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1、1楼宇设备监控系统概述在现代建筑中，楼层不断增加，功能要求日益增多，其中包括了对 环境空间的要求。因此广泛使用了各种各样的机械和电子设备，如空 调、电梯、给水排水、防火防盗等设备，而且都要求对这些设备具有 自动控制，使之处于最佳状态下运行，以提高工作效率和服务质量， 确保有一个舒适、清洁的生活与工作环境。从八十年代中期开始，随着信息技术、微电脑技术以及计算机网络 技术日新月异的高速发展，对建筑物的结构，对楼字的管理与服务的 优化提供了一个既合理又理想的技术支持。智能大厦也就在这种高新 科学校术的支持下应运而生，开创了建筑史上的一个新纪元。楼字机电设备监控系统，作为智能大厦楼字自动化系统的一部分
2、， 而且是非常重要的一部分，担负着对整座大厦内机电设备的集中监测 与控制，保证所有设备的正常运行，并达到最佳状态。同时，在计算 机软件的支持下进行信息处理、数据计算、数据分析、逻辑判断、图 形识别等，从而提高了智能大厦的高水平的现代化管理和服务。 2监控系统主要内容楼字机电设备监控系统包括下列主要内容： 空调通风监控系统 给水排水系统 供配电系统 照明与动力系统 电梯系统3建筑设备监控系统的管理功能数据库功能 显示功能 设备操作功能 定时控制功能 统计分析功能 设备管理功能 故障诊断功能4建筑设备监控系统体系结构5采用现场总线的楼宇自动化系统6空调通风监控系统7空调通风系统基本知识随着科学技术
3、的不断发展和进步以及人类生活水平的提 高，人们在日常的生活和劳动生产中对空气环境的要求 也不断提高，特别是对空气的观度、湿度、通风以及洁 净度的要求，以利于提高人们生活的质量。空调通风工 程就是为满足人们对空气质量要求的技术，它的主要功 能是对建筑物，包括智能建筑物或房间内的空气进行调 节，为人们的生活与工作造就一个温度适宜，湿度恰当 ，空气洁净的舒适环境。一般而言，空调的内容包括如 下几个方面：温度调节湿度调节气流速度的调节空气洁净度的调节8空气的物理性质空气调节的对象是空气，为了更好地发挥空调 系统的性能，提高空调系统的舒适性，所以在 论述空调监控系统之前，先介绍一下空气的物 理性质还是有
4、必要的。9空气的成分空气可以分为湿空气与于空气。自然界的空气是一种湿空气混合气体。干空气 的成分如下：氮(N2)，在于空气中所占的比例为7555氧(O2)，占231二氧化碳(CO2)，占0.05稀有气体，占13此外，空气中还含有不同程度的灰尘、微生物和其它气体杂质。它是由于空气 与水蒸气的湿空气是我们生活环境中的真实空气，其中的水蒸气的变化将造成不 同的空气环境状态。所以，空调系统是以湿空气为对象，调节空气中的温度与湿度。10空气的状态参数压力温度湿度11压力这里说的压力实际上是指压强，它只是在工程上人们的一种习惯的用法。“压力”的定义是单位面积上所承受的力。空气有二种压力：大气压力水汽分压力
5、大气压力是指地球表面的空气层作用在单位面积上的力，它随着季节、天气的变化 有所变化受此影响，空气的一些性质也会不同。所以，在空调系统设计和运行中必须 考虑该地区的气压变化的规律。水汽分压力是气体分子热运动的结果，由于空气是一种混合气体，水汽与干空气同时 存在，这二种气体各有自己的压力被称为分压力，而且，这二种分压力之和等于空气的 总的压力即：P=Pg+Pc式中：P湿空气的总压力，郧大气压力；Pg干空气的分压力；Pc水汽的分压力。水汽分压力反映了空气中水汽的多少，是空气湿度的一个指标，在空调系统中常用到该 参数。12温度温度是表示空气冷热程度的指标反映空气分子热运动 的剧烈程度，通常用t表示摄氏
6、温度(tC)，用T表示绝对温 度(K)，二者的关系是：T=273+t在空调系统中，温度通常用于球温度(DB)和湿球温度 (wB)来表示。在空调系统中，温度通常用于球温度(DB) 和湿球温度(WB)来表示。干湿球温度计由二只棒状温度 计组成，其中的一只直接测量空气本身的温度，而另一 只是在被测温球上包上湿布测的湿球温度。在湿空气未 达到饱和之前，湿球温度计上的读数总是比干球温度低 一些。空气的相对湿度越小湿球上水分蒸发的越快， 湿球温度降低的幅度就越大。 13湿度（绝对湿度）(1)绝对湿度(x)1m3湿空气中所含的水汽量(kg)，称为空气的绝对湿度，即：x=Gc/Vc式中：Gc水汽的含量(kg)
7、；Vc湿空气的体积(m3)如果把湿空气近似地作为理想气体，那么，根据理想气体的状态方程得x=Gc/Vc=Pc/RcTc式中：Pc水汽分压力(kg)；Vc湿空气的体积(m3)Rc水汽的气体常数，等于461J/kg.K；Tc水汽的绝对温度(K)。从中可知，当温度一定时，水汽分压力越大水汽的绝对湿度越大。所以，水 汽分压力可以反映出水汽的多少。14湿度（相对湿度）相对湿度表示绝对湿度接近于饱和绝对湿度的程度。所 谓的饱和绝对湿度是指空气中的水汽量超过了最大限度 ，多余的水汽开始凝结的水汽量。通常用Xb来表示饱和 的绝对湿度，这样，相对湿度可表示为：X/Xb100在空调系统中，相对湿度（）是衡量空气环
8、境的潮湿度 的一项指标。 15湿度（含湿量）16露点温度所谓的露点温度是指空气中水汽凝结成水时的温度称为 露点温度。通常，空气在某一温度时，其相对湿度小于 100。如果使其温度降到某一个适当值时，其相对湿度 便达到100，此时，便结露。在空调系统中，有时需要结露，有时则不需要结露。17焓(h)焓表示空气热量的一种变化关系，代表能量。对于空调系统，由于空气是由干空气与水汽组成的，因此，空气的总的热 量应该是这二部分所含热量的和。如果干空气的焰用hg表示，水汽的焓用hc表示 ，那么，空气的焓h为：18空气线图（1）空气线图又称湿空气性质图，用于空调系统的设计、测试、调整和运行管 理，它较公式计算或
9、查表法求空气状态参数简便的多。在空气线图上的任 一点称为状态点如果知道了某一状态点，便可求出该状态下的空气状态 参数，如于球温度、湿球温度、露点温度、绝对湿度、相对湿度、措以及 体积比等等。19空气线图（2）20空气线图（3）21空调系统分类空调系统可分为集中式空调系统、半集中式空调系 统和局部式空调系统。在现代化的大型建筑中通常 都采用集中式空调系统，即中央空调系统。22空调系统的工作原理23空调系统设计空调监控系统是智能大厦楼字监按系统的一个子系统，它 与空调通风系统是二回事，它采用计算机为主体的分布式 集散控制系统，实现对空调通风设备的自动监控功能。空 调监控系统的设计包括如下几个方面的
10、内容：确定空调通风系统的设备配置空调通风监控系统的工作原理及功能砌定监控点及控制类型24主要设备空调通风系统的主要设备有： 中央冷却机组，它包括冷水机组、冷冻水循环泵、冷却 塔、冷却水循环泵、水流开关、旁通调节水阀、淋水开 关蝶阀等。 新风空调机 空调处理机 风机盘管 通风机 冷水交换器与热水交换器25中央冷却系统监控中央制冷监控系统原理 .bmp26启动：冷却水电动阀一冷却水泵一冷却塔进水自动阀一冷却塔风机一 冷冻水电动阀一冷冻水泵一冷水机组一监视水流状态。停止：冷水机组一冷冻水泵一冷冻水电动阀一冷却塔风机一冷却塔进 水电动阀一冷却水泵一冷却水电动阀。 多套冷却系统可以串接或并接。 冷却水泵
11、、冷却塔凤机、冷水机、冷冻水泵的运行状态的监测及故 障的报警以及流水开关的检测是系统必不可少的功能。 此外，当发生火灾时，楼宇自动化系统根据消防报警子系统所发送 来的信号，发出控制指令，关停所有中央湖冷机组设备，这是在系统 设计时必须要考虑的。注意事项27新风空调机监控新风空调监控系统主要由 风管式温度传感器 湿度传感器 压差报警开关 风门驱动器 二通电动调节网 区域控制器等器件组成。28新风空调主要功能新风空调机监控的一个非常重要的目的是对空调系统中的新风且及温度， 湿度的控制。新风量在空调的冷热负荷中有时显得很重要，所占的比例很 大，因此，把新风量、新风温度与湿度控制在适合的范围之内是很有
12、意义 的。新风空调机监控的功能如下： 根据送风温度与BAS系统中设定的温度值进行比较，由肋(比例积分微分 )调节控制冷冻回水电动阀，改变冷冻水流量，使送风温度达到设定值 根据送风湿度与设定的湿度值比较，采用 PID(比例加积分)调节按制 湿度电动调节阀，使送风的湿度保持在所需要的范围内 根据新风温度，改变送风温度的设定值29新风空调机监控系统框图30Johnson二管式单一冷水盘管式 新风机监控系统31Johnson二管式冷/热二用盘管 式新风机监控系统32空调处理机主要功能 对回风管内的温度与系统设定的值进行比较，用PID(比例加积分、微分)方式 调节，冷水热水电动闽开度，调节冷冻水或热水的
13、流量，使回风温度保持在 设定的范围之内 对回风管，新风管的温度与湿度进行检测，计算新风与回风的始值，按回风和 新风的始值比例，控制回风门和新风门的开启比例从而达到节能效果 检测送风管内的湿度位与系统设定的位进行比较用H(比例加积分)调节，控 制湿度电动词节阀，从而使迭风湿度保持在所需要的范围之内 测量送风管内接近尼端的送风压力调节送风机的送风量，以确保送风管内有 足够的风 风机启动停止的控制 风机运行状态的检测 风机机故障报警 过滤网堵塞报警33空调处理机组监控34二管式单冷水盘管式空调处理 机监控系统35二管式冷热二用盘管式空调处 理机监控系统36四管式冷热水盘管式空调处理 机监控系统37同
14、时控制温/湿度空调处理机38风机盘管监控39二管式单冷水盘管式监控系统40二管式冷热二用盘管式监控系 统41冷水交换器监控冷水交换器监控系统主要由冷水交换器、电动调节阀、电动隔离阀、 水管式温度传感器、压差报警开关以及区域控制器组成。工作原理及 监控功能如下： 通过调节电动调节阀，控制冷水机的供水流量，保持冷水交换器的供 水温度恒定 电动隔离阀与冷水文换器供水循环水泵联锁，当水泵停止运行时，历 对应的隔离阀把冷水交换器隔离 冷水机、冷水交换器的供水和回水温度检测 冷水机和冷水交换器的供水回路水流开关的压差检沏及过滤器堵塞报 留 对于热水交换器的工作原理及监控功能与冷水交换器的监控相同，所 不同
15、的是供水源的不同42冷水交换器监控框图43通风机监控通风机是指大厦(楼)室内环境通风换气的离心风机、轴 流风机等。通风监控系统的监控功能有： 通风机启动/停止的控制，这种控制是由BAS的时间控 制程序和事件控制程序来控制 风机运行状态的监测和故障报警 当发生火灾时，BAS系统根据消防系统发来的信号，发 出控制指令，关停所有通风机44空调监控系统的监控点45给排水系统水是人类赖于生存的必要条件，没有水就没有生命， 就没有人类的文明。实现对给水排水系统的监控是提 高科学管理水平，减轻劳动强度，保证人们用水质量 和节约能源消耗的一项既重要又必要的技术措施，其 最终目的是确保管网中各水泵根据用户用水量
16、的变化 能及时地改变其运行方式，使水泵房中的水泵处于最 佳的运行状态，从而实现管网的合理调度。给排水监控系统是智能大厦中的一个子系统。它的主 要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运 行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排水量之 间的平衡，实现泵房的安全运行，实现高效率、低能 耗的最优化控制，从而达到经济运行的目的。46给排水系统设备配置给排水系统通常包括：给水系统(生活用水及消防用水)排水系统热水系统47给水系统地下储水池楼层水箱和地面水箱生活给水泵气压装置消防给水泵48给水监控系统49排水系统排水水泵(潜水泵)污水处理池污水集水井废水集水井50排水监控系统51热水系统自动燃油/燃气热水器(炉）热水箱热水循环水泵(回水泵)52热水监控的主要功能热水循环泵按时间程序启动/停止热水循环泵
