某楼宇设备自控系统的安装与监控

2012-09-18叶南山

制冷 2012年1期

叶南山，叶放

（1.浙江工正建设监理咨询有限公司，宁波 315100；2.宁波市科信工程咨询管理有限公司，宁波 315103）

1 引言

浙江省宁波市江东区一建筑工程总建筑面积33.86万m2，其中地上23.04万m2，地下 10.82万m2，其建筑结构主要由酒店部分、办公楼及其裙楼部分组成，由地下二层、地面二十二层的5幢建筑组成。整个工程是集酒店、购物商场、休闲娱乐、办公等多种业务功能的高档综合性建筑。

本工程的楼宇自控系统主要包括对空调冷热源系统、空调新风系统、供配电及照明系统、给排水系统等进行监控和管理。监视大楼内部所有机电设备的运行与故障报警，控制大楼空调通风系统、公共水电照明系统等的智能化运行，监视暖通系统的协调运作。所有的报警均在中控室计算机进行反馈，以致力于创造一个高效、节能、舒适、高性价比、温馨的环境。

2 楼宇自控对象

由于建筑物公共场地多，建筑物运营耗能大而且空调与照明等设备负荷变化也很大，必须要对整个楼内的耗能设备进行严格监控。

中央空调系统是建筑物中能耗最大的系统，据统计，中央空调系统所占能耗约占建筑总能耗60%以上。智能建筑机电集成的中央空调系统是集中央空调系统和智能化系统为一体的智能化机电系统，通过中央空调系统的优化设计和设备的合理配置，并且通过智能化系统的精确控制和优化的控制策略，对系统温度等参数的精确控制和多级的功率调节方式，在保证酒店舒适性的前提下，取得较好的节能效果，可以大量降低能耗和节省运行人员，并带来较好的经济效益。

中央空调系统由中央空调冷热源设备、冷热媒传输管道和中央空调末端设备等组成，它采用循环水作为中央空调的冷热量输送媒体，通过智能化控制系统的控制，中央空调冷热源设备在酷热的季节进行制冷，在寒冷季节进行制热，将常温的中央空调冷（热）媒循环水，制成符合中央空调工作所需的温度的水，通过水泵、各保温管道输送到各房间的中央空调末端设备中，由各中央空调末端设备将冷（热）媒循环水中的冷（热）量转换成冷（热）空气流，送入各房间，达到降（升）温的效果。通过智能化系统对空调末端设备进行精确的控制和合理的末端设备布置，对中央空调的末端设备进行温度、湿度、尘埃、新风量等的控制，使酒店内的环境保持在舒适、节能、高效的状态。

建筑内每个区域工作时间不同，对工作环境温度要求也各异，所以对于暖通空调、给水、照明、机电设备的运行管理要求也就不同。

3 控制方案

楼宇自动化系统监控的对象包括：空调新风系统、冷热源系统、高位水箱给水系统和照明系统。

3.1 空调新风系统

空调机组位于各楼层的空调机房内，空调机组的监控原理图如图1所示。

图1 空调机组的监控原理图

3.1.1 监测内容

回风温度检测（AI）；风机手/自动转换状态，确认空调机组是否处于楼宇自控系统控制之下，当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停（BI）；空调机组过滤器阻塞状态，提醒运行操作人员及时清洗或更换（1BI）；空调机组送风机运行状态、故障报警（2BI）。

3.1.2 控制内容

根据室内外新风情况，联合调节新、回风阀开度，保证全年节能调节，最大限度利用自然冷源（2AO）；新风阀与送风机连锁，风机停止时自动关闭新风阀；根据回风温度设定值，根据回风温度与设定温度的偏差，对冷/热水阀开度进行PID调节，从而控制室内温度。在夏季工况时，当回风温度升高时，调节冷水阀开大；当回风温度降低时，调节冷水阀关小。在冬季工况时，当回风温度升高时，调节热水阀关小；当回风温度降低时，调节热水阀开大。从而使室内温度始终维持在设定范围内（AO）；采用最佳启停控制程序对空调机组进行最佳时区启停控制，保证上班前对房间进行预冷（夏季）或预热（冬季）（BO）；系统将采集典型室外温湿度参数，供系统做最优启停控制与火用值控制及其他节能控制。各空调机组的参数设定值由中央控制站进行设定，由就地DDC自动控制。

3.2 新风机组

新风机组位于各楼层的新风机房内，每台新风机组监控原理如图2所示。

3.2.1 监测内容

新风机组送风温度（1AI）；新风机组服务场所温度（1AI）；风机手/自动转换状态，确认新风机组是否处于楼宇自控系统控制之下，当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停（1BI）；过滤器阻塞状态，提醒运行操作人员及时清洗或更换（1BI）；送风机运行状态及故障报警（2BI）。

3.2.2 控制内容

根据送风温度控制表冷器电动调节阀开度，以满足室内温度精度及节能的最佳平衡，减少能源浪费（1AO）；新风阀与风机连锁，风机停止时自动关闭新风阀（1BO）；与消防系统连锁，发生火警时，风机自动停机并关闭新风阀（1BO）。

3.3 冷热源系统

冷热源系统位于地下室的冷机房内，包含3台冷机，5台冷却泵，5台冷冻泵，3台冷却塔位于夹层上，监控原理图如图3。

3.3.1 监测内容：

冷水机组和智能换热机组启停次数，累计运行时间，发出定时检修提示；

冷冻水泵和冷却水泵运行状态，故障报警，手动自动状态（3BI）；

冷水机组和智能换热机组工作状态，故障报警，手动自动状态（3BI）；

冷却塔风机工作状态，故障报警，手动自动状态（3BI）；

图2 新风机组监控原理

图3 冷热源系统监控原理图

热水供、回水温度（2AI）；

热水供回水压力差检测（AI）；

冷冻水供、回水温度（2AI）；

冷冻水供回水压力差检测（AI）；

冷却水供、回水温度（2AI）；

供、回水管流量检测（2AI）。

3.3.2 控制内容：

冷水机组和智能换热机组启停（2BO）；

冷却塔风机启停（1BO）；

通过冷冻水的总供/回水温度和回水流量（1AI），自动计算建筑空调实际所需冷负荷量；

冷冻水，冷却水蝶阀控制及阀位反馈（1BO+2BI）；

根据建筑所需冷负荷及压差旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的（1BO）；

根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，如果冷却水温度过低，打开冷却水旁通阀，使冷却水不经过冷却塔冷却（1BO）；

冷冻水泵的启停，自动统计各水泵的累积工作时间，提示定时维修；

根据供回水压差，调节旁通阀开度，使供回水压差稳定（1AO）。

3.4 高位水箱给水系统

3.4.1 监测内容

高位水箱供水系统监控原理如图4所示。

在高位水箱中，设置四个液位开关，分别为检测溢流水位、停泵水位、启泵水位和低限报警水位。DDC根据液位开关送入信号来控制生活泵的启停。当高位水箱液面低于启泵水位时，DDC送出信号自动启动生活泵运行，向高位水箱供水。当高位水箱液面低于启泵水位而达到停泵水位时，DDC送出信号自动停止生活泵。如果高位水箱液面达到停泵水位而生活水泵不停止供水，液面继续上升达到溢流报警水位，控制器发出声光报警信号，提醒工作人员及时处理。同样当高位水箱液面低于启泵水位时，水泵没有及时启动，用户继续用水，但水位达到低限报警水位时，控制器发出报警信号，提醒工作人员及时处理。当工作泵发生故障时，备用泵能自动投入运行。

图4 高位水箱供水系统监控原理图

3.4.2 控制内容

给水泵启停状态：取自给水泵配电柜接触器辅助触点；

给水泵故障报警：取自给水泵配电柜继电器触点；

自给水泵自动转换状态：取自给水泵配电柜转换开关，可选；

给水泵启停控制：从DDC数字输出口（DO）输出到给水泵配电箱接触器控制回路；

水流开关状态：水流开关状态输出点；

低位水池高、低水位监测：取水池水位开关输出点，一般选用液位开关，溢流报警水位、启泵水位、停泵水位、低限报警水位各一。

3.5 照明控制

3.5.1 监测内容

在现代建筑中，照明用电量占建筑总用电量很大的一部分，仅次于空调用电量。如何做到既保证照明质量又节约能源，是照明控制的重要内容。在多功能建筑中，不同用途的区域对照明有不同的要求。因此应根据使用的性质与特点，对照明设施进行不同的控制。照明系统的监控包括建筑物各层的照明配电箱、应急照明配电箱以及动力配电箱。按照功能，可将照明监控系统划分为几个部分：走廊、楼梯照明监控；办公室照明监控。照明系统监控图如图5所示。