楼宇系统方案-楼宇自控系统原理图

时间：2025-08-06 21:58:17 来源：竞博job在线登录

  第四节楼宇自控系统的主要监 控对象及监控原理 1 内容 l 供配电系统（电力设备监控系统） l 照明系统 l 空调系统 l 给排水系统 l 冷热源系统 2 建筑物自动化系统的功能： 1、制定系统的管理、调度、操作和控制的策略； 2 、存取有关数据与控制的参数； 3 、管理、调度、监视与控制管理系统的运行； 4 、显示系统运行的数据、图像和曲线、分析系统运行的历史记录及趋势； 7、统计设备的运行时间、设备维护周期和保养管 理情况等。 3 供配电基础 l 电力网 输配电线路和变电所 输电、配电 高压、低压 l 电压等级 8级 0.22 0.38 3 6 10 35 110 220 Kv l 负荷等级 一级负荷、二级负荷、三级负荷 4 常见供电方案 • 0.22/0.38kv，负荷小、可靠性低，临近变 电所供电。 • 1路10 （6）kv 供电， 三级负荷供电、或 一级负荷备用电源。 • 2路10 （6）kv供电，负荷容量大，可靠性 高，一二级负荷常用方式。 • 2路10 （6）kv、自备发电机备用 ，负荷容 量大，可靠性高，一级负荷。 • 2路35kv、自备发电机备用，特大负荷，大 型企业、超高层建筑。 5 负荷分布及变压器配置 •负荷计算 装机容量KVA 、供电电压 •设备层（技术层）选择 超高层建筑设备设分区电梯、水泵、配电房 •变压器选择 容量、形式、施工便利 6 同时供电 一备一用 同时供电 一备一用 结构较为复杂 结构相对比较简单 结构较为复杂 结构相对比较简单 容量大 常用高压供电方案 容量大 容量小 容量小 可靠、通用 可靠性低 可靠、通用 可靠性低 7 楼宇变配电系统基本结构 图2-31楼宇中变配电系统的基本结构 8 放射式、星型 树干式、总线型 混合式 放射式、星型 树干式、总线型 混合式 可靠、容量大 简便、容量小 折中、常用 可靠、容量大 简便、容量小 折中、常用 耗材 省料 耗材 省料 常用低压配电方案 9 后备供电与应急供电 l 智能建筑用电负荷分类 消防、安全、消防电梯、应急照 一类：保安型负荷 消防、安全、消防电梯、应急照 二类：保障型负荷 工作区照明、部分电梯、通道照 工作区照明、部分电梯、通道照 三类：一般型负荷 空调、水泵、其它照 空调、水泵、其它照 l 常用配电方案 两路市电中间联络、全失电启动发电机组 一类负荷两路市电同时供电、末端自切 10 供配电系统监测 供配电系统监测 变送器 只监不控 只监不控 11 一、电力设备监控系统的监测要求 1)高压进线柜：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、 功率因数。 2)所有高压开关的开关状态、故障跳闸状态。 3)变压器温度。 4)低压进线柜：三相电压、三相电流。 5)所有低压进出线开关的开关状态及故障跳闸状态。 6)低压主要配电回路电能计量。 7)柴油发电机三相电压、三相电流、频率及运行或故障信号、 油位指示及报警信号。 8)变压器室、高／低压配电室、发电机房内温度。 12 供配电系统监测主要内容 通常有专业企业来提供数据接口 l 各自动开关、断路器状态监测 l 三相电压、电流检测 l 有功、无功功率与功率因素检测 l 电网频率、谐波检测 谐波 l 变压器温度检测与故障报警 l 用电量检测 电力设备监控的工程实现（上位机功能 ） P72 13 二、照明设备监控系统 (一)照明设备监控系统监控需求分析 (二)照明控制模式 (三)照明系统监控的工程实现 14 （一）照明设备监控系统监控需求分析 (1)办公室及酒店客房等区域此类区域的照明控制方式有就 地手动控制、按时间表自动控制、按室内照度自动控制、按 有/无人自动控制等几种。 (2) 门厅、走道、楼梯等公共区域在现代化建筑物中，此类 区域的照明控制主要是采用时间表控制的方式。 (3)大堂、会议厅、接待厅、娱乐场所等区域此类区域照 系统的使用时间不定，不同场合对照明需求差异较大，因此 往往预先设定几种照 场景，使用时根据具体场合进行切换。 15 (4)泛光照明系统单个或单组泛光照明灯的照明效果 一般由专用控制器来控制，不受楼宇自控系统的控 制，但照明设备监控系统能通过相应接口（一般为 干接点接口）控制整个泛光照明系统的起/停和进行场 景模式选择。 (5)灾难及应急照明设备灾难及应急照明设备的起动 一般由故障或报警信号触发，属于系统间或系统内的 联动控制。 (6)其他区域照 除上述讨论的几个典型区域、用途 照明外，建筑物照明系统还包括航空障碍灯、停车场 照明等，这些照明系统大多均采用时间表控制方式或 按照度自动调节控制方式进行控制。 16 • 干接点的定义： 无源开关；具有闭合和断开的2种状态；2个 接点之间没有极性，可以互换； • 常见的干接点信号有： 1、各种开关如：限位开关、行程开关、脚踏开 关、旋转开关、温度开关、液位开关等； 2 、各种按键； 3 、各种传感器的输出，如：环境动力监控中的 传感器：水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破 碎、振动、烟雾和凝结传感器； 4 、继电器、干簧管的输出； 17 （二）照明控制模式 (1)时间表控制模式这是楼宇照明控制中最常用的控制模式，工 作人员预先在上位机编制运行时间表，并下载至相应控制器，控 制器根据时间表对相应照明设备进行起/停控制。 (2)情景切换控制模式在这种模式中，工作人员预先编写好几种 常用场合下的照明方式，并下载至相应控制器。 (3)动态控制模式这种模式往往和一些传感器设备配合使用。 (4)远程强制控制模式除了以上介绍的自动控制方式外，工作人 员也可以在工作站远程对固定区域的照明系统进行强制控制，远 程设置其照明状态。 (5)联动控制模式联动控制模式是指由某一联动信号触发的相应 区域照明系统的控制变化。 18 实现照明控制设备 l 开、关控制 l 断路器控制 室外路灯、广告牌 l 定时控制 室外路灯、广告牌 l 光电感应控制 室内走道灯、智能家居 室内走道灯、智能家居 l 智能控制 （BA程序控制） 泛光照明、场景模式 泛光照明、场景模式 19 公共照明系统监控 公共照明系统监控 过道灯+红外感应器 区域1 区域2 区域3 区域4 区域... 照明总控制柜 •程序（定时）控制 •手工干预控制 •现场控制 3种控制模式 3种控制模式 20 智能照明系统结构框图 定时控制 定时控制 场景模式 场景模式 21 （三）照明系统监控的工程实现 2z74.tif 22 三、冷热源设备监控系统 (一)冷源系统监控原理 (二)热源系统监控原理 23 (一)冷源系统监控原理 1. 冷水机组水冷式热泵机组在制冷工况下的工作原理与冷水机 组完全相同，而风冷式热泵机组的控制更加简单（没有冷却水循 环系统，由风冷式热泵机组的室外机承担水冷式热泵机组冷却水 循环的功能，且室外机由热泵机组自带控制器自行控制）。 2. 冷冻水循环建筑物空调冷源系统的冷冻水循环见图2­39左半 部分，它将从各楼层空气处理设备循环回来的高温冷冻水送至冷 水机组制冷，然后再供给各空气处理设备。 3. 冷却水循环建筑物空调冷源系统的冷却水循环见图2­39右半 部分，它的主要任务是将冷水机组从冷冻水循环中吸取的热量释 放到室外。 24 4. 设备间联动及冷水机组的群控冷水机组是整个建筑物空调冷 源系统的核心设备，冷冻水循环、冷却水循环都是根据冷水机组 的运行状态进行相应控制的。 5. 冷冻水回路二次水泵变频的控制方案如前所述，在冷冻水回 路采用定流量水泵的情况下，为平衡负荷侧变流和冷水机组侧定 流之间的矛盾，防止低负荷情况下(负荷侧盘管水阀同时关小)水 泵对管路及泵本身的冲击，应在冷冻水供回水总管上加装旁通回 路，通过旁通阀的开度控制平衡水管压力(见图2­43a) 。 6. 冰蓄冷系统冰蓄冷的基本思想是利用夜间低谷电价时段制冰 蓄冷，而白天高峰期融冰供冷。 25 1)冷水机组起/停控制及状态监视。 2)冷水机组故障报警监视。 3)冷水机组的手/ 自动控制状态监视。 4)冷冻水出水/ 回水温度监视等。 26 1)冷冻水泵的起/停及状态监视。 2)冷冻水泵故障报警监视。 3)冷冻水泵的手/ 自动控制状态监视等。 1)冷冻水供/ 回水温度监测。 2)冷冻水供/ 回水总管压力监测。 3)冷冻水循环流量监测等。 27 1)冷却塔风机起/停控制及状态监视。 2)冷却塔风机故障报警监视。 3)冷却塔风机的手/ 自动控制状态监视等。 1)冷却水泵的起/停及状态监视。 2)冷却水泵故障报警监视。 3)冷却水泵的手/ 自动控制状态监视等。 28 1)首先，当需要增加起动一台冷水机组时，需要确定起动哪台冷水 机组，同样，需要停止一台冷水机组时也是一样。 2)其次，当需要起动或停止某台冷水机组时首先要确定应增开或 止几台及哪几台冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔。 29 (1)制冷机组优先控制策略在空调负荷小于制冷机组容量时仅运行 制冷机组，只有当空调负荷大于制冷机组容量时才由蓄冷装置补充 不足部分。 (2)蓄冰优先供冷控制策略在空调负荷低于蓄冰设备最大融冰释冷 量时，先由融冰承担负荷，当空调负荷大于最大融冰释冷量时，再 投运制冷机组补充。 (3)固定比例供冷控制策略这种控制策略是指蓄冰装置与制冷机组 按照固定的比例输出冷负荷，满足建筑物空调负荷的需求。 30 (4)优化控制策略这种控制策略是根据动态预测负荷，在约束条件( 包括制冷机组输出冷负荷最大值约束、蓄冰设备最大蓄冷量约束、 最大融冰速率约束等) 的限制下，对多个控制目标(包括日运行费用 、空调负荷、一个循环的剩余冰量、制冷机组的起停次数等)进行优 化。 31 (二)热源系统监控原理 1. 热泵系统制热工况监控原理热泵机组对应的热源系统工作原 理及监控内容与其在制冷状态下的工作原理和监控内容类似，只 是热泵机组内部冷凝器和蒸发器的位置能够最终靠四通阀进行互换 。 2. 锅炉系统监控原理锅炉系统设备包括锅炉机组、热交换器及 热水循环3部分，见图2­47 。 32 1)监视锅炉的运行状态、故障报警。 2)监视锅炉的烟道温度、锅炉压力。 3)监视补水箱的高低液位的报警信号。 4)锅炉的油耗或气耗的实时检测。 5)监视锅炉一次侧水泵运行状态、压差及旁通阀的开度。 6)锅炉一次水的供回水温度。 1)监测各热交换器二次水出水温度和回水温度，依据出水温度调节 一次热水(或蒸汽)调节阀，保证出水温度稳定在设定值范围内，温 度超限时报警；有条件的检测二次侧水流量，以估算冬天空调负荷 。 2)监测热水循环泵的运行状态和故障信号，故障时报警，并累计运 行时间。 33 冷热源系统监控 • 冷源系统 冷水机组系统，包括冷水机组/热泵、冷却 水循环和冷冻水循环三部分 • 热源系统 建筑物空调系统的主要热源设备包括热泵 机组和锅炉系统。 34 冷水机组 l 利用压缩机、冷凝器、蒸发器等设备，人为 控制制冷剂气液状态转换，并循环反复，制冷 剂就将不断地冷却冷冻水，同时，将吸收的热 量释放到冷却水循环中。 35 冷水机组 工作原理 释放热量 释放热量 高温高 常温高 高温高 常温高 压气体 压液体 压气体 压液体 低温低压 低温低压 气液共存 气液共存 低温低 低温低 蒸发，吸 蒸发，吸 压气体 压气体 收热量 收热量 36 冷水机组监控内容 • 冷水机组启/停控制及状态监视。 • 冷水机组故障报警监视。 • 冷水机组的手/ 自动控制状态监视。 • 冷冻水出水/回水温度监视等。 37 冷冻水系统 • 建筑物空调冷源系统的冷冻水循环，它将 从各楼层空气处理设备循环回来的高温冷冻 水送至冷水机组制冷，然后再供给各空气处 理设备。此回路的监控内容主要包括冷冻水 泵的监控、冷冻水供/ 回水各项参数的监测 及旁通水阀的控制。 • 空调机、新风机、盘管冷媒为冷冻水。 38 冷冻水系统监控内容 • 冷冻水泵的启/停及状态监视。 • 冷冻水泵故障报警监视。 • 冷冻水泵的手/ 自动控制状态监视等 。 • 冷冻水供/回水温度监测。 • 冷冻水供/回水总管压力监测。 • 冷冻水循环流量监测等 。 39 冷却水循环 l 建筑物空调冷源系统的冷却水循环，它的主要 任务是将冷水机组从冷冻水循环中吸取的热量释 放到室外。此回路的监控内容主要包括冷却塔的 监控、冷却水泵的监控及冷却水进、回水各项参 数的监测。 40 冷却水监控内容 • 冷却塔风机启/停控制及状态监视。 • 冷却塔风机故障报警监视。 • 冷却塔风机的手/ 自动控制状态监视等。 • 冷却水泵的启/停及状态监视。 • 冷却水泵故障报警监视。 • 冷却水泵的手/ 自动控制状态监视等 。 41 设备间联动及冷水机组的群控 • 冷水机组是整个建筑物空调冷源系统的核心 设备，冷冻水循环、冷却水循环都是根据冷水 机组的运行状态进行相应控制的。 • 启动冷水机时，启动冷却塔、冷却水循环系 统、冷冻水循环系统的启动，当确定冷冻水、 冷却水循环系统均已启动后方可启动冷水机组 。 • 停止冷水机组时，停止的顺序与启动顺序正 好相反，停止冷水机组、停止冷冻水循环系统 、停止冷却水循环系统，最后是冷却塔。 42 多台冷水机组启/停控制的流程图 43 热源系统监控原理 •建筑物空调系统的主要热源设备包括热泵机 组和锅炉系统两种。 •水冷式热泵机组在制冷工况下的工作原理与 冷水机组完全相同 •风冷式热泵机组的控制更简单，没有冷却 水循环系统，由风冷式热泵机组的室外机承 担水冷式热泵机组冷却水循环的功能。 44 热泵系统制热 工况监控原理 释放热量 释放热量 高温高 高温高 常温高 常温高 压气体 压气体 压液体 压液体 低温低压 低温低压 气液共存 气液共存 蒸发，吸 蒸发，吸 低温低 低温低 收热量 收热量 压气体 压气体 45 四、空气调节原理 • 目标：创造一个温度适宜、湿度恰当的 舒适环境。 •温度调节 夏季：25C ~27C 冬季：16C ~20C •湿度调节­­­­相对湿度 夏季：50%­60% 冬季：40%­50% 46 空气调节设备 • 调温/调湿设备 加热设备： 空气加热器（蒸汽、热水）、电加热器 减湿冷却设备：表面冷却器 加湿设备： 喷蒸汽法 • 空气状态调节基本方法 冬季新风加热加湿处理 冬季新风加热加湿处理 夏季新风减温减湿处理 夏季新风减温减湿处理 47 空调系统 • 空调系统组成 • 局部式、集中式空调 • 中央空调 • 通风 48 空调系统组成 • 进风部分 新风口、回风口 • 空气过滤部分 过滤器、滤网 •空气热湿处理部分 非间接接触式、表面式（盘管、叶片） • 输送和分配部分 风机、风管 • 冷热源部分 • 冷源/热源 热泵、冷水机组、锅炉 （电、煤气、油） 49 局部式、集中式空调 • 集中系统 所有空气处理设备在一个集中的空调机房内，空气 经处理送到个房间，特点是便于设施安装与管理。 • 半集中空调系统 除集中空调外加，还有分散在各房间内的二次末 端（风机盘管、变风量系统等），特点是灵活使用 和控制。 • 全分散系统 局部空调机组，窗式、挂壁（柜）式分体机组 50 中央空调 • 形式 半集中空调、集中空调 特征：冷热源集中提供 • 冷热源 热泵 冷水机组 锅炉 电加热器 51 集中空调系统原理图 适合商场、大开 适合商场、大开 间办公室 间办公室 冷媒由机组 冷媒由机组 统一提供 统一提供 52 （一）空调处理机监控

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