建筑设备监控系统基本概念:
定义:将建筑设备采用传感器、执行器、控制器、人机界面、数据库、管线和辅助设施等连接起来,并配有软件进行监视和控制的综合系统。
《建筑设备监控系统工程技术规范》JGJ/T334-2014
控制范围:监控系统的监控范围应根据项目建设目标确定,并宜包括供暖通风与空气调节、给水排水、供配电、照明、电梯和自动扶梯等设备。当被监控设备自带控制单元时,可采用标准电气接口或数字通信接口的方式互联,并宜采用数字通信接口方式。
建筑设备监控系统涉及的范围:
(1)暖通专业(空调通风系统)
(2)给排水专业(给水排水系统)
(3)电气专业(动力照明配电系统)
暖通专业:
空调系统,通风排风系统,消防送风排烟系统,人防通风系统。
水冷冷水机组:
包括:水冷离心式冷水机组(大型建筑中常用);
水冷螺杆式冷水机组(大中型建筑中常用);
水冷活塞式冷水机组(中小型建筑中使用);
水冷涡旋式冷水机组( 中小型建筑中使用);
使用能源:电(一般为380V,大型离心机组可以采用高压型,如10KV)。
配套:冷却塔(一般放置在裙房或主楼屋顶);
产出:7℃冷冻水。
锅炉:
常用能源:燃气、轻油(重油)(一般为天然气或轻油);
配套:燃气表间、日用油箱间、室外直埋油罐;
产出:60℃热水(高压蒸汽是经过换热得到);
热泵机组(风冷热泵、水环热泵、地源热泵等);
使用能源:电(一般为380V);
换热方式不同,分为风冷热泵、水环热泵、地源热泵等。
给排水专业(给水排水系统):
生活给水系统,排水系统,空调冷却水系统,热水系统(太阳能、空气源热泵、电热),消防水系统(消火栓系统、喷淋系统)。
电气专业:
高低压配电系统,动力配电系统,照明配电系统,消防报警联动系统,防雷接地系统。
机电设备监控系统的几种典型类型:
(1)简单的单层独立系统(控制器)
(2)中型的两层结构系统(总线、以太网)
(3)大型的三层结构系统(多个中型组成)
简单的单层独立系统(控制器):
设计基本要点:
空调系统:新风机组,空调机组;定风量,变风量;两管制、四管制;空调冷热源;送风排风机。
新风机组控制原理图:
空调机组:
②一次定风量系统控制原理图:
②变风量系统:风系统示意图
变风量空调机组控制原理图:
变风量末端(即VAV )控制原理图:
③ 四管制变风量系统控制原理图
中央空调系统(冷水机组):
冷水机组流程图:
一级泵、二级泵、多级泵:
水系统阻力分级控制:
一级泵:采用一级水泵克服全部水系统阻力;
二级泵:一般一级泵克服冷热源阻力,二级泵克服末端及管网阻力。
一次泵:系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大时,宜采用一次泵系统。
二次泵:系统较大、阻力较高、各环路负荷特性或压力损失相差悬殊时(差额大于50kPa),应采用二次泵系统;二次泵宜根据流量需求的变化采用变速变流量调节方式。
冷热源系统控制原理图:
风冷热泵控制原理图:
送风、排风机 控制原理图:
给排水系统:
生活给水系统控制原理图:
电气系统:
排风机DDC接线原理图:
照明控制原理图:
电控箱的二次接线图:
照明控制原理图:
四管制变风量空调机组控制原理图:
空调机组在不同季节条件下的运行模式进行分析:
(1)在夏季,早、中、晚温度都很高的情况下,新风及回风焓值如下图所示:
在该情况下,新风焓值一直大于夏天回风焓值,则系统始终运行在最小新风状态,新风阀处于最小阀位,回风阀处在最大阀位,以节约冷能源。
空气处理过程如图所示,室外新风与室内回风混合后,混合风的工况点为H,经表冷段的降温除湿处理后,将工况点变到送风点S点。当房间热负荷减小后,运行工况为ε1线,若风机频率不变,则回风与送风的焓差△i=热负荷Q/ 风量L,由于Q减小,而L不变,故实际回风工况点将在A点。房间温度传感器感应温度太低,则控制风机的频率下降,使送风量L下降,从而使焓差△i加大,直至工况点位于B点,此时温度与设定值正好相同,风机频率不再变化。
由图中我们看出,实际工况点的焓值偏离设计值,也就是说,有可能出现实际工况点的湿度偏离允许的湿度范围,这种情况仅靠风系统调节是无法解决的,除非同时采用水系统调节的手段。
(2)在冬季,早、中、晚温度都很凉的情况下,新风及回风焓值如下图所示:
在该情况下,新风焓值一直小于冬天回风焓值。按照设计工况确定的送风点S其相对应的露点L,其焓值设为i2;当最小新风阀位与最大回风阀位混合后的混合风其焓值等于i2时,其室外新风的焓值设为i1;另外回风点的焓值设为i3。如果室外新风焓值小于i1,则运行在最小新风状态;当室外新风焓值大于i1但小于i2,则运行在变新风量状态;室外新风焓值大于i2但小于i3时,则运行在全新风状态,以实现节能。
空气处理过程如下图所示,室外新风与室内回风混合后,混合风的工况点有三种情况:
①当室外新风焓值小于i1时,运行在最小新风状态,混合风的绝对湿度小于L点的湿度,且其焓值也小于L点的焓值,如图中H点,则先经加热段的预热到P点后,再加湿处理到L点,通过再加热,将工况点直接变到送风点S点;
②当室外新风焓值在i1与i2之间时,采用变新风的运行状态,新风阀开度的控制原则是:保持新风与回风在混合后的混合风焓值等于L点的焓值i2,如图中的Y点。这样只需加湿就可以到达L点,再经加热到达送风工况点S点。
③室外新风焓值大于i2但小于i3时,则运行在全新风状态,此时又有两种情况:i.新风的绝对湿度小于L点的湿度,如图中H’点,则经表冷段的降温到Q点,再加湿处理,将工况点变到L点,通过加热直接变到送风点S点;ii.新风的绝对湿度大于L点的湿度,如图中H”点,则经表冷段降温除湿后,将工况点变为L点,再通过加热直接变到送风点S点。当房间热负荷减小后,运行工况为ε1线,通过控制风机的频率,使其下降,使送风量L下降,直至工况点位于B点,此时温度与设定值正好相同,风机频率不再变化。
(3)在春、秋天,早、晚温度都很凉,而中午又很热的情况下,新风及回风焓值如下图所示:
空调末端:空气在焓湿图里的变化
一次回风过程,二次回风过程,再热过程。风机盘管+新风的过程。
空调末端构造:
影响BAS效果的主要设计因素:
1.没有理解所需要控制系统的原理:
2.所设计的BAS系统结构不尽合理;例如:某设备的控制点横跨好几个DDC。
3.系统控制思路不清,对于机电设备反馈。控制的时延及最优化控制等没有认识;
4.所用系统没有采用成熟可靠的产品,选用了没有做过相关案例的产品;
施工图深度的一般要求:
1.控制原理图
2.控制系统图:
3.平面布置图:
4.设备材料表:
IBMS拓扑图: