建筑设备监控与管理(精华版).ppt
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1、建筑设备监控与管理,2019/6/21,2019/6/21,建筑设备监控系统,智能建筑概述 建筑设备监控系统检测与控制原理 建筑设备监控系统设计 KMDigital控制系统 工程现场施工管理,2019/6/21,一、智能建筑概述,2019/6/21,智能建筑,Intelligent Building 以建筑为平台,兼备办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。 -智能建筑设计标准,2019/6/21,智能建筑发展史,1984年美国康涅狄格州哈特福特市的“都市办公大楼”(City Place Building)为世界
2、上出现的第一幢“智能大厦” 日本“本田青山大楼” 90年末期迅速发展 国内 80年代末出现早期智能建筑,2019/6/21,智能建筑内容,通信网络系统 信息网络系统 建筑设备监控系统 火灾自动报警和消防联动系统 安全防范系统 综合布线系统 系统集成,2019/6/21,智能建筑的经济效益,降低能源消耗 确保系统安全、经济运行 提高管理水平,降低运行人员的劳动强度 减少管理人员,2019/6/21,我国建筑业节能工作前景,国家建设部制定包括节能、节地、节水、节材和环境保护的强制执行标准 要求到2010年,全国新建建筑争取1/3以上能达到绿色建筑和节能建筑标准,全国城镇建筑的总耗能要实现节能50%
3、.到2020年,使全社会建筑的总能耗能够达到节能65%的总目标。对于不执行节能标准的建筑设计施工单位,将受到处罚甚至被清除出市场。,2019/6/21,建筑设备监控系统(BAS),将建筑物或建筑群内的空调与通风、变配电、照明、给排水、热源与热交换、冷冻和冷却及电梯和自动扶梯等系统,以集中管理、监视,分散控制为目的的构成的综合系统。也称楼宇自动化系统。,2019/6/21,BAS系统组成,调节对象,检测元件 各种传感器,执行调节机构,分站DDC,传输通道,中央 处理机,中央控制室,现场部分,2019/6/21,中央控制室(数据中心):包括中央处理机(一台微型计算机、存储器、磁带机和接口装置)、外
4、围设备(显示终端、键盘、打印机)和不间断电源三部分。 传感器及执行调节机构:传感器是指装设在各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点和限位开关、用来检测现场设备的各种参数(如温度、湿度、压差、液位等),并发出信号送到调节控制器(分站、数据中心等),如铂电阻温度检测器、复合湿度检测器、风道静压变送器、差压变送器; 执行调节机构:装设在各监控现场接受分站调节控制器的输出指令信号,并调节控制现场运行设备的机构,如电动阀、电磁阀、调节阀等,包括执行机构(如电动阀上的电机)和调节机构(电动阀的阀门) 分站控制器:是以微处理机为基础的可编程直接数字控制器(DDC),它接收传感器输出的信号,进行数字运算,逻辑
5、分析判断处理后自动输出控制信号,动作执行调节机构。,2019/6/21,DDC,即利用计算机控制技术,将空调系统中各种信号(温度、压力、流量、状态等),通过输入装置输入计算机,经相应程序运算处理,将处理后的信号经输出装置输出,进而控制相应的执行机构。如图所示。,(一)分站控制器DDC,2019/6/21,传感器,A/D 转换器,微处理器,D/A 转换器,执行器,变送器,图 1,2019/6/21,Building Automation Hardware,2019/6/21,传感器及执行机构,2019/6/21,温度传感器,测量液体和气体温度 右图:管式温度传感器 STE-14XX 系列 STE
6、-1402 STE-1411 STE-1421 STE-1451,2019/6/21,湿度传感器,检测房间、风道等环境湿度 型号:HU-224/225 供电:12-40 VDC 12-35 VAC 输出: 4-20 mA(2-wire) 0-5VDC/0-10VDC,2019/6/21,Electronic Actuators,2019/6/21,Electronic Valves,2019/6/21,(二) DDC系统信号种类,信号按其输出输入能否直接被微机或执行器接受分为数字量输入(DI)、数字量输出(DO)、模拟量输入(AI)和模拟量输出 (AO)四种信号。 模拟量信号所对应的是一定量的
7、电压或电流值,它与传感器输出信号的特性有关。 空调自控系统中常见的 模拟量输入信号:温度、湿度、压力流量、压差等;模拟量输出信号:需控制的电动风阀及电动水阀。 数字量输入信号包括:风机、水泵、冷却塔风扇、电机的运行状态、过滤器淤塞状态报警、压差开关、液位开关、开关信号,防冻保护等。数字量输出信号包括:电磁阀的控制、二位电动水阀的控制、水泵、风机、冷却塔等设备的启停控制。,2019/6/21,(三) 空调DDC监控系统的主要功能,空调DDC系统能实现楼宇中空调系统各种控制功能,同时具备各种管理功能。 (1)能量控制及管理功能。即根据建筑物实际冷、热负荷,对空调系统中的风系统和水系统进行控制,自动
8、控制冷热设备运行状态及运行参数,使整个空调系统达到最佳节能状态。 (2)对空调系统及其冷、热源系统的相关参数进行调节控制及监测,对空调设备运行进行监测。 (3)空调设备如冷水机组、泵、风机等在规定时间的启停控制,以达到节能目的。,2019/6/21,(4)自动累积空调设备的运行时间,维修期限报警,以便更换或维修相关设备,延长设备使用寿命,提高设备的运行质量。 (5)根据空调设备运行时间,自动切换工作及备用设备,保持设备良好的工作状态。 (6)对空调系统的能量消耗进行计量,记费。 (7)各种物业管理文本的自动生成、打印及查询。,2019/6/21,二、建筑设备监控系统 检测与控制原理,2019/
9、6/21,概述,空调系统是先对无论是来自室外、还是室内返回的空气进行集中处理,经过处理达到送风要求的空气给需要空气调节的房间或区域使用。 工作原理:调节送风参数(送风温度、湿度、洁净度和新鲜空气含量等)和送风量,使送入室内的空气受到的热湿等负荷作用后,成为所要求的室内环境状态。,2019/6/21,分类,空气处理设置 集中式系统 半集中式系统 分散式系统 负担室内热湿负荷所用介质 全空气系统 空气-水式系统 全水式系统 制冷剂直接蒸发系统,2019/6/21,空气处理机组,在空气处理过程中,靠调节循环风的流量,保证室内空气的新鲜程度,较为节能的形式双风机空气处理机组。 包括新风段、混合段、过滤
10、段、冷却/加热段、加湿段、送风段、回风段。,2019/6/21,1、温度控制:根据回风(或典型房间)温度与设定值比较后的差值及其极性,通过DDC的PID运算值调节冷/热水阀开度,使被控对象温度保持在要求的范围内。 2、湿度控制:根据回风(或典型房间)湿度与设定值比较后的差值及其极性,通过DDC的PID运算值调节加湿阀开度,使被控对象湿度保持在要求的范围内。 3、节能控制:根据检测的新风和回风(或典型房间)的温度及湿度,通过DDC进行焓值运算,根据新风和回风的焓值及热湿负荷,调节新风阀、排风阀和回风阀的开度比例,使空调节能运行。 4、联锁控制:新风阀、回风阀、冷/热水阀、加湿阀等均与风机联锁,当
11、开机并启动风机后,调节新风等阀门开度;当风机停机后,新风阀、冷/热水阀、加湿阀等同时关闭。 5、监测:新风/回风/送风/典型房间的温度及湿度,风阀/水阀的开度, 风机手自动及运行状态等。 6、报警:风机故障报警、过滤器堵塞报警、低温报警。 7、中国南方地区的盘管不会结冰,可省去低温开关。,2019/6/21,空调系统原理图,2019/6/21,空调系统监测控制内容,1、根据室外温度,调节新/回/排风阀门的开度 2、根据回风温度,调节冷/热水阀门 3、根据回风的湿度,控制加湿阀门的开度 4、监测防冻开关的状态,送风温/湿度 回风温/湿度 典型房间温/湿度 新/回/排风阀 冷热水阀门 加湿阀门,回
12、风机状态/启停 过滤器送风机状态/启停 状态 防冻开关状态,2019/6/21,二管制空调系统原理,2019/6/21,KMDigital空调系统控制典型配置,直接数字控制器 KMD-5802 ( 8个输入/8个输出) 压差开关 CSE-1100 风门执行器 MEP-1262 防冻开关 CTE-3006 风道温湿度传感器 THE-1002 调节水阀阀 VEP系列,2019/6/21,2019/6/21,新风系统监测控制内容,1、根据送风温度,调节冷/热水阀门 2、根据送风的湿度,控制加湿阀门的开度 3、监测防冻开关的状态,送风温/湿度 新风阀 冷热水阀门 加湿阀门,送风机状态/启停 过滤器状态
13、 防冻开关状态,2019/6/21,新风系统原理图,2019/6/21,新风+风机盘管系统,风机盘管由冷、热源提供的冷、热水来承担室内负荷,新风系统为室内提供经过处理的新鲜空气;一套新风系统提供一个区域的新风供给,这一区域里连接着一组风机盘管;一套风机盘管提供一个小区域的空气调节。 新风机组是由建筑设备监控与管理系统集中监控,风机盘管是三速控制开关,包括就地人工控制,网络型三速控制开关。,2019/6/21,KMDigital新风系统控制典型配置,直接数字控制器 KMD-5802 ( 8输入/8输出) 压差开关 CSE-1102 风门执行器 MEP-1261 防冻开关 CTE-3006 风道温
14、湿度传感器 THE-1002 调节水阀 VEP系列,2019/6/21,空调冷源系统,压缩式制冷系统 吸收式制冷系统,2019/6/21,压缩式制冷系统工作原理,压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器 逆卡诺循环原理 系统设备:冷水机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、集水器、分水器,连接管道和管道上阀门,补水设备,2019/6/21,吸收式制冷系统工作原理,直燃型溴化锂吸收式冷热水机组 直接燃烧天然气、煤气、柴油等燃料,以水/溴化锂作为冷媒,提供制冷、采暖和热水的设备。 蒸汽(热水)吸收式制冷机组 蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、溶液泵、控制系统和辅助系统组成。,2019/6/21,2019/6/21,冷
15、冻站系统监测控制,1、根据外部设备所需要的冷量,控制冷冻机的启/停台数; Q=K*P*(T1-T2) 2、根据冷却回水的温度控制冷却塔的启/停台数; 3、根据总供/回水的压差,调节电动旁通阀;,冷冻水供/回水温度 冷却水供/回水温度 冷冻水总回水流量 冷冻水供/回水压差,冷冻机状态/启停 冷冻泵状态/启停 冷却泵状态/启停 冷却塔状态/启停,2019/6/21,2019/6/21,KMD-5210 多功能控制器 水温传感器:STE-1421+HMO4533 流量传感器:220B+UFT-1A 压差传感器:692 水流开关: F61KB 旁通阀: VEP-系列,KMDigital冷冻站控制典型配
16、置,2019/6/21,热源系统,来源:城市热力管网、锅炉、直燃型溴化锂冷热水机组、热泵机组、地热能、废热资源 热力学定律热量总是由高温物体自发地传向低温物体,两种流体存在温度差,就必然有热量进行传递。 控制检测: 利用热交换器二次侧出水温度,调节一次测阀的开度 根据热交换系统二次侧的回水温度, 确定循环泵的启停。,2019/6/21,2019/6/21,给排水系统,检测与控制 水位控制 集水坑、污水坑 水箱、水池 监控 设备运行状态 报警 高于、低于报警水位 自动报警,2019/6/21,给排水水箱液位控制,2019/6/21,通风系统,包括:排风、排烟和送风 分类: 地下室送/排风机组。平
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