28-5 建筑设备监控系统

28-5 建筑设备监控系统28-5-1 建筑设备监控系统的工程实施及其接口28-5-1-1 系统组成和监控范围建筑设备监控系统(简称BAS)是以微计算机为中心工作站，由符合工业标准的控制网络，对分布于监控现场的区域控制器和智能型控制模块进行连接，通过特定的末端设备，实现对建筑物或建筑群内的机电设备监控和管理的自动化控制，是具有分散控制功能和集中操作管理的综合监控系统，BAS系统对建筑物或建筑群内的机电设备采用现代化的计算机技术、控制网络技术、自动控制技术进行全面有效的监控和管理，确保建筑物内被控机电设备处于高效、节能、合理的运行状态。建筑设备监控系统的监控范围为空调与通风系统、变配电系统、照明系统、给排水系统、热源和热交换系统、冷冻和冷却系统、电梯和自动扶梯系统等各子系统。28-5-1-2 建筑设备监控系统工程实施和质量控制依据智能建筑工程质量验收规范GB 50307的要求，建筑设备监控系统工程实施和质量控制应包括与前期工程的交接、工程实施条件的准备、进场设备和材料的验收、隐蔽工程检查验收、过程检查、工程安装质量检查、系统自检和试运行等。(1)与前期工程的交接工程实施前应进行相应的工序交接，做好与建筑结构、建筑装饰装修、建筑给排水及采暖、建筑电气、通风与空调、电梯等分部工程的接口确认。建筑设备监控系统安装前，建筑工程应具备下列条件：1)已完成机房、弱电竖井的建筑施工；2)预埋管及预留孔符合设计要求；3)空调与通风设备、给排水设备、动力设备、照明控制箱、电梯等设备安装就位，并应预留好设计文件中要求的控制信号接入点。(2)工程实施前应做好如下条件准备：1)检查工程设计文件及施工图的完备性，建筑设备监控系统工程必须按已审批的施工图设计文件实施；工程中出现的设计变更，应按智能建筑工程质量验收规范GB50307附录中表8.0.3的要求填写设计变更审核单；2)完善旖工现场质量管理检查制度和施工技术措施：主要是指现场质量管理检查制度、施工安全措施、施工技术标准、主要专业工种操作上岗证书检查、分包方确认与管理制度、施工组织设计和施工方案的审批、工程质量检验制度等。(3)按照合同技术文件和工程设计文件的要求，对设备、材料和软件进行进场验收。进场验收应有书面记录和参加人签字，并经监理工程师或建设单位验收人员签字。未经进场验收合格的设备、材料和软件不得在工程上使用和安装。经进场验收的设备和材料应按产品的技术要求妥善保管。设备及材料的进场验收应填写智能建筑工程质量验收规范GB 50307附录中表B.0.1，具体要求如下：1)查验合格证和随带技术文件：实行产品许可证和强制性产品认证的产品应有产品许可证和强制性产品认证标志；2)外观检查：铭牌、附件齐全，电气接线端子完好，设备表面无缺损，涂层完整。3)对计算机、服务器、数据存储设备、路由器、交换机、UPS电源等设备开箱后要进行通电自检，查看设备状态指示灯显示，检查设备启动是否正常；有序列号的设备要登记设备序列号；4)软件产品质量应按下列内容检查：商业化的软件，如操作系统、数据库管理系统、应用系统软件、信息安全软件和网管软件等应做好使用许可证及使用范围的检查；由系统集成商编制的用户应用软件、用户组态软件及接口软件等应用软件，除进行功能测试和系统测试之外，还应根据需要进行容量、可靠性、安全性、可恢复性、兼容性、自诊断等多项功能测试，并保证软件的可维护性；所有自编软件均应提供完整的文档(包括软件资料、程序结构说明、安装调试说明、使用和维护说明书等)；5)依规定程序获得批准使用的新材料和新产品还应提供主管部门规定的相关证明文件；6)进口产品还应提供原产地证明和商检证明，配套提供的质量合格证明、检测报告及安装、使用、维护说明书等文件资料应为中文文本(或附中文译文)。(4)做好隐蔽工程检查验收和过程检查记录，并经监理工程师签字确认；未经监理工程师签字，不得实施隐蔽作业。(5)施工中的用电安全管理，应符合有关国家规范规定，使用的电气设备应保持完好的工作状态，严禁带故障运行，确保在施工现场供用电中的人身安全和设备安全。(6)采用现场观察、核对施工图、抽查测试等方法，对工程设备安装质量进行检查验收。安装质量检查验收根据施工及质量控制和专业需要按楼层、施工段等划分检验批的要求进行。1)电缆桥架安装和桥架内电缆敷设，电缆沟内和电缆竖井内电缆敷设，电线、电缆导管和线路敷设，电线、电缆穿管和线槽敷线的施工应按国家标准GB 50303-2002中第12章至第15章的有关规定执行，在工程实施中有特殊要求时应按设计文件的要求执行；2)传感器、电动阀门及执行器、控制柜和其他设备安装时应符合国家标准GB50303-2002第6章及第7章、设计文件和产品技术文件的要求；(7)系统承包商在安装调试完成后，应对系统进行自检，自检时要求对检测项目逐项检测。工程调试完成后，系统承包商要对传感器、执行器、控制器及系统功能(含系统联动功能)进行现场测试，传感器可用高精度仪表现场校验，使用现场控制器改变给定值或用信号发生器对执行器进行检测，传感器和执行器要逐点测试；系统功能、通信接口功能要逐项测试；并填写系统自检表。(8)工程调试完成经与工程建设方协商后可投入系统试运行，应由建设单位或物业管理单位派出的管理人员和操作人员进行试运行，认真作好值班运行记录；并应保存系统试运行的原始记录和全部历史数据。建筑设备监控系统的试运行时间应不低于一个月。28-5-1-3 建筑设备监控系统工程的接口所谓的接口界面的确定是明确BAS系统工程与其他工程(包括设备、电气、结构等)之间的技术接口界面和施工技术界面，接口界面的确定贯彻于设备选型、系统设计、施工、系统调试、工程管理及系统维护的全过程，是确保工程顺利实施和工程质量的基本保证。工程接口界面应该标准化、规范化、模块化。(1)工程的接口界面的定义和基本内容建筑设备监控系统工程的接口界面就是各系统及设备之间的接口与界面的划分，是不同系统和设备之间的接口、通信、信息的规范化。在工程实施过程中应包括：工程各方职责和工作界面的确认；各子系统设备、材料、软件供应界面的确认；系统的技术接口界面的确认；系统施工界面的确认。(2)工程各方职责和工作界面的划分为了保证建筑设备监控系统工程真正达到预期的目的，基于对工程实施的各阶段的分析，应主要分为三个阶段：系统设计阶段：包括系统方案设计、系统初步设计、系统深化设计；工程实施阶段：包括工程安装施工、系统调试、系统测试和系统试运行；工程验收和维护阶段；包括系统检测、竣工验收、系统维护。工程各方的职责、工作的界面及流程如下：1)系统设计阶段工程建设方：组织方案规划设计、进行工程的可行性论证和立项；建筑设备监控系统需求书或招标文件编制；实施系统工程招标，选择系统集成商；协调设计方和BAS系统工程承包方系统深化设计。工程设计方：建筑设备监控系统初步设计；审查系统深化设计；工程施工图的设计审查和意见签署。工程承包方：参与投标；系统深化设计。接口：技术文件的形成，建设方和工程承包方合同谈判，签署工程合同。2)工程实施阶段工程建设方监督、检查工程承包方工程实施的各项准备工作；认定工程承包方的施工组织计划、隐蔽工程和设备安装验收办法、设计变更制度和工程协调会议制度；提供和保证现场施工条件；协调设计方、建筑总包方、BAS工程承包方和监理方在工程实施中的配合；监督和检查工程进度计划的执行情况；参与设备进场验收和管线、设备安装验收及隐蔽工程验收； 组织对系统的试运行；审查准备接受的各种文档；落实准备接受系统的操作和维护人员，建立相应组织机构；组织对系统的全面检测。工程设计方确认BAS系统工程承包方所提出的设计变更及意见签署。BAS系统工程承包方完成工程实施人员组织；完成施工组织设计、施工工艺流程、施工管理制度、施工质量保证措施和计划等的制定；完成设备、子系统和系统的检测步骤、方法和条件的制定，应提交建设方和监理方认定；完成设备、材料采购合同的签订，完成供应商和分包方的选择，并由建设方认可；全面组织和协调工程的施工；准备进场设备和材料的验收；对设备安装现场环境及条件的检查；完成管线及设备安装并通过验收；实施并完成系统联调工作；完成系统功能和性能自测试；系统提交建设方进行试运行；准备并完成系统验收和移交的各种文档。工程监理方审查施工组织设计；组织和召开工程例会负责分项工程验收及隐蔽工程验收；核查并签认进场设备、材料的质量证明文件及其质量情况；检查工程承包单位投入工程项目的人力、材料、主要设备及其使用、运行状况；检查和记录承包单位的施工工艺过程或施工工序；监督和检查工程施工质量；设备安装环境及条件的检查；参与系统功能和性能的测试；参与系统试运行后的全面测试。3)工程验收和维护阶段工程建设方参加设备及系统的工厂培训和现场培训；审查和接受所有技术文件及验收文件；完成试运行的准备工作；提交系统试运行文件；组织各系统竣工验收；提交系统运行和维护管理文件；系统日常运行；进行日常的维护和管理；定期完成系统使用情况分析；进行系统维护成本及产生效益的分析。工程设计方系统竣工图及技术文件；参加系统及子系统验收。BAS系统工程承包商提交所有竣工验收技术文件；组织和完成用户技术培训；交系统运行和维护文件。完成系统验收，系统移交建设方运行；按服务承诺提供系统维护和故障处理的技术支持和现场服务；进行用户跟踪，进行系统使用情况分析、故障情况分析，完善用户服务。工程监理方审查所有验收文件；参加各系统验收。(3)设备与材料界面的划分1)冷热源及空调系统BAS系统工程承包商提供的设备如下：冷热源系统的管路系统中受检测控制与调节的各类阀门、水管温度变送器、压差与压力变送器、压差开关等设备；空调机、新风机中的各种变送器、电动调节阀、风阀执行器等；风机盘管的温控器、三速开关、电动调节阀原则上由BAS供应；如果风机盘管不受BAS控制，也可由空调系统供应商提供；BAS至受控设备之间的线槽、线管、电缆、电线材料。设备生产商提供的设备如下：空调机、新风机及其各种风阀；VAV末端装置及其电加热和加湿设备；如果冷水机组、热泵机组、锅炉设备等以通信方式与BAS相连，则需要提供上述设备的通信接口电路板、通信协议和接口软件。空调系统的供电及控制设备和二次线路设计必须满足BAS提出的监控、状态、报警、参数的要求。2)变配电及照明系统BAS供应商应提供的设备和材料如下：各种电量和非电量变送器；脉冲式电度计量表；BAS至各供电柜的线槽、电缆等材料；与变配电、照明相连的应用软件，包括计量统计软件。变配电设备供应商提供的设备与材料如下：与各种电量变送器相匹配的CT、PT接线端子；如果提供的设备以通信方式与BAS相连，则供电柜设备商应提供通信板、通信协议和接口软件；高低压配电柜等设备的二次线路设计必须满足BAS提出的监测、运行状况与报警的要求。3)给排水系统(含生活热水系统)设备与材料的划分BAS供应商提供的设备与材料如下：各种水箱水池的液位开关和各种压力、温度等变送器；BAS系统至给排水系统的线槽、线管、电缆等材料；给排水系统供应商提供的设备如果与BAS系统以通信方式相连，则应提供满足监测和控制要求的通信接口硬件、通信协议和接口软件。给排水系统的供电设备及二次线路设计必须满足BAS的监测和控制要求。4)电梯与自动扶梯电梯设备承包商提供：A.控制停靠楼层采用硬线连接方式，故在电梯机房的电梯轿厢按键接口控制板前增加一排接线端子排，以便BAS系统接入；B.提供所有大厦电梯的警铃报警信号(DI，信号在电梯机房内取得)；C.提供电梯轿厢内摄像机联动信号(DI，信号在电梯机房内取得)；D.按BAS系统承包商提供的读卡机和摄像机的安装尺寸和安装示意图，并设计所需控制电梯中的具体安装方式，负责将相应控制器、摄像机、电缆引到接线端子板上；E.在需安装读卡机设备的电梯轿厢到电梯机房之间增加通信线缆，线径大于0.5mm/8芯线；F.在与BAS系统设备进行接线和测试工作时提供必要的配合；G.遇到突发事件时，可由中控室直接控制电梯的运行，夜间由读卡机控制的电梯机房的按键控制板上，所有的按键接线均预留并接端子排，以供BAS系统连接。BAS系统承包商提供：A.向电梯设备供应商提供所需的读卡机和摄像机等设备相应的安装尺寸和安装图。B.负责读卡机和摄像机的安装和接线；C.负责相应监控信号线路从电梯机房到BAS系统中心控制室的线缆布设和接线工作；(4)系统的技术接口界面的确定各子系统硬件接口、信息传输、通信类软件的确定，其中包括：计算机与带有通信接 E1设备之间数据通信协议；控制及监视信号及AO、AI、DO、DI、脉冲、逻辑信号等的类型、量程、接点容量方面的匹配。1)变配电、照明设备高低压柜高低压开关的开闭状态：开关量输入(DI)高低压开关的故障状态：开关量输入(DI)三相电压测量：模拟量输入(AI)三相电流测量：模拟量输入(AI)三相功率测量：模拟量输入(AI)功率因数测量：模拟量输入(AI)电网频率测量：模拟量输入(AI)三相电度测量：模拟量输入(AI)电压变送器的输入端信号：低压侧220V380VAC，高压侧100VAC。电流变送器的输入端信号：05A。电流变送器的输出端信号：05VDC，010VDC，020mADC，420mADC。变送器辅助电源：220VAC，24VDC。动力照明配电箱开关控制信号：开关量输出(DO)；开关手自动状态：开关量输入(DI)；开关运行状态和故障报警：开关量输入(DI)；电度计量：功率变送器(AI)；脉冲式电度表：脉冲累加。变压器变压器温度测量：模拟量输入(AI)，420mA；变压器高温报警：开关量输入(DI)，on/off。2)冷热源设备冷热水温度测量：模拟量输入(AI)，NTC、RTD、420mA或010VDC；冷热水流量测量：模拟量输入(AI)，420mA或脉冲式信号；运行状态和故障报警：开关量输入(DI)，on/off；冷冻水旁通阀控制：模拟量输出(AO)，420mA或010VDC；冷冻水压力压差测量：模拟量输入(AI)，420mA或010VDC；冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔启停控制：开关量输出(DO)，on/off；运行状态和故障报警：开关量输入(DI)，on/off；进出口水温：模拟量输入(AI)，420mA或010VDC水流量测量：模拟量输入(AI)，420mA或脉冲式信号等；冷水机组通信接口：硬件要求：由BAS系统主机与冷水机组接口设备交换数据，BAS系统主机一侧应有相应接口转换装置相匹配。软件要求：双方以约定的协议交换数据。3)空调设备(空调机组和新风机组)温度变送器：模拟量输入(AI)，NTC、RTD、420mA或010VDC等；湿度、压力变送器：模拟量输入(AI)，420mA或010VDC等；压差、防冻开关：开关量输入(DI)，on/off；风阀执行器：模拟量输出(AO)，420mA或010VD；模拟量输入(AI)，420mA或010VDC；风机控制：A.启/停控制：开关量输出(DO)，on/off；B.变风量多档速度控制：开关量输出(DO)，on/off；C.变风量变频控制与反馈：模拟量输出(AO)，420mA或010VDC；模拟量输入(AI)，420mA或010VDC；D.运行状态与故障报警：开关量输入(DI)，on/off；电动阀门的控制与开度反馈：模拟量输出(AO)，420mA或010VDC；模拟量输入(AI)，420mA或010VDC；4)给/排水系统设备给/排水泵的控制：开关量输出(DO)，on/off；给/排水泵运行状态和故障报警：开关量输入(DI)，on/off；水箱/水池液位状态：高低液位状态指示与报警：多开关量输入(DI)，on/off；高低液位指示：模拟量输入(AI)，420MA或010VDC(5)系统施工界面的确认由于各子系统的承包商承接的工程不同，则相互之间的施工范围、界面必须确定，尤其是管线施工以及工序和工种之间的质量控制界面要明确，使系统的工程接口界面及施工界面规范化和标准化。各系统施工单位要根据设计文件的要求和主要机电设备的性能特点，在工程实施的前期根据规范化的接口和界面要求，做出工程施工进度中专业配合和界面需求计划，并向其他系统专业、工种提出技术条件并在实施过程中审核和复查，施工界面的确认应在相应的设计和合同中予以明确，防止工程中扯皮，确保工程质量和工程实施顺利进行。1)施工设计图纸及其技术资料的审核确保设计图纸的正确性是工程实施的主要环节，尤其是BAS系统设计涉及专业、工种面较广，因此必须在施工前做好对施工设计的理解和深入，设计人员要及时对施工技术人员做好设计交底，施工技术人员要深入理解设计意图，并能及时发现问题，对施工中出现的需要设计更改的问题，及时反馈给设计单位，经设计单位同意和经设计人员更改签字后进行设计变更。做好对设计图纸、技术资料的审核，以确保工程合同中的设备清单、监控点表和施工图一致，也就是监控点表的每一个监控点在图纸上必须有反映，而且与受控点或监测点接口匹配，其设备数量、型号、规格与图纸、设备清单一致，确保系统在硬件设备上的完整性，并审核是否符合接口界面、联动、信息通信接口技术参数的要求。各类变送器和执行机构的安装位置的确定必须在专业工程师指导下进行。由于这类设备安装位置将直接影响系统的性能，采样数据是否正确将影响系统的测试精度和系统的可靠运行，故需在专业工程师或产品制造商的指导下进行，以确保设备安装质量。2)加强专业与工种之间的协调配合BAS系统施工涉及土建、装饰、空调、给排水、供电、照明、电梯等多个专业，在工程现场必须与上述专业密切配合与协调，尤其在阀门、水管温度变送器、流量计和水流开关安装开孔位置、焊接；风阀与执行器的配合；管线桥架的安装位置等方面均需要与相应工种协调配合，严防在各专业工艺管道完成后再增补BAS系统的变送器、执行器等。3)加强工序之间的检查验收在进行单体设备安装、穿线、接线时必须按照隐蔽工程和相应的工程验收规范和设计图纸的要求进行，加强工序之间的交接，并及时进行过程质量检查、隐蔽工程验收和阶段检查验收。BAS系统工程的配管、线缆、线槽和线路敷设如果是由不同的施工单位施工，各施工单位之间要密切配合，确保工程质量，防止扯皮现象。28-5-1-4 建筑设备监控系统施工工艺要求施工中要严格遵照国家、行业和地方有关智能建筑工程质量验收规范的要求，目前有关的规范有：电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB 50169电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB 50254建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300建筑电气工程施工质量验收规范GB 50303智能建筑工程质量验收规范GB 50307施工中按先“预埋、预留”、“先暗后明”、“先主体后设备”的原则，具体实施按以下顺序进行：装修内隐蔽的管预埋、盒预埋桥架、明配管支吊架制作安装桥架、明配管安装设备支吊架制作安装线路敷设设备安装校接线单体调试系统调试试运行运行、竣工验收。(1)主要施工项目和方法1)配管施工：施工前，应根据施工图按线路短、弯曲少的原则确定线路，测量定位。暗配管、盒、铁件在现有工作面上剔槽安装，管路保护层不小于15mm。管弯曲时应注意曲率半径符合规范要求。当配管超过以下长度时，其中间应加接线盒：没有弯曲管长超过30m；一个弯曲管长超过20m；两个弯曲管长超过12m；三个弯曲管长超过8m。明配管的支架间距不大于2m，间距均匀，距盒间距一般不大于200mm。配管采用 KGB扣压式薄壁镀锌管。2)桥架施工：按设计要求定位划线，确定桥架走向，固定桥架支架。支架间距自桥架末端和拐弯点500mm，然后间距在1.52m间平均分配。接地必须符合设计及规范要求，桥架连接处内外均须有连接片，螺栓丝头端朝外，桥架与支架固定。桥架不变形，盖扣齐全完好，弯曲处符合线路敷设要求。3)线路敷设：管内、桥架内线路敷设除执行现有的规范外，还应就其特点注意以下几个方面：牵引时拉力的大小；不能有硬弯、死结；线缆、光纤的弯曲半径；不同频率、电压线路间避免干扰；线缆的预留长度要适宜；做好敷设完线路的成品保护；因线路不允许做接头，布放前必须测量单根长度合理使用原材料，避免浪费。4)设备安装：管理间设备安装，在土建湿作业及内粉刷作业完工，门窗安装完的情况下开始安装。机柜安装执行开关箱安装的有关标准，内部安装接线必须符合设计及规范要求，符合工业标准和行业标准。安装完的设备必须做好成品保护。5)调试准备及调试：校线接线线路连接测试单体调试系统调试。校对好所敷线缆的规格型号、路由路径、位置、编好线路端头号码，按设计要求连接好，再进行系统线路的测试，最后进行调试。(2)施工中要注意的问题：1)220V交流电源线与信号线、控制电缆应分槽、分管敷设；2)计算机、现场控制器、输入/输出控制模块、网络控制器、网关和路由器等电子设备的保护接地应连接在弱电系统的单独的接地线上，应防止混接在强电接地干线上；3)屏蔽电缆的屏蔽层必须一点接地；4)特殊设备安装施工应注意遵照生产制造厂家的技术要求；5)输入装置安装施工要点：安装位置应选在能正确反映其性能的和便于调试和维护的地方，不同类型的变送器应按设计和产品的技术要求和现场的实际情况确定其位置。水管温度变送器、水管压力变送器、蒸汽压力变送器、水管流量计、水流开关不宜在管道焊缝及其边缘上开孔焊接；风道型温度变送器、风道型湿度变送器、风道压力变送器、室内温度变送器、室内湿度变送器、空气质量变送器应避开出风口；水管温度变送器、水管压力变送器、蒸气压力变送器、水流开关的安装应在工艺管道安装时同时进行；风道压力、温度、湿度、压差开关的安装应在风道保温完成后进行。6)输出装置安装施工要点风阀执行器和电动阀门执行器的指示箭头应与风门、电动阀门的开闭和水流方向一致；安装前宜进行模拟动作；电动阀的口径与水管口径不一致时，应采用渐缩管件。但阀门口径一般不应低于管道口径二个档次，并应经计算确定满足设计要求；电动调节阀和电磁阀一般应安装在回水管道上。28-5-2 建筑设备监控系统主要输人装置建筑设备监控系统输入装置主要包括：温度变送器、湿度变送器、压力变送器、压差变送器、压差开关、流量计、电量变送器、空气质量变送器及其他检测现场各类参数的变送器等。28-5-2-1 温度变送器(1)温度变送器简介温度变送器主要用于测量室内、室外的环境温度和风道、水管内的介质温度，根据其应用不同可分为室内温度变送器、室外温度变送器、风道温度变送器、水管温度变送器等，根据其安装方式不同可分为壁挂式温度变送器、插入式温度变送器等。室内温度变送器、室外温度变送器通常为壁挂式；风道温度变送器、水管温度变送器通常为插入式。温度变送器通常用pt100、pt1000铂电阻、热敏电阻或热电偶作为传感元件，变送器将其电阻值或感应电动势随温度变化的信号，经电路转换、放大和线性化处理后，以010VDC、210VDC电压、420mA电流的形式输出表征其测量对象的物理量。温度变送器外观结构示意参见图28-5-1。在建筑设备监控系统中，温度的检测范围一般为：室内温度、室外温度范围在4045：风道介质温度范围一般在0130：水管介质温度范围在0100。温度变送器的出线，电压型输出为三线制，即电压、信号和信号地；电流型输出为二线制，即电源和信号。(2)壁挂式温度变送器的安装1)不应安装在阳光直射的位置，尽量远离有较强振动、较强电磁干扰的区域，其位置不能破坏建筑物外观的美观与完整性，室外温度变送器应有风雨防护罩。2)尽可能远离门、窗和出风口位置，不宜安装在外墙侧内壁。3)并列安装的变送器(如与湿度变送器并列)，距地面高度应一致，同一区域内变送器安装高度应基本一致。室内壁挂式温度变送器安装示意参照图28-5-2。步骤1：松开两边的螺钉，打开外壳；步骤2：利用提供的螺钉，将底板固定在墙上；步骤3：利用提供的螺套或接线端子，将变送器导线与控制器的输入导线连接起来；步骤4：盖上外壳，上紧螺钉。(3)风道式温度变送器的安装：1)变送器应安装风速平稳，能反映风温的位置。2)变送器的安装应在风道保温层完成后进行。3)变送器应安装在便于调试和维修的位置。4)变送器应安装在风道直管段，应避开风道死角的位置和冷热管的位置。风道式温度变送器安装示意见图28-5-3。安装时，先在风管道上按要求尺寸开孔，然后将变送器用螺钉通过固定夹板安装在风管道上。管路敷设可选用20mm穿线管，并用金属软管与温度变送器连接。(4)水管温度变送器的安装：1)水管温度变送器应在工艺管道预制与安装时同时进行。2)水管温度变送器的开孔与焊接工作，必须在工艺管道的防腐、管内清扫和压力试验前进行。3)水管温度变送器的安装位置应在介质温度变化灵敏和具有代表性的地方。4)水管温度变送器不宜选择在阀门、流量计等阻力件附近，应避开水流流速死角和震动较大的位置。5)水管温度变送器的感温段大于管道口径的1/2时，可安装在管道的顶部，如感温段小于管道口径的1/2时，应安装在管道的侧面或底部。6)水管温度变送器不宜安装在焊缝及其边缘上，也不宜在变送器边缘开孔和焊接。7)接线盒进线处应密封，避免进水或潮气侵入，以免损坏变送器电路。8)管路敷设可选用乒20mm穿线管，并用金属软管与水管温度变送器连接。9)在水系统需注水，而变送器安装滞后时，应将变送器套管先安装于水管上。变送器安装时，将变送器插入充满导温介质的的套管中。水管温度变送器安装示意见图28-5-4。图(a)为大于管道5in时的安装方式，图(b)为小于5in时的安装方式。28-5-2-2 湿度变送器(1)湿度变送器简介湿度变送器用于测量室内外环境和风道内空气介质的相对湿度。根据其应用不同可分为室内湿度变送器、室外湿度变送器、风道湿度变送器等，根据其安装方式不同可分为壁挂式湿度变送器、插入式湿度变送器等。室内湿度变送器、室外湿度变送器通常为壁挂式；风道湿度变送器通常为插入式。在建筑设备监控系统中使用的湿度变送器通常用高分子电容湿敏元件、氯化锂湿敏元件等作为传感元件，变送器将其电容值或频率值随相对湿度变化的信号，经电路转换、放大和线性化处理后，以010VDC、210VDC电压、420mA电流的形式输出表征其测量对象的物理量。室内湿度变送器、室外湿度变送器、风道湿度变送器外形结构可分别参照室内温度变送器、室外温度变送器和风道温度变送器。(2)壁挂式湿度变送器的安装1)不应安装在阳光直射的位置，尽量远离有较强振动、较强电磁于扰的区域，其位置不能破坏建筑物外观的美观与完整性，室外湿度变送器应有风雨防护罩。2)尽可能远离门、窗和出风口位置。3)并列安装的变送器(如与温度变送器并列)，距地面高度应一致，同一区域内变送器安装高度应基本一致。(3)风道式湿度变送器的安装1)变送器应安装风速平稳，能反映风湿的位置。2)变送器的安装应在风道保温层完成后进行。3)变送器应安装在便于调试和维修的位置。4)变送器应安装在风道直管段，应避开风道死角的位置和冷热管的位置。28-5-2-3 压力和压差变送器(1)压力、压差变送器简介压力、压差变送器是将空气压力或液体压力(或压差)信号转换为010V或420mA电信号的变换装置。为了使空调、供热和燃气工程自控系统中的压力、压差测量和控制达到经济合理与有效，正确的选用、安装压力、压差变送器是非常重要的。压力、压差变送器的选用应根据使用要求，针对具体情况，在满足工艺要求的前提下，全面的综合考虑，做到合理的选择变送器的种类、型号、量程、精度及其他要求。要考虑被测介质的物理化学性质(诸如腐蚀性、温度、污染程度等)，现场环境条件(诸如高温、电磁干扰、振动及现场安装条件等)。压力、压差变送器的量程范围是根据所测量对象的参数值来确定的，在测量压力时，为了避免压力超负荷而遭到损坏，压力、压差变送器的上限值应高于实际可能的最大压力值。另外为了保证测量值的精确度，压力、压差变送器通常工作的测量值应不小于全量程的1/3为宜。(2)压力、压差变送器的安装要点压力、压差变送器的安装正确与否，将直接影响到测量精度的准确性和变送器的使用寿命。1)压力测点的选择选择压力测点(取样口)位置的原则是：对于气体介质，测点应在工艺管道的上部；对于蒸气，测点应在工艺管道的两侧；对于液体，测点应在工艺管道的下部。压力测点应选择在管道或风道的直管段上，不应设在有涡流或流动死角的地方，应避开各种局部阻力，如阀门、弯头、分叉管和其他突出物(如温度变送器套管等)。测量容器内介质的压力时，压力测点应选择在容器内介质平稳而无涡流的地方。2)压力取样口在被测管壁上沿径向钻一小孔，即取样口，如图28-5-5所示。为避免介质流束在取压口处引起较大的扰动，在加工方便和不堵塞的情况下孔尽可能小些。但在压力波动大且频繁、对动态特性要求高时，取压口直径应适当加大。当被测介质流速较大时，孔径应取得较小。取压孔轴线应与介质流速方向垂直，孔口应为直角，否则将会引起静压测量误差。取压口表面不应有凸出物和毛刺，这对保证较低压力的测量准确性尤为重要。3)引压导管为了使测量有较好的动态特性，同时避免导管过长引起的其他麻烦，引压导管一般不要超过60m。为了防止高温介质进入仪表，引压导管也不能过短。测量蒸气压力时，一般导管应长于3m。引压导管应设在无剧烈振动及不易受到机械碰撞的地方，导管不应有急转弯，水平方向应有一定坡度，以防管内积气或积液。导管的周围环境温度应在550范围内，否则应采取防冻或隔热措施。引压导管上部应装有隔离阀，测量液体或蒸气时在最高处应有排气装置，测量气体时在最低处应有排水装置。测量低压或负压时，引压管路必须进行严密性试验。(3)压力、压差变送器安装注意事项：1)压力、压差变送器应安装在温、湿度变送器的上游侧。2)压力、压差变送器应安装在便于调试、维修的位置。3)风道压力、压差变送器的安装应在风道保温层完成之后。4)风道压力、压差变送器应安装在风道的直管段，如不能安装在直管段，则应避开风道内通风死角的位置。5)水管压力、压差变送器的安装应在工艺管道预制和安装的同时进行，其开孔和焊接工作必须在工艺管道的防腐、清扫和压力试验前进行。6)水管压力、压差变送器不宜安装在管道焊缝及其边缘上，水管压力、压差变送器安装后，不应在其边缘开孔和焊接。7)水管压力、压差变送器的直压段大于管道直径的2/3时可安装在管道的顶部，小于管道口径2/3时可安装在侧面或底部和水流流束稳定的位置，不宜选在阀门等阻力部件的附近、水流流束的死角和振动较大的位置。水管式压力变送器安装示意见图28-5-6。被测介质必须经过带缓冲环的引压管进入变送器，变送器进压口和闸阀等连接处必须用石棉垫紧固密封，不得泄露，禁止仅用麻丝或聚四氟乙烯带靠螺纹密封，管路敷设可选用20mm穿线管，并用金属软管与压力变送器连接。28-5-2-4 风压差开关和水流开关(1)风压差开关和水流开关简介风压差开关是用于感应空气流量、空气压力或空气压差，当空气流量变化时，压差开关能够检测压差的变化(动压或通过固定节流圈的压降)，主要用于检测空调机组过滤器的阻塞。水流开关用于测量流经管道内液体流量的通断状态。风压差开关和水流开关的输出均为开关量信号。(2)风压差开关的安装：1)风压差开关安装离地高度不应小于0.5m。2)风压差开关的安装应在风道保温层完成之后。3)风压差开关应安装在便于调试、维修的地方。4)风压差开关不应影响空调机本体的密封性。5)风压差开关的连接线应通过软管保护。风压差开关的安装示意见图28-5-7。如图中所示，压差开关应垂直安装，使用“L”形托架进行安装，管路敷设可选用20mm穿线管，并用金属软管与压差开关连接。(3)水流开关的安装：1)水流开关的安装，应在工艺管道预制、安装的同时进行。2)水流开关的开孔与焊接工作，必须在工艺管道的防腐、清扫和压力试验前进行。3)水流开关不宜安装在焊缝及其边缘上，应避免安装在侧流孔、直角弯头或阀门附近。4)水流开关应安装在水平管段上，不应安装在垂直管段上。5)水流开关应安装在便于调试、维修的地方。6)水流开关叶片长度应与水管管径相匹配。水流开关安装示意图28-5-8。安装时要将水流开关旋紧定位，使叶片与水流方向成直角，水流开关上标注方向与水流方向相同。28-5-2-5 流量计在建筑设备监控系统的供热和空调控制系统中，需要测量各种介质(液体、气体和蒸汽等)的流量和计算介质总量，以达到控制、管理和节能的目的。流量测量是过程控制和经济核算的重要参数。流量测量的方法很多，其测量原理和所应用的传感器结构各不相同，在供热和空调控制系统中使用较多的是涡街流量计、电磁流量计、差压式流量计、涡轮流量计及超声波流量计等。(1)涡街流量计1)涡街流量计简介涡街流量计是利用流体振荡原理，测量流体速度，进而确定流量。它的测量原理是在垂直于管道插入一个非流线形物体，当流体以大于一定速度流过时，流体在物体后将产生有规则的振荡运动，形成两列非对称的旋涡列，两列旋涡方向相反，轮流从柱体分离出来。(如图28-5-9)在涡街稳定的条件下，累计体积流量Q与旋涡频率数N成正比例，因此只需测的旋涡频率数，经过计算就可确定工作状态下的累计体积流量。涡街流量传感器是涡街流量计的一次仪表，从利用旋涡发生体产生涡街至得到标准方波脉冲信号，整个过程在涡街流量传感器中完成，涡街流量传感器是涡街流量计的核心部分。涡街流量传感器的结构如图28-5-10所示，它主要由旋涡发生体1、测量探头2、前置放大器5、等部件组成。被测流体通过测量管道3，经旋涡发生体1产生旋涡，位于旋涡发生体后的测量探头将旋涡频率转变成电脉冲信号，电脉冲信号经导线穿过连接管4进入前置放大5，前置放大器对电脉冲信号进行放大、滤波、整形、输出标准方波脉冲信号送上二次仪表。旋涡发生体、测量探头及测量管等部件，一般采用不锈钢材料加工，旋涡发生体有三角柱形、矩形柱形、圆柱形等多种形状。测量探头用来测量旋涡频率，压电晶体封装在测量探头内，它不与被测流体接触，不怕被测介质的腐蚀和污染。测量管有两种类型，一种是管两端带法兰盘，它可与被测流体管道用法兰连接；另一种是管两端不带法兰盘，它两端与平面法兰配用，平面法兰焊接在被测流体管道上，测量探头插入测量管内，用螺丝固定，它们之间有较好的密封性能，被测流体进人不了连接管及表头。另外为了防止潮湿空气进入表头，由表头输送至二次仪表的信号线及二次仪表连至表头的工作电源线均采用橡胶密封圈进行密封。涡街流量计可用来测量水及各种液体、压缩空气及各种气体、饱和蒸气及过热蒸气的流量，但过热蒸气温度不得超过300。2)涡街流量计的使用要求涡街流量计的安装、调整及使用应按照产品说明书的要求进行，1989年国家技术监督局颁布了涡街流量计的检定规程(JJG 620-89)，规程中对涡街流量计的安装、调整和使用作了明确规定。对涡街流量计产品的外观要求：涡街流量计外壳上应有铭牌，铭牌上应标明：制造厂名；产品名称及型号；制造年、月；出厂编号；公称直径(传感器口径)；准确度等级；平均仪表流量系数K及供电电源等。如果是防爆型变送器，还应有防爆等级及防爆合格证书编号。在流量计外壳的明显部位应有流体流向的永久性标志，流量计外表面应经过良好处理，外表面涂层不得脱落或起皮。3)涡街流量计安装要求流量计可安装在水平管道或垂直管道上，但必须保证流体在管道内是满管流动。因此在流体为气体或蒸气时，流量计应安装在垂直管道上，使流体自下而上流过流量计，流体的流向应与流量计标志的流向一致。在安装流量计时，流量计前后应有足够的直管段长度，以保证产生稳定涡街所必需的流动条件。流量计前后直管段必须满足表28-5-1的要求。涡街流量计前后直管段长度 表28-5-1上游阻力件形式上游直管段长度下游直管段长度同心收缩，全开阀门90直角弯头同一平面内两个90直角弯头不同平面内两个90角弯头15DN20DN25DN40DN5DN5DN5DN5DN注：DN流量计公称直径。安装流量计时，法兰之间的密封垫圈不得突入管内，以免破坏流体在管道内的流动状态。流量计必须与管道同轴，安装时严格进行法兰对中检查，对中误差应小于0.01DN(DN变送器公称直径)。流量计上游侧不得设置流量调节阀。测量流体的温度变送器、压力变送器应安装在离涡街流量计出口端面5DN以外。流量计的安装地点应避免机械振动，尤其避免管道横向振动。因为横向振动导致管内流体随之振动，产生附加测量误差，特别是测量小流量或气体流量时，流量计对横向振动尤为敏感，因此要求管道振动的加速度应小于0.2g。在安装施工时，为防止管道振动，可在流量计下游2DN处安装固定支撑点。流量计的安装地点应避免电磁场干扰，流量计与控制器之间的连线应采用一定截面的屏蔽导线，导线的长度不超过100m时，导线的截面积一般为0.5mm，导线长度较短时，导线截面积可为0.35mm。屏蔽导线的走向应避开大容量的电磁设备(如变压器、动力电源等)，屏蔽导线应穿在金属管内，金属套管应接地。为了便于流量计的维修，在拆下流量计后不影响对被测流体的正常输送，在安装变送器时，同时应安装旁路管。要求变送器的前后阀门和旁路管的截止阀门关闭后不得有泄露，以免产生附加测量误差或不便于维修。4)涡街流量计的现场调整流量计的现场调整应与控制器(或两次仪表)配套进行，在仪表通电调试之前，应准备好调试仪器，如超低频示波器、数字频率计及数字万用表等。应打开旁路阀门，关闭流量计前后阀门，使流量计前后管道内充满静态介质。调整可按下列步骤进行：接通流量计工作电源，此时流量计内前置放大器应没有脉冲信号输出，用示波器观察流量计的输出应为高电平或低电平不变，所接控制器(或两次仪表)流量值显示应为零，显示的累计流量值应不变。如果流量计有脉冲信号输出，流量值显示不为零，应进行零位调整。首先应检查是否由管道振动引起的误触发脉冲信号，如果有这种现象，应按安装要求的方法消除管道的振动问题。当管道无振动或振动消除后，流量计仍有脉冲输出，可适当调整前置放大器中的灵敏度调整电位器，直到调整到输出为零。流量计稳定性的检查与调整打开流量计上、下游阀门，关闭旁路阀门，使流体流动，观察输出是否稳定。此时流量计有输出，用示波器观察输出信号，应是连续等幅并接近等宽的脉冲波，用电流表检查电流输出端，电流表指针应无跳动。调整流量计上下游阀门开度，改变管道内流量，流量示值应有相应变化，流量计输出的脉冲仍是等幅连续的矩形波。5)涡街流量计的应用特点涡街流量计的主要一次仪表是涡街流量传感器，它插入被测流体管道中，虽然与被测流体接触，但它没有可动部件，测量元件结构简单，使用寿命长。目前使用最多的测量元件是压电晶体，它被置于测量探头内部，不直接与被测流体接触，测量元件的性能完全可得到保护。涡街流量传感器测量输出是脉冲信号，此脉冲信号与被测流体的流速呈线性关系，即脉冲信号与被测流体的体积流量成正比，正是这种比例关系，使得涡街流量计具有测量范围宽的优点。涡街流量计测量流量的量程比一般能达到1：10。涡街流量计是一种测速仪表，涡街流量传感器输出的脉冲信号代表了被测流体工作状态下的体积流量，此体积流量与脉冲信号之间不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。这一优点使涡街流量计具有广泛的适用性，它不但可测量液体流量，而且还可以测量各种气体或蒸气流量。涡街流量传感器的旋涡发生体虽然插入在管道中，但在管道中迎流体的面积较小，对流体造成的压力损失较小。涡街流量计测量流速的精确度高，重复性好。精确度有1.0和1.5两种规格，重复性不低于0.5。涡街流量计在长期运行中，维护量小。涡街流量传感器在投入正常运行后，基本上不需要维护。涡街流量计测量流体的工作状态下的体积流量，对于液体或蒸气的质量流量、气体的标准体积流量必须通过流体密度进行换算，必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。涡街流量计的精确度一般不低于1.5，这是针对涡街流量计所测量的工作状态下的体积流量，但造成流量测量误差的因素还是很多的，主要有：A.管道流速不均匀造成的测量误差。涡街流量传感器测量的速度是旋涡发生体与管壁之间的速度，在测小流量时，由于流体在管道分布不均匀而造成测速误差。B.涡街流量计在测量饱和蒸汽时，是将含有水分的湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量的，由于水比汽重的多，并且水一汽作为两相流体，它的流动状态与单相流体完全不同。因此，测量湿饱和蒸汽流量必然产生测量误差。涡街流量计只能测量300以下的流体流量，对于300以上的过热蒸气或其他流体，不能使用涡街流量计测量，另外涡街流量计也不适用于测量杂质多的污垢液体流量。(2)电磁流量计1)电磁流量计基本原理和结构电磁流量计是基于导电流体在磁场中运动产生感应电动势原理的测量导电液体体积流量的仪表。电磁流量计由传感器和转换器二部分组成，电磁流量传感器将被测流体的流量转换为相应的感应电动势，传感器的结构如图28-5-11所示，测量管上下装有激磁线圈，通以电流即产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁，与液体接触引出感应电动势，即流量信号送往转换器。转换器将传感器输出的感应电动势信号放大并转换成标准电流信号(010mA或420mA)或标准的电压信号输出。电磁流量传感器主要由测量电路、电极、内衬、磁路系统及外壳组成，磁路系统主要由励磁绕组、铁芯及磁轭组成，磁路系统电源由转换器供出，磁路系统有三种不同的结构形式，见图28-5-11。口径小于10mm的采用铁芯式传感器结构，这种结构穿过管道的磁通量大，在一定流速下得到的感应电动势大。口径在10100mm之间的采用集中绕组磁轭式结构，这种结构的两个励磁绕组分别安装在导管的上下部，为了保证磁场均匀，加了一对极靴，另外在绕组外部加了一层硅钢片制成的磁轭，绕组采用高强度漆包线绕制。第三种结构是分段绕组磁轭式，这种结构的传感器口径一般大于100mm，它的励磁绕组按余弦分布分段绕制，靠近电极部分的绕制密一些，距离远的部分绕的细一些，以便得到均匀磁场，线圈外也有一层磁轭。电磁流量传感器的测量导管采用高电阻率的非磁性金属材料制成，因此在磁场中，磁通量不会被导管分流。为了适应对腐蚀性流体介质的测量，在测量导管内表面与被测介质接触的地方以及导管与电极之间都加有绝缘衬里，衬里材料通常采用橡胶、搪瓷或化学聚合物。电磁流量传感器的电极也必须是非导磁的导电材料，通常采用的是不锈钢。由于电极需直接与被测流体接触，考虑到被测介质的强腐蚀性，电极材料可选用耐酸的合金材料。电磁流量传感器的外壳与连接法兰材料，一般小口径的选用不锈钢，中小口径的选用碳钢，大口径的选用玻璃纤维增强塑料。在腐蚀性场合应将外壳表面涂耐腐蚀性材料或选用耐腐蚀性新塑料。2)电磁流量计安装位置要求电磁流量计安装水平、垂直或倾斜均可不受限制，但测量固液混合流体最好垂直安装。由下向上流动。水平或倾斜安装时要使电极轴线平行于地平线；不要处于垂直于地平线位置。因为处于底部的电极易被沉积物覆盖，顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极表面，使输出信号被动。图28-5-12所示管系中，c、d为适宜位置；a、b、e为不宜位置，a处易积聚气体，b处可能液体不充满，e处变送器后管段也有可能不充满。前后置直管段要求为获得标定时的测量精度，电磁流量计前也要有一定长度的前置直管段，但其长度与大部分其他流量仪表相比要求较低。90弯头、T形管、圆锥角大于15的渐扩异径管、全开阀后只要离电极中心线(不是流量计进口端连接面)5倍直径(5DN)长度的前置直管段，不同开度各种阀则需10DN。后置直管段长度为(45)DN；也有称无要求者，则应防止蝶阀阀片伸人流量计测量管内。流量计前的渐缩异径管或圆锥角小于15。的渐扩异径管可视作直管。负压管系的安装塑料衬里的流量计须谨慎地应用于负压管系，正压管系应防止产生负压。例如液体温度高于窒温的管系，关闭流量计上下游截止阀停止运行后，流体冷却收缩会形成负压，应在流量计附近装负压防止阀。有制造厂限定PTEF和PFA塑料村里应用于负压管系的压力，在20、100、l30时使用的绝对压力必须分别大于27kPa、40kPa、50kPa。便于清洗的管道连接流量计在检修和出现故障时，为便于工艺管道继续使用，应装旁路管，但大管径管系因投资和位置空间限制，往往不易办到。根据电极污染程度来校正测量值，或确定一个不影响测量值的污染程度判断基准也是困难的，还需要清除内壁附着物，可按图28-5-13所示，在不卸下流量计时就地清洗。电磁流量计工作环境温度的范围取决于本身结构。转换器分离的电磁流量计，典型工作环境温度范围为-10+50或者-2560；一体型仪表在介质温度高于60时，则应在-25+40内。3)电磁流量计的安装电磁流量计的安装应避免有较强的交直流磁场或有剧烈振动的位置。电磁流量计、被测介质及工艺管道三者之间应该连结成等电位，并应良好接地。电磁流量计应安装在流量调节阀的上游。在垂直管道安装时，流体流向自下而上，以保证管道内充满被测流体，不至于产生气泡；水平安装时必须使电极处在水平方向，以保证测量精度。4)电磁流量计使用的主要特点电磁流量计可广泛用来测量各种导电液体或浆液，特别适合于测量各种腐蚀性液体介质，计量这些介质的连续流量和脉动流量，也可用来测量各种污水、悬浮颗粒的液体或大口径流量。电磁流量计的内径与被测流体管道内径完全相同，无阻力元件，不会对流体造成压力损失。电磁流量计的输出信号与被测流体速度成正比，与体积流量呈线性关系。量程变换容易，测量范围大，电磁流量计的口径从2.5mm到2.6m，流速从0.3m/s到10m/s。电磁流量计测量被测流体工作状态下的体积流量，测量不受流体的温度、压力、密度和粘度的影响。电磁流量计只能测量导电介质的液体流量，不能测量非导电介质的流量，应用有一定的局限性。电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按照计量要求，