 检测送风管内的湿度值，与系统设定的值进行比较，用PI（比例加积分）方式调节控制湿度电动调节阀，从而使送风湿度保持在所需要的范围之内。测量送风管内接近尾端的送风压力，调节送风机的送风量，以确保送风管内有足够的风压。其他方面如风机启动/停止的控制、风机运行状态的检测及故障报警和过滤网堵塞报警等。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第11页/共69页13n n3通风换气通风换气n n送、排风系统根据各区域新风和室内二氧化碳浓度来设定送、排风机的定时启/停，以达到保证新风量同时又节能的目的。n n通风方式有局部通风和全面通风两种。按照空气流动动力不同，可分为机械通风和自然通风。（1）局部通风局部通风 局部通风方式有局部送风和局部排风，它们都是利用局部气流使局部工作地点不受有害物的污染，创造良好的室内环境。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第12页/共69页14 （2）全面通风全面通风 全面通风也称稀释通风，是利用清洁空气稀释室内空气中的有害物浓度，同时不断地把被污染的空气排至室外，使室内空气中有害物的浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度。通风系统的设计原则为：散发热、湿或有害物的房间及一般的地下室均考虑进行通风换气。在供暖地区设计通风换气时，应作空气平衡及热平衡计算，并采取相应的补风及加热措施，以保证通风运行的效果。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第13页/共69页15 在办公室、居室、厨房、厕所、盥洗室和浴室等房间应设置自然通风或机械通风进行全面换气。送风系统室外进风的采气口应设置在室外空气较为清洁的地点，远离排风口的上风侧，而且低于排风口。（3）通风控制通风控制 通风风机的控制方案如图3.10所示，该方案的主要功能为：风机控制 分站根据其内部的软件及时钟，按时间程序或事件来启动或停止风机（闭合或断开控制电路）。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第14页/共69页16 过滤器报警 风机启动后，过滤网前后将建立起一个风压。如果过滤器干净，风压将小于一个指定值，接触器的干节点会断开。反之，如果过滤器太脏，过滤网前后的风压变大，接触器的干节点将闭合。分站根据接触器干节点的情况会发出过滤网报警信息。风机故障报警 风机启动后，如果运行正常，则在风机前后将建立起一个风压，接触器的干接点将闭合。反之，若风机运行不正常，这时风机前后的风压将小于一个指定值或者为零，接触器的干接点会断开。分站根据接触器干接点的情况会发出风机故障报警信息。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第15页/共69页17图图3.10风机控制方案风机控制方案 （4）末端控制末端控制 末端控制包括变风量和定风量两种。定风量末端大多采用温控器控制电磁阀方式调节，以达到舒适性控制的目的。变风量末端一般自身带有控制设备，可用直接数字控制器（DDC）与其接口，监测其参数及运行状态，以达到控制要求。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第16页/共69页18n n3.3.1.2冷热源系统的基本概念冷热源系统的基本概念n n冷源主要应用于三个方面：一是空气调节；二是食品冷藏，三是某些生产工艺需要低温，以保证生产过程的顺利进行。n n凡是采暖的地区，均离不开热源，供热大体有两种方式：一种是集中供热，其热源来自热电厂、集中供热锅炉房等；另一种是由分散设在一个单位或一幢建筑物的锅炉房供热。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第17页/共69页19n n1 冷源装置冷源装置n n在中央空调系统中，目前常用的制冷方式主要有压缩式制冷和吸收式制冷两种形式。n n（1）压缩式制压缩式制冷冷 压缩式制冷的基本原理如图3.11所示。从压缩机的结构来看，压缩式制冷大致可分为往复压缩式、螺杆压缩式和离心压缩式三大类。图图3.11压缩式制冷循压缩式制冷循环的基本原理示意环的基本原理示意图图 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第18页/共69页20n n（2）吸收式制冷n n吸收式制冷与压缩式制冷一样，都是利用低压制冷剂的蒸发产生的气化潜热进行制冷。两者的区别是：压缩式制冷以电为能源，而吸收式制冷则是以热为能源。n n溴化锂吸收式制冷循环的基本原理如图3.12所示。图图3.12溴化锂吸收式制冷循环基本原理示意图溴化锂吸收式制冷循环基本原理示意图 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第19页/共69页21n n2热源装置热源装置 （1）热源分类热源分类 按热源性质分类按热源性质分类 a蒸汽蒸汽 蒸汽热值较高，载热能力大，且不需要输送设备。其汽化潜热在2200 kJ/kg左右，占使用的蒸汽热量的95%以上。在采用蒸汽作为空调热源的工程中，通常都采用表压为0.2 MPa以下的蒸汽。当凝结水回水较为畅通时，可以采用背压回水；反之，则应使用凝结水泵。另外，如果蒸汽压力过高，也会限制换热器的使用类型。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第20页/共69页22 b热水热水 热水在使用的安全性方面比蒸汽优越，与空调冷水的性质基本相同，传热比较稳定。在空调机组中，采用冷、热盘管合用的方式（即两管制），以减少空调机组及系统的造价，热水能较好地满足此种方式的要求，而蒸汽盘管通常不能与冷水盘管合用。空调热水在使用的过程中系统内存在结垢问题，这与其水质和水温有关。当水温超过70 时，结垢现象变得较为明显，它对换热设备的效率将产生较大的影响。因此，空调热水应尽可能地采用软化水，或者加药、使用电子除垢器等防止或缓解水结垢的一些水处理措施。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第21页/共69页23 按热源装置分类按热源装置分类 a锅炉锅炉 供热用锅炉分为热水锅炉和蒸汽锅炉。在空调热水系统中，由于空调机组及整个水系统要随建筑物的使用要求进行调节与控制，通常设有中间换热器。设有蒸汽锅炉的建筑物也为其冬季空调加湿提供了一个较好的条件。b热交换器热交换器 从结构上来分，热交换器有三种类型，即列管式、螺旋板式和板式换热器。板式换热器是近十几年来大量使用的一种高效换热器，其结构如图3.13所示。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第22页/共69页24图图3.13板式换热器结构图板式换热器结构图 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第23页/共69页25n n3冷热水机组冷热水机组n n直燃吸收式冷水机组（简称直燃机）就是把锅炉与溴化锂吸收式冷水机组合二为一，通过燃气或燃油产生制冷所需要的能量。直燃机按功能可分为三种形式：单冷型只提供夏季空调用冷冻水；冷、暖型夏季提供空调用冷冻水，冬季供应空调用热水；多功能型除能够提供空调用冷、热水外，还能提供生活用热水。n n直燃机由高/低压发生器、高/低压换热器、冷凝器、蒸发器、冷剂水泵、溶液泵、控制设备及辅机等主要设备组成，其工作原理分为制冷循环、供热循环和卫生热水循环三种不同方式。n n空调供热循环产生的热水温度一般为5560，工作原理如图3.14所示。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第24页/共69页26图图3.14直燃机组空调供热循环直燃机组空调供热循环 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第25页/共69页27n n4冰蓄冷系统冰蓄冷系统n n冰蓄冷系统可分为并联系统和串联系统两种。（1）并联系统并联系统(如图3.15）与水蓄冷一样，这一系统可实现四种运行工况蓄冰、制冷机供冷、蓄冰槽供冷和联合供冷，不同工况下各设备及阀门的运行状态见表3.1。工 况RP1P2P3P4V1V2V3V4RJ1RJ2蓄冷开(低温水）开关关关关开关关关关制冷机供冷开(高温水）开关关开开关关关开关蓄冰槽供冷关关开开关关关调节调节关开联合供冷开(高温水）开开开开开关调节调节开开注：1.表中所注低温水即指满足蓄冷要求的低温乙二醇水溶液，其温度通常为-5.0;2.表中所注高温水即指满足空调要求的较高温度的乙二醇水溶液，其温度通常为55.5（考虑板式换热器温差）表表3.1冰蓄冷并联系统冰蓄冷并联系统 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第26页/共69页28图图3.15 冰蓄冷并联系统冰蓄冷并联系统 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第27页/共69页29 （2）串联系统串联系统（见（见图图3.16）与并联系统相似，串联系统也可实现四种运行工况，见表3.2。工 况RP1P2V1V2V3V4RJ蓄冷开(低温水）开关关开关开关制冷机供冷开(高温水）开关开关开关开蓄冰槽供冷关开开开关调节调节开联合供冷开(高温水）开开开关调节调节开注：1.表中所注低温水即指满足蓄冷要求的低温乙二醇水溶液，其温度通常为-5.0;2.表中所注高温水即指满足空调要求的较高温度的乙二醇水溶液，其温度通常为55.5（考虑板式换热器温差）表表3.2冰蓄冷串联系统冰蓄冷串联系统 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第28页/共69页30图图3.16 冰蓄冷串联系统冰蓄冷串联系统 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第29页/共69页31n n空调机组有各种不同的功能，其控制原理也应有所不同，但有两点应该是相同的：n n（1）无论何种空调机组，温度控制时，宜采用PI型以上的控制器，其调节水阀应采用等百分比型阀门。n n（2）控制器与传感器分开设置，一般来说，传感器设于要求控制的位置（或典型区域）；而控制器应设于该机组所在的机房内。3.33.3.2.2 空调机组设备监控系统空调机组设备监控系统空调机组设备监控系统空调机组设备监控系统 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第30页/共69页32n n3.3.2.1 新风机组的控制新风机组的控制n n新风机组的控制功能包括送风温度控制、送风相对湿度控制、防冻控制、CO2浓度控制以及各种连锁内容。n n 1送风温度控制送风温度控制n n送风温度控制是指出风温度控制，其适用条件通常是该新风机组是以满足室内卫生要求而不是负担室内负荷来使用的。因此，在整个控制时间内，其送风温度以保持恒定值为原则。由于冬、夏季对室内要求不同，因此冬、夏季送风温度应有不同的要求。n n送风温度控制时，通常是夏季控制冷盘管水量，冬季控制热盘管水量或蒸汽盘管的蒸汽流量。为了管理方便，温度传感器一般设于该机组所在的机房内的送风管上。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第31页/共69页33n n2室内温度控制室内温度控制n n对于一些直流式系统，新风不仅能使环境满足卫生标准，而且还可承担全部室内负荷。由于室内负荷是变化的，这时采用控制送风温度的方式不能满足室内要求（有可能过热或过冷），因此必须对使用地点的温度进行控制，而且必须把温感器设于被控房间的典型区域。由于直流系统通常设有排风系统，温感器设于排风管道并考虑一定的修正，这也是一种可行的办法。n n除直流式系统外，新风机组通常是与风机盘管一起使用的。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第32页/共69页34n n3相对湿度控制相对湿度控制n n新风机组相对湿度控制方法的重要一点是选择湿度传感器的设置位置和控制参数，这与其加湿源和控制方式有关。（1）蒸汽加湿蒸汽加湿 这一方式要求蒸汽加湿器采用调节式阀门（直线特性），调节器应采用PI型控制器。由于这种方式的稳定性较好，湿度传感器可设于机房内的送风管道上。（2）高压喷雾加湿、超声波高压喷雾加湿、超声波加湿及电加湿加湿及电加湿 这三种都属于位式加湿方式，因此，其控制手段和传感器的设置情况应与位式控制蒸汽加湿的情况相类似，即控制器采用位式控制加湿器启停（或开关），湿度传感器应设于典型房间（区域）。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第33页/共69页35 （3）循环水喷水加湿循环水喷水加湿 循环水喷水加湿与高压喷雾加湿在处理过程上是有所区别的，理论上前者属于等焓加湿，而后者属于无露点加湿。如果采用位式控制器控制喷水泵启停时，则设置原则与高压喷雾情况相似。但在一些工程中，喷水泵本身并不做控制而只是与空调机连锁启停，为了控制加湿量，此时应在加湿器前设置预热盘管，其机组处理空气的过程如图3.17所示。通过控制预热盘管的加热量，保证加湿器后的机器露点tL(L点为dN线与=80%85%的交点)达到控制相对湿度的目的。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第34页/共69页36图图3.17喷水泵常开的空调机组的加湿量控制喷水泵常开的空调机组的加湿量控制 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第35页/共69页37 （4）二氧化碳（二氧化碳（CO2）浓度控制）浓度控制 为了保证基本的室内空气品质，通常采用测量室内CO2浓度的方法来控制，如图3.18所示。各房间均设CO2浓度控制器，控制其新风支管上电动风阀的开度，同时，为了防止系统内静压过高，在总送风管上设置静压控制器控制风机转速。因此，不但新风冷负荷减少，而且风机的能耗也将下降。图图3.18CO2浓度控制新风量浓度控制新风量 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第36页/共69页38 （5）防冻及连锁防冻及连锁 在冬季室外设计气温低于0 的地区，应考虑盘管的防冻问题。除空调系统设计中本身应采用的预防措施外，从机组电气及控制方面也应采取一定的手段。限制热盘管电动阀的最小开度 设置防冻温度控制 连锁新风阀 除风阀外，电动水阀、加湿器和喷水泵等与风机都应进行电气连锁。在冬季运行时，热水阀应优先于所有机组内设备而开启。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第37页/共69页39n n3.3.2.2一次回风系统的控制一次回风系统的控制n n一次回风系统控制包括回风（或室内）温、湿度控制，防冻控制，再热控制和设备连锁等。n n1回风温度（或室温）控制回风温度（或室温）控制n n从控制方式上看，一次回风空调机组与新风空调机组对温度的控制原理都是相同的，即通过测量被控温度值，控制水量或蒸汽量而达到控制机组冷、热量的目的。其区别在于温度传感器的设置位置不同，一次回风机组温感器一般设于典型房间（区域），直接控制室温。由于回风温度与室温是有所差别的，因此在这种情况下通常应对所控制的温度设定值进行一定的修正。如对于从吊顶上部回风的气流组织方式，如果要求室温为24，则控制的回风温度可根据房间内热源情况及房间高度等因素而设定为24.525。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第38页/共69页40n n2回风湿度控制回风湿度控制n n与温度控制相同，湿度传感器应优先考虑设于典型房间（区域）或回风管道上。n n由于控制的是室内相对湿度（或回风相对湿度），且房间的湿容量比较大，因此，无论采用何种加湿媒介（蒸汽或水）以及何种控制方式（比例式或双位式），湿度传感器的测量值都是相对比较稳定的。因此，这时不必像新风空调机组那样过多地考虑自动控制元件的设置位置。n n如果采用蒸汽加湿，其加湿段通常应设在加热盘管之后。采用高压喷雾、超声波加湿及电加湿时也应如此。n n在双管制系统中，预热盘管通常只是冬季使用的，夏季则是利用再热盘管作为冷盘管。因此，在夏季使用时，预热盘管的控制应切断，加湿控制停止工作。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第39页/共69页41n n3 3再热控制再热控制再热控制再热控制n n在一些夏季热湿比比较小的系统中，由于考虑夏季除湿在一些夏季热湿比比较小的系统中，由于考虑夏季除湿要求，冷盘管的处理点有可能无法落在要求，冷盘管的处理点有可能无法落在dd线上（即线上（即dd线线与与LL线无交点，或者交点极低，使普通线无交点，或者交点极低，使普通7 712 12 冷水无冷水无法做到），这时需要对冷却后的空气进行再热，防止室法做到），这时需要对冷却后的空气进行再热，防止室温过低。温过低。n n如如图图3.193.19所示，这种系统在控制上复杂，可作如下考虑：所示，这种系统在控制上复杂，可作如下考虑：3.19再再热热盘盘管管控控制制 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第40页/共69页42n n（1）夏季夏季n n室内温度传感器T和湿度传感器H同时控制冷盘管阀V1和再热盘管阀V2。如果温、湿度均高于设定值，则开大V1，关小V2；若湿度高于设定值而温度低于设定值，则V1、V2均开大；若温度高于设定值而湿度低于设定值，则开大V1，关闭V2（显然，这时室内湿度偏小）；温、湿度均低于设定值时，则关小V1，直至V1全关后若温度仍低于设定值时，打开V2阀调再热盘管。n n（2）冬季冬季n n由于这种系统通常反映出的是室内湿负荷较大，因此大多可不再考虑加湿问题，这时室温T直接控制热盘管（对两管制系统而言即是夏季的冷盘管电动阀V1），当V1阀全开而温度仍然过低时，打开V2阀调再热盘管。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第41页/共69页43n n4防冻及连锁防冻及连锁n n只有设有新风预热器的机组，或混合点（或加湿后的状态点）有可能低于0 的机组，或者冬季要求作全新风运行且新风温度可能低于0 的机组才有必要考虑运行防冻问题。但是，在停止运行时，机组的防冻也是必须考虑的。n n一次回风机组的防冻及连锁与新风机组基本相同。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第42页/共69页44n n3.3.2.3空调机组监控系统空调机组监控系统n n1定风量空调系统的监测与自动控制定风量空调系统的监测与自动控制 （1）定风量空调系统运行参数的监测定风量空调系统运行参数的监测 以两管制定风量空调系统为例。空调机新风温、湿度采用TE501和HE502风道温、湿度传感器测量，并在DDC和COS上显示。空调机回风温、湿度采用TE502和HE502风道温、湿度传感器测量，并在DDC和COS上显示。送风机出口温、湿度采用TE503和HE503风道温、湿度传感器测量，并在DDC和COS上显示，当超温、超湿时报警。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第43页/共69页45 过滤器压差超限报警采用DPS501压差开关测量过滤器两端压差。当压差超限时，压差开关闭合并报警，提醒维护人员清洗过滤器。防冻报警采用FZS501防冻开关监测表冷器前温度。当温度低于5 时报警，提醒维护人员（或连锁）采取防冻措施。送风机、回风机状态显示和故障报警送风机的工作状态是采用压差开关监测的，风机启动，风道内产生风压，送风机的送、回风管压差增大，压差开关闭合，空调机组开始执行顺序启动程序。回水电动调节阀、蒸汽加湿阀开度显示。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第44页/共69页46 （2）定风量空调系统的自动控制定风量空调系统的自动控制 定风量系统的自动控制内容主要有空调回风温度自动调节、空调回风湿度自动调节以及新风阀、回风阀及排风阀的比例控制。空调回风温度的自动调节。空调机组回风湿度调节。新风电动阀、回风电动阀及排风电动阀的比例控制。排风阀的开度控制从理论上讲应该和新风阀的开度相对应。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第45页/共69页47 （3）连锁控制连锁控制 空调机组启动顺序控制即：送风机启动新风阀开启回风机启动排风阀开启回水调节阀开启加湿阀开启。空调机组停机顺序控制即：送风机停机关加湿阀关回水阀停回风机新风阀、排风阀全关回风阀全开。火灾停机发生火灾时，由建筑物自动控制系统实施停机指令，统一停机。定风量空调系统的监控原理如图3.20所示。注意：在定风量空调系统监控的原理图中，数字输出点DO（14）是为连锁合、断蒸汽发生器电源而设的（如有固定汽源，此点可不设）。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第46页/共69页48图图3.20定风量空调系统的监控原理图定风量空调系统的监控原理图 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第47页/共69页49n n2 2变风量空调系统的监测与自动控制变风量空调系统的监测与自动控制变风量空调系统的监测与自动控制变风量空调系统的监测与自动控制 （1 1）变风量空调系统的运行参数监测变风量空调系统的运行参数监测变风量空调系统的运行参数监测变风量空调系统的运行参数监测 送风主干风道末端静压送风主干风道末端静压 送、回风前后风道压差送、回风前后风道压差 回风管道的温度回风管道的温度 回风管道的相对湿度回风管道的相对湿度 送风机出口管道风温及湿度送风机出口管道风温及湿度 空调机新风温、湿度空调机新风温、湿度 空气过滤器两端压差显示报警空气过滤器两端压差显示报警 新风管风速测量新风管风速测量 送风机、回风机运行状态显示、故障报警送风机、回风机运行状态显示、故障报警 风阀开度显示风阀开度显示 防冻报警防冻报警 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第48页/共69页50 （2）变风量空调系统的自动控制变风量空调系统的自动控制 在变风量空调系统中，其调节原理是：送风量的自动调节 回风机自动调节。A：风道静压控制。：风道静压控制。B：风量追踪控制。：风量追踪控制。相对湿度的自动控制。新风电动阀、回风电动阀及排风电动阀的比例控制。变风量末端装置的自动调节。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第49页/共69页51 （3）变风量系统的连锁控制变风量系统的连锁控制 新风电动阀和排风电动阀与风机连锁。当新风管设有一次加热器时，风机停机连锁切断加热器电源。风机停机连锁切断蒸汽发生器电源。当建筑物发生火灾时，由建筑物自动控制系统关停空调机。变风量系统的启、停顺序控制与定风量系统相同。n n变风量空调系统的监测与自动控制原理图如图3.21所示。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第50页/共69页52图图3.21变风量空调系统的监测与自动控制原理图变风量空调系统的监测与自动控制原理图 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第51页/共69页53n n3.3.2.4风机盘管系统的控制风机盘管系统的控制n n1风机盘管系统概述风机盘管系统概述（1）风机盘管的结构风机盘管的结构 风机盘管机组可用于全水系统或空气水系统中。风机盘管由翅片盘管、风机段和过滤段等组成。风机使空气在房间到供热水或冷冻水的盘管间不断循环。有的机组还配备有附加电阻，用来避免两管制系统的转换问题。风机盘管有多种配置方法。图3.22显示了不同的机组方式。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第52页/共69页54图图3.22典型风机盘管机组的设计典型风机盘管机组的设计（a)立式机组；（立式机组；（b)地板地板吊顶式机组吊顶式机组 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第53页/共69页55 （2）风机盘管的选型风机盘管的选型 风机盘管的选择以冷负荷的大小和机组的性能数据为基础。当提供三挡速度控制开关或可调速电机时，可根据中挡转速或中等电机速度下的额定冷量来选择风机盘管，这样既保证了机组在室内运行起来较安静，而且在速度提高时能增大机组容量。各使用房间的温度控制是通过房间温度自动调节器或安装在风机盘管上的恒温器来单独进行的。风机盘管的冷/热量可通过控制盘管水量、气流旁通、风机转速或三者的结合来控制。冷/热量的控制可手动或自动调节。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第54页/共69页56n n2风机的转速风机的转速控制控制n n风机盘管控制通常包括风机转速控制和室内温度控制两部分，如图3.23所示。（1）风机转风机转速控制速控制 目前几乎所有的风机盘管所配的电机均采用中间抽头，通过接线可实现对其风机的高、中、低三速运转的控制。三速控制是由使用者通过手动三速开关来选择的，因此也称为手动三速控制。图图3.23风机盘管控制原理风机盘管控制原理 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第55页/共69页57 （2）室温控制室温控制 室温控制是一个完全的负反馈式温控系统。它由室温控制器T1及电动阀组成，通过调节冷、热水量来改变盘管的供冷或供热量，以控制室内温度。四管制系统一般应采用手动转换方式；两管制系统则有以下三种常见做法：温控器手动转换(如图3.24）统一区域手动转换 自动转换 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第56页/共69页58图图3.24风机盘管冬风机盘管冬/夏夏手动转换控制原理手动转换控制原理 图图3.25电动水阀安装示意图电动水阀安装示意图 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第57页/共69页59n n风机盘管温控有位式控制和比例控制两种。位式控制的特点是设备简单、投资少、控制方便可靠，缺点是控制精度不高；比例控制的控制精度较高，但它要求温控器必须采用P或PI型功能，电动水阀也应采用调节式而不是双位式，因此投资相对较大。n n无论是何种控制方式，温控器都应设于室内有代表性的区域或位置，不应靠近热源、灯光及远离人员活动的位置。三速开关则应设于方便操作的位置。n n电动水阀安装时，为避免凝结水滴入吊顶，应尽可能将其安装在风机盘管凝水盘上方。同时，电机应在阀的上方，可以允许一定的倾斜，但它与水平线必须保持一定的夹角（图3.25电动水阀安装示意图见图3.25,15），以防止冷凝水流入电机。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第58页/共69页60n n3风机的温度控制风机的温度控制n n在风机盘管系统中，风机温控是指采用室温控制器自动控制风机盘管的风机启、停。如夏季室温超过设定值时自动启动风机，低于设定值时自动停止风机；冬季时动作与夏季动作相反。n n这种简单的室温自动控制方式为使用者提供了一种简便的室温自动控制的手段，同时也可辅以风速的手动三速控制。然而，这种方式取消了电动水阀，其结果将与采用三通阀的情形相类似，它对于水系统而言必须是定水量系统。因此，这种控制方式只适用于规模较小、中央冷水机组数量较少（不超过两台）且各末端同时使用系数较大的建筑物，或在不设空调自动控制系统的建筑物中使用。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第59页/共69页61n n4风机盘管加新风系统的监测与自动控制风机盘管加新风系统的监测与自动控制n n风机盘管加新风系统是集中处理全部新风送往各空调房间，在各房间进风处进行再处理的系统。n n在建筑物内空调系统所需的风量全部经过新风机组集中处理，以一个恒定的温度、湿度送出，到各房间入口处经过风机盘管再处理后送入房间。风机转速和电动阀均由室内温控器控制。风机盘管机组的风机速度分为高、中、低三挡；装在盘管回水管上的电动阀可以方便地调节各房间的温度。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第60页/共69页62 （1）新风机组运行参数的监测新风机组运行参数的监测 新风机进口温、湿度 新风机出口温、湿度 防冻报警 过滤器两端压差 回水电动调节阀V401、蒸汽加湿电动调节阀V402开度显示 新风机状态显示、故障报警任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第61页/共69页63 （2）新风机组运行参数的自新风机组运行参数的自动控制动控制 新风机组的温度自动调节 新风机组的湿度自动调节 （3）风机盘管控制风机盘管控制 风机盘管的控制是由带三速开关的室内温控器（TC）来完成的，温控器安装在需要空调的房间内。TC上的恒温器有通/断两个工作位置，当恒温器拨到“ON（通）”的工作位置时，风机盘管的回水电动阀V401全开，为房间提供作空气再处理的冷热源。当温度达到设定值时，复位弹簧会使阀门关闭。当拨动TC上的三速开关高、中、低挡的任意键时，风机盘管内的风机按选定的风速向房间送风，使室内温度保持在所需的范围。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第62页/共69页64 （4）连锁控制连锁控制 新风机组启动顺序控制 新风机启动新风机风阀开启 回水电动调节阀开启蒸汽加湿电动调节阀开启。新风机组停机顺序控制 新风机停机加湿电动调节阀关闭回水电动调节阀关闭新风机风阀关闭。火灾时由建筑物自动化系统统一实施停机指令。n n风机盘管加新风系统的监测和自动控制原理如图3.26所示。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第63页/共69页65图图3.26电动执行机构随动系统框图电动执行机构随动系统框图 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第64页/共69页66n n3.3.2.5机械防排烟监控系统机械防排烟监控系统n n1机械排烟的基本概念机械排烟的基本概念n n机械排烟是利用排烟风机将烟气排至室外，并在失火区域内形成负压，防止烟气向其他区域蔓延。n n排烟量可按两种情况确定：建筑物内防火分区的排烟量按其面积大小确定，而建筑物中庭的排烟量按其体积大小确定。n n排烟风机应选用离心式风机或轴流风机。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第65页/共69页67n n2机械排烟监控系统机械排烟监控系统n n高层建筑中没有火灾自动报警系统和机械防排烟设施的均要求设置消防控制室，由消防控制室接受信号、发出启/停命令来控制机械防排烟系统工作。具体的控制点及控制要求一般由空调通风专业设计人员提出，由电气专业设计人员绘制到消防控制图上。主要的控制程序见图3.27。n n机械防排烟系统中需要控制的设备主要包括防火阀、排烟阀（口）、加压送风口、排烟风机（包括对应的补风风机）和加压风机。任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第66页/共69页68图图3.27消防控制室的机械防排烟控制程序消防控制室的机械防排烟控制程序 任务任务3 暖通空调监暖通空调监控系统控系统第67页/共69页69n n情境小结情境小结n n本情境主要介绍了智能建筑自动化系统的组成及其功能,并分别介绍了暖风空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统等子系统的组成及工作原理,各自在楼宇自控方面应具备的功能及实现方法,并列举了一个实际工程楼宇自动化系统的具体应用。重点掌握如下内容：1熟悉建筑自动化系统组成及其功能；2掌握建筑自动化系统各个子系统的工作原理；3掌握建筑自动化系统各个子系统的功能及实现方法。情情 境境 小小 结结第68页/共69页