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建筑自动化课程设计阐明书
一、设计根据 3
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二、设计范畴 3
三、设计内容 4
、楼宇设备信息汇总 4
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4、送风温度/湿度的监测。(AI) 5
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四、设计总结 16
五、设计参照资料 17
六、附录一 18
一、设计根据
本课程设计采用真题预测假做的方式完毕实际建筑的建筑物自动化系统(BA)设计,本课程设计提供的建筑为某办公楼,建筑共6层,面积约1m2,建筑采用中央空调满足室内舒服性规定,办公室采用新风+风机盘管形式、两个会议室采用风柜送风满足室内舒服性。
中央空调冷源有2台180Rt螺杆式冷机组,3台37kW冷冻水泵(2两用一备),3台30kW冷却水泵(2两用一备),;机组、冷冻水泵、冷却水泵位于建筑首层设备房,冷却塔建筑顶层。(每层1台),每层有风机盘管26台;。
本设计的重要内容即是设计和配备该建筑中央空调的BA系统,实现该建筑空调系统的智能控制。
设计任务书有关资料。
根据课程设计任务书的规定,以《智能建筑设计原则》(GB/T50314-)和《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)为根据,结合江森自控公司的Metasys中央监控系统应用手册进行设计。
二、设计范畴
本设计规定根据课程设计书给出的工程概况及《智能建筑设计原则》(GB/T50314-)和《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)等有关资料为根据,完毕该建筑空调系统BAS方案设计,实现对该建筑物空调系统进行现场数据采集,从而达到启停控制、状态检测与现实、运营调节、集中管理的功能,以达到安全运营、节能和延长设备使用寿命的目的。重要通过现实工程中的空调通风系统实现自动控制来实现建筑设备自动化功能规定、安全运营、优化节能和高效管理等。
该建筑采用美国江森自控公司的Metasys中央监控系统,配合该公司的网络控制器(NCU)和直接数字控制器(DDC)等硬件,实现建筑空调系统的智能控制。
本设计规定根据本阐明书提供的资料,完毕该建筑空调系统BAS方案设计,实现对该办公楼中央空调系统进行现场数据采集和运营控制、集中管理的功能。
根据建筑空调系统具体状况和考虑经济性因素,风机盘管不纳入BA控制,空调系统的其他设备均规定实现BA控制,涉及新风机、风柜、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、主机等设备,所有设备均为常规舒服性空调设备。
初定该设计新风机采用只将新风解决到规定参数的形式,风柜采用全空气调节系统。
三、设计内容
、楼宇设备信息汇总
本建筑共有六层,现将该建筑中各楼层中的设备列表如下:
层数
设备类型
功率
台式
1层
180Rt螺杆式冷机组
2
冷冻水泵(两用一备)
37kw
3
冷却水泵(两用一备)
30kw
3
新风机
1
风柜
2
2层
新风机
1
3层
新风机
1
4层
新风机
1
5层
新风机
1
6层
新风机
1
顶层
冷却塔
2
冷却塔风机
2
考虑到建筑物位于广州地区,夏季供冷,冬季不供热,因此,新风机组仅在夏季运营。新风机组重要由新风阀、过滤器、表冷式换热器、加湿器、送风机等构成。室外新风进入新风机组经滤网过滤后,由表面式换热器进行热湿解决,当空气湿度低于设定值时,可通过加湿器加湿,解决后的空气通过送风机配送到各空调房间内。此外,该系统不需要进行防冻保护。
新风机组根据《智能建筑设计原则》(GB/T50314-)中对空气解决系统的监控功能规定进行设计,系统图如下:
系统监控参数如下:
1、新风阀、冷水阀、加湿阀控制。(AO)
现场控制器通过3路AO信号控制新风阀、冷水阀、加湿阀的开与关,调节阀门的开度实现新风量、冷水量以及蒸汽量的控制。根据室内CO2浓度的监测得出空气品质调节,计算并自动调节阀门开度,提供满足空气质量规定的最小新风量,以实现减少能耗。
2、室内CO2浓度的监测。(AI)
3、过滤网状态显示与报警。(DI)
在滤网两侧装设压差开关,监视过滤网的畅通状况。当风机运营时,如果过滤网干净,滤网前后压差不不小于设定值;反之,如果过滤网积灰增长,滤网前后的压差变大,当超过设定值时,微压差开关就会闭合。这个闭合开关信号通过一路DI输入现场控制器,控制器发出报警,提示工作人员进行清洗。
4、送风温度/湿度的监测。(AI)
在新风机组出口处设温湿度变送器,接至现场控制器的2路AI输入通道上,分别对空气的干湿球相对温度进行检测,对比设定的温度、湿度参数的差值,对冷水阀、加湿阀开度进行PI数字式调节,现场控制器通过AO通道控制电动冷水阀、电动加湿阀的阀门开度,从而控制换热湿量,使送风温温度满足设定的范畴内。
5、新风机监控,涉及新风机运营状态、故障报警、手/自动状态和启/停状态的监测。(3DI+1DO)
DDC控制模块通过控制新风机控制箱的启停触点实现对新风机的启停控制;检测风机配电线路主接触器的辅助触点实现风机运营状态监测;检测风机配电线路热继电器的辅助触点实现风机电气故障监测,风机故障报警时,自动停止风机运营;从手/自动开关把DI信号输送给现场控制器,以检测风机的手/自动状态;检测风机前后压差(压差信号)实现风机运营故障监测。
5)消防联动控制。(DI)
发生火灾时,火灾自动报警系统将联动控制信号送至相应区域的空调系统电控箱,自动关闭新风系统的防火阀、新风机,自动切断新风机组的电源。
新风机组运营控制检测原理方框图如下:
该调节原理属于典型的单回路负反馈控制原理调节。
由温度传感器检测送风温度,经变送器将信号传送给控制器,并与设定值比较,作为控制根据,通过PID计算之后,将调解信号传送给执行器,调节冷水阀门大小,从而控制表冷器换热量,将送风温度控制在规定范畴内。
同步温度传感器监测新风温度作为扰动信号,采用前馈补偿的方式消除新风温度变化对输出的影响。
该建筑的一楼会议室设有两台风柜,为该服务区域提供舒服性空调送风。设计该舒服性空调采用全空气调节系统,重要通过检测回风温度、湿度,作为调节冷水阀、加湿阀的根据,从而达到室内空气温度湿度满足规定。同样,由于该建筑处在广州地区,故不考虑防冻保护。由于系统较小,以回风温度替代室内空气的平均温度,作为调节根据之一。
其监控原理图如图:
系统监控参数如下:
1、调节阀阀控制。(5AO)
新风、排风进行单独的持续调节,安装单独电动执行期和PI调节器。风阀调节采用焓值控制,通过检测新风温、湿度和回风温、湿度,计算出新风、回风焓值,并且联合检测到的室内CO2浓度,在满足室内空气品质的状况下,由风阀控制器根据焓值按比例输出电压信号,控制新风阀和回风阀的电动执行器,调节其阀门开度,达到节能效果。
同理,现场控制器通过2路AO信号控制冷水阀、加湿阀的开与关,调节阀门的开度实现冷水量以及蒸汽量的控制。根据室内CO2浓度的监测得出空气品质调节,计算并自动调节阀门开度。
2、室内CO2浓度的监测。(AI)
3、过滤网状态显示与报警。(DI)
在滤网两侧装设压差开关,监视过滤网的畅通状况。当风机运营时,如果过滤网干净,滤网前后压差不不小于设定值;反之,如果过滤网积灰增长,滤网前后的压差变大,当超过设定值时,微压差开关就会闭合。这个闭合开关信号通过一路DI输入现场控制器,控制器发出报警,提示工作人员进行清洗。
4、送风温度/湿度的监测。(4AI)
在新风机组出口处设温湿度变送器,接至现场控制器的2路AI输入通道上,分别对空气的干湿球相对温度进行检测,对比设定的温度、湿度参数的差值,对冷水阀、加湿阀开度进行PI数字式调节,现场控制器通过AO通道控制电动冷水阀、电动加湿阀的阀门开度,从而控制换热湿量,使送风温温度满足设定的范畴内。
5、新风机、回风机监控,涉及运营状态、故障报警、手/自动状态和启/停状态的监测。(6DI+2DO)
DDC控制模块通过控制新风机控制箱的启停触点实现对新风机的启停控制;检测风机配电线路主接触器的辅助触点实现风机运营状态监测;检测风机配电线路热继电器的辅助触点实现风机电气故障监测,风机故障报警时,自动停止风机运营;从手/自动开关把DI信号输送给现场控制器,以检测风机的手/自动状态;检测风机前后压差(压差信号)实现风机运营故障监测。
风柜全空气空调机组系统的运营参数监测原理方框图如下:
由于该全空气系统较小,采用回风空气温度替代室内空气平均温度,由温度传感器检测回风温度,经变送器将信号传送给控制器,并与设定值比较,作为控制根据,通过PID计算之后,将调解信号传送给执行器,调节冷水阀门大小,从而控制表冷器换热量,将送风温度控制在规定范畴内。