大学楼宇自动化系统毕业设计论文.doc

《大学楼宇自动化系统毕业设计论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学楼宇自动化系统毕业设计论文.doc（17页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、-第一章 工程概况省档案馆新址将落户奥体。省档案馆新馆工程用地，位于河西新城区中部，路与梦都大街交汇处，规划的地铁7号线从基地西南角拐入。档案馆新址占地面积33470平米，其中建立面积27989平米，代征绿地4162平米，代征道路1319平米。按照设计方案，工程地下1层，地上7层，总建筑面积49843平米地上44196平米、地下5647平米，容积率1.58，建筑高度33.3米。空调系统采用MDV智能变频控制多联式空调系统，无论从经济、使用寿命，还是从美观、清洁的角度讲，该系统都很符合建筑用途的要求。在暖通空调负荷计算之前，按照公共建筑节能设计标准GB 50189-2005的要求，配合建筑专业对

2、建筑围护构造热工进展了详细计算。通过计算使建筑热工设计满足节能标准的要求，为暖通空调节能设计奠定根底。第二章 设计原理及依据第一节设计原理1设备保证是符合中华人民国最新执行标准，须为国外知名品牌并通过国家、行业检测中心检测合格的设备。 2产品及其所有零部件应是技术先进、设计正确、构造合理、平安可靠、节省能源、遵守机械、电器及建筑方面的通用技术要求，维护方便。制造产品的材料应具有足够的强度和适宜的性能，且为原厂生产，并有该厂商标。产品必须是最新制造生产，不得有生锈、旧、过时的配件。第二节设计依据GBJ19-87采暖通风与空气调节设计规GB50333-2002医院干净手术部建筑技术规GB50019

3、-2003采暖通风与空气调节设计规JGJ/T16-92民用建筑电气设计规GB/T50314-2006智能建筑设计标准GB2050311-2007综合布线系统工程规GB50312-2007综合布线工程验收规。第三章 中央空调系统第一节中央空调系统原理与构造中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。有主机和末段系统。按负担室热湿负荷所用的介质可分为全空气系统 、全水系统 、空气-水系统 、冷剂系统 。按空气处理设备的集中程度可分为集中式和半集中式。按被处理空气的来源可分为封闭式、直流式 、混合式(一次回风 二次回风)。主要组成设备有空调主机(冷热源) 风柜 风机盘管等等.制冷系统为空气调节系统提

4、供所需冷量，用以抵消室环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室环境热负荷的热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的局部，其采用种类、运行方式、构造形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。 全空气空调系统根据不同特征还可以进展如下分类：一、按送风参数的数量来分类(1)单送风参数系统；(2)多送风参数系统 二、按送风量是否恒定分类 (1)定风量系统；(2)变风量系统 三、按所使用空气来源分类1全新风系统；2再循环系统；3回风式系统。第二节 空调系统确实定空气调节系统一般均由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成，根据需要，它能组成许多不同形式的系统。在工程上

5、应考虑建筑的用途和性质、热湿负荷特点、温湿度调节和控制的要求、空调机房的面积和位置、初投资和运行维修费用等许多方面的因素，选定合理的空调系统。空调系统可以按空气处理的设置情况分为集中系统、半集中系统、全分散系统；按负担室负荷所用的介质种类可分为全空气系统、全水系统、空气水系统、冷剂系统；按集中式空调系统处理的空气来源可分为封闭式系统、直流式系统、混合式系统。在常用的中央空调设计中，一般大空间建筑物采用集中式空调系统，而小空间建筑物一般采用风机盘管加新风系统，这两种空调系统在设计中应用广泛，适应面广，故在实际空调系统中较多采用。集中式和风机盘管加独立新风空调方式的比拟：表4-1集中式与半集中式的

6、比拟比拟工程集中式风机盘管加新风设备布置与机房1.空调与制冷设备可以集中布置在机房2机房面积较大3.有时可以布置在屋顶上1.只需要新风空调机房面积2.风机盘管可以安装在空调房间里3.分散布置，敷设各种管线较麻烦节能和经济1. 可以根据室外气象参数变化实现全年多工况节能运行2. 对热湿负荷不一致或室参数不同的多房间不经济3. 局部房间停顿空调，系统仍运行，不经济1.灵活性大，节能效果好2.盘管可冬夏兼用，壁结垢，降低传热效率3.无法实现全年多工况调节风管系统1.空调送回风管系统复杂，布置困难2.支风管和风口过多时不易平衡1.放室时，不接送、回风管；2.当系统和新风系统联合使用时，新风量较小维护运

7、行空调与制冷设备集中在机房，便于管理和维修布置分散，维护与管理不便，系统复杂，易漏水温湿度 控制可严格控制温度和相对湿度室要求严格时，难以满足要求。空气净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室空气清洁的不同要求。采用喷水室时，水与空气直接接触，易受污染，须经常换水过滤性能差，室清洁度要求较高时难以满足消声隔震可以有效的采取消声和隔震措施必须采用低噪声风机，才能保证室要求风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各个房间互相污染。当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各个房间之间不会互相污染使用寿命使用寿命长使用寿命长安装设备和风管安装工程量大，周期长安装投产快通过以上的两种空调系统的比拟，可以对空调系统

8、的有初步的认识。结合实际的空调建筑可以看出在大空间的空调房间一般都采用集中式空调系统，大空间要求的室空气参数一样，集中式空调可以实现全年多工况节能运行调节，到达经济的，风机盘管可独立调节室温，各空调房间互相不影响。省档案馆是综合性大楼空间比拟大，在考虑到实用性与节能的因素所以选用集中式的中央空调系统。几种空气调节系统，全空气系统中的空气不仅承当室的显热负荷而且承当着潜热负荷。空气水系统有几种:一种是将新风处理到室空气状态的等焓线，新风只承当室显热负荷。此时的风机盘管有凝结水容易长霉不利于室卫生。一种是将新风处理到室空气状态的等湿线 ，新风承当显热负荷和局部潜热负荷。一种是将新风处理到室空气状态

9、的等湿线以下，空气承当室的潜热负荷，风机盘馆是枯燥的，但此时处理空气的冷源温度较低全空气系统一般用于高大空间，如体育馆 影剧院 大剧院之类的。空气水系统一般用于宾馆 酒楼 写字楼 等小空间又需新风的场所，省档案馆位高大建筑及上诉原因选用全空气系统。因此在省档案馆的空调系统的设计选用集中式的全空气空调系统。第三节 中央空调系统设计根本原理符合信息时代的技术要求，整体系统完全采用网络化构造。系统可独立工作,在网络故障的情况下,可临时在系统本机存储数据。系统完全网络化，通过部IP和地址解析，可以跨地区监控；支持多种通讯方式在没有网络的情况下，可使用RS485或工业以太网通信协议。系统采用模块化设计，

10、安装简单。建 WEB管理网页，客户端无需安装任何特定软件。只要有网页浏览功能，通过授权就可管理、浏览任意地区的监控容；第四节中央空调系统的冷负荷计算1、空调冷负荷构成吊挂式空气处理机组节省空间，不占用建筑面积。负荷由吊挂式空气处理机组负担。风机盘管机组加新风系统特点：1风机盘管机组仍是湿工况运行，产生霉菌，盘管外表积湿垢不易去除；2卫生条件仍然差；3风机盘管机组和新风机组可用一种冷水温度7-12C处理到达运行简单，当前国多用。冷负荷由风机盘管负担。围护构造瞬变传热形成冷负荷的计算方法1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷5在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：L

11、Q=FK(t-t)式中 LQ外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； F外墙和屋面的传热面积，m； K外墙和屋面的传热系数，W/m，可根据外墙和屋面的不同构造，查取： t室计算温度，； t外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，根据外墙和屋面的不同类型分别查取。必须指出：4-1式中的各围护构造的冷负荷温度值都是以地区的气象参数为依据计算的，因此对不同地区和不同情况应按下式进展修正：t=(t+t)kk式中 t地区修正系数，； k不同外外表换热系数修正系数； k不同外外表的颜色系数修正系数。1） 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 在室外温差的作用下，玻璃窗瞬变传热形成的冷负荷可按下式计算：LQ3=FKtl-

12、tn式中 F外玻璃窗面积，； K玻璃的传热系数，W/k; 本设计单层玻璃窗K=6.26 W/k； tl玻璃窗的冷负荷逐时值，； t室设计温度，。不同地点对t按下式修正：t=t+t式中 t地区修正系数，。2、透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷透过玻璃窗进入室的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算：LQ=FCDC式中 F玻璃窗的净面积，是窗口面积乘以有效面积系数C，本设计单层钢窗C=0.85； C玻璃窗的综合遮挡系数C=CC;其中，C玻璃窗的遮挡系数； C窗遮阳设施的遮阳系数； D日射得热因数的最大值，W/； C冷负荷系数。3、设备散热形成的冷负荷设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算：LQ=QC式中

13、Q设备和用具的实际显热散热量，W； C设备和用具显热散热冷负荷系数。根据这些设备和用具开场使用后的小时数及从开场使用时间算起到计算冷负荷的小时数、以及有罩和无罩情况不同而定。设备和用具的实际显热散热热量按下式计算1） 电动设备当工艺设备及其电动机都放在室时：Q=1000nnnN/当只有工艺设备在室，而电动机不在室时：Q=1000nnnN 当工艺设备不在室，而只有电动机在室时：Q=1000nnn式中 N电动设备的安装功率，KW；电动机效率，可由产品样本查得； n利用系数，是电动机最大实效功率与安装功率之比，一般可取0.70.9可用以反映安装功率程度； n电动机负荷系数，定义为电动机每小时平均实耗

14、功率与机器设计时最大实耗功率之比； n同时使用系数，定义为室电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般取0.50.8。2） 电热设备散热量对于无保温密闭罩的电热设备，按下式计算：Q=1000nnnnN式中 n考虑排风带走热量的系数，一般取0.5； 其他符号意义同前。3） 电子设备散热量计算公式为Q=1000nnnN，其中系数n的值根据使用情况而定，对已给出实测的实好功率值的电子计算机可取1.0。一般仪表取0.50.9。4、照明散热形成的冷负荷根据照明灯具的类型和安装方式的不同，其冷负荷计算式6分别为：白炽灯：LQ=1000NC荧光灯：LQ=1000nnNC式中 LQ灯具散热形成的冷负荷，W

15、； N照明灯具所需功率，KW； n镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间时，取n=1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚时，可取n=1.0；本设计取n=1.0； n灯罩隔热系数，当荧光灯上部穿有小孔下部为玻璃板，可利用自然通风散热与顶棚时，取n=0.50.8；而荧光灯罩无通风孔时，取n=0.60.8； C照明散热冷负荷系数。本设计照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚，荧光灯罩无通风孔，功率为30W/。5、人体散热形成的冷负荷人体散热引起的冷负荷计算式为：LQ=qnnC式中 q不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； n室全部人数； n群集系数； C人体显热散热冷负荷系数。实用供

16、热空调设计手册经过计算第一层的总冷负荷为4003w第二层的总冷负荷为2182w第三层的总冷负荷为3182w第四层的总冷负荷为3682w第五层的总冷负荷为2982w第六层的总冷负荷为2482w第七层的总冷负荷为1882w第四章 中央空调监控系统设计第一节控制装置的方案选择及系统构成中央空调监控系统主要包括对空调冷、热源系统、空气处理机系统、新风空调机系统、末端风机盘管系统的自动控制。其自动控制系统一般由敏感元件、控制器、执行机构、调节机构等几局部组成 。直接数字控制器DDC1DDC系统组成原理DDC系统是用一台计算机取代模拟控制器，对生产过程中多种被控参数进展巡回检测，并按预先选用的控制规律PI

17、D、前馈等，通过输出通道，直接作用在执行器上，以实现对生产过程的闭环控制。它作为一个独立的数字控制器，安装在被控生产过程设备的附近，能够完成对不同规模的生产过程的现场控制。2组成：直接数字控制器是一种多回路的数字控制器，它以计算机微处理器为核心，加上过程输入、输出通道组成。3 DDC系统具有如下的特点：计算机运算速度快，能分时处理多个生产过程被控参数，代替几十台模拟控制器，实现多个单回路的PID控制。计算机运算能力强，可以实现各种比拟复杂的控制规律，如串级、前馈、选择性、解耦控制以及大滞后补偿控制等。 空调系统自控工艺采用DDC控制系统，以正常工况的室温度控制与非正常工况的室空气质量控制为辅助

18、实施选择控制。空气处理机采用变频调节，根据各个VAV-DDC所提供的参数实施变静压风量控制，同时该楼层排风机采用随动控制变频调节。温度控制通过PI调节处理机的冷水阀来实现，温温度设定值依据投票法确定，设定值调节量采用最大负荷法进展调整。新风调节是该系统的设计重点，由于竖向通道没有典型性静压点可做参照，而且传感器的安装与检修也极其困难，因此不采用静压点控制技术。新风阀以正常工况的总风量与最大固定新风与非正常工况下的最不利点的空气质量构成选择控制系统来调节新风阀开度，保持排风阀与混风阀的比例随动。新风机采用总新风量控制阀实施变频调节，根据各楼层的新风量需施随动控制。在过度季节，采用全新风控制策略，

19、关闭新风阀与混风阀，全开排风阀与过度季节新风阀。通过对系统风量、送风温度、新风量等个方面的自动控制，可以实现变风量系统的设计目标，但是要求变风量系统本身具有一定的系统控制裕量，同时保持系统传递函数的时间特性在一定围之。针对全空气变风量空调，系统规模过大理由于容积滞后较大而无法及时响应负荷变化，系统规模过小 理系统裕量偏低而容易波动失稳，且无法实现全空气空调系统的规模效益与优势。要求空调控制系统按照合理的同时使用系数进展设计，在空气处理机、新风量、风管容量上按照恰当比例留出控制裕量。此外，应针对室外的季节性负荷变化室突发性高密度负荷变化采取补充性空调策略，防止整个系统的传递函数发生突变而引起系统

20、过载失控。典型的单回路自动控制系统控制流程图第二节 监控设计创造舒适宜人的生活和工作环境。它能对室空气的湿度、相对湿度、清晰度等加以自动控制，保持空气的最正确品质。具有防噪音措施，提供给人们舒适的空气环境。对工艺性空调而言，可提供生产工艺所需要的空气的温度、湿度、干净度的条件，从而保证了产品的质量。节约能源。在建筑物的电气设备中，制冷空调的能耗是很大的。因此，对这类电气设备需要进展节能控制。现在已从个别环节控制，进入到综合能量控制，形成基于计算机控制的能量管理系统，到达最正确控制，其节能效果非常明显。创造了平安可靠的生产条件。自动控制的监测与平安系统，使空调系统正常上作，能及时故障并进展处理，

21、能够创造出平安可靠的生产条件。1、全空气空调机组的监测控制在空调系统中，全空气系统是利用室空气循环的方式将盘管水的热量或冷量带入室，并且排出少量的污浊空气，而通过空调机组设备适量补充所需的新风，全空气空调机组控制方案如图14所示。全空气空调机组与新风机组相比，房间中的温湿度是主要的控制调节对象，而不是送风参数，全空气空调机组还需考虑房间中夏季的温度以及需要怎样节能的控制方法。所以，房间中必须得设置一个或多个温湿度传感器，将这些测点温湿度的平均值作为控制调节参照值，此传感器也可在要求不高的情况下在回风口设置。我们要对新风、回风、排风三个风门进展单独的连续调节，主要是为了调节新回风比。所以，每个风

22、门都要接一个模拟点。全空气空调机组的运行参数有:回风湿度、风机运行状态、温度、过滤器堵塞状态和过载报警。空调机组的水阀开度是根据温度来调节的。图14全空气空调机组的监测控制2、 新风空调机与风机盘管的自动控制在中央空调系统中，通常是通过补充适量的新风来提高室空气新鲜度及舒适度等，而且在空调冷热负荷中新风量所占的比重是很大的，因此将新风量控制在适宜的围是具有很大意义的。新风空调机的主要作用是通过调整新风的供给情况，来保证智能建筑中的空气清新，排除因空气循环而积蓄的污浊空气。新风空调机具有控制新风的温湿度以及调节空调系统中的新风量的比例的重要功能，还可以根据新风温度值来改变送风温度的设定值。除此之

23、外，从卫生方面考虑，智能建筑中的每个人都应该保证有一定的新风量，但是如果新风量取得过多的话，这就会增加新风机的耗能量。我们可以根据室CO2的浓度来确定新风量的大小。所以，我们可以考虑用控制CO2浓度的方法来控制新风量的大小。在中央空调系统中，风机盘管系统是末端设备，因此，我们要调节室的温度可以通过改变经过盘管的水流量且不改变送风量，或者是改变送风量而不改变水流量的两种方法来实现。我们可以通过末端风机盘管系统来控制室的温度，从而来满足用户的空气环境需求。我们对风机盘管系统的供电电源的监控是由楼宇自动化系统集中进展监控的，而我们采用独立的末端控制器来对风机盘管系统设备进展控制。风机盘管加新风的控制

24、原理图如图15所示。图15风机盘管加新风控制设计原理图对新风机进展监控的具体实现方法：使用控制模块对新风机进展监控，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，回风风管温度传感器检测回风温度，送到控制模块与设定值比拟，控制模块根据PI运算结果，输出信号控制冷水电动二通阀的开度和新风/回风阀门的开度，同时输出信号控制变频器的输出频率，调节风机转速，使回风温度保持在设定围。通过写入时序和与大厦数据库的数据交流，根据实际需要进展实时调整，来完成新风机的定时控制；同时将有关的数据送信息集成系统。第三节机房监控系统设计一、 机房监控点位的布置二、 控制局部设计新风机组DDC控制冷

25、冻站、冷却水系统的自动控制第四节 测点一览表见表一表1 测点一览表序号信号类型输入输出信号说明1DI相序保护2DI冷冻水流开关3DI1#进水温度4DI2#进水温度5DI1#阀门开度6DI2#阀门开度7DI1#水冷机组8DI2#水冷机组9DI1#冷凝风机故障10DI2#油压保护11DI2#机过热保护12DI2#高压保护13DI1#水泵控制14DI2#水泵控制15DI3#水泵控制16DI消防联动17DI故障复位18DO分水器主接触器19DO分水器压力20DO冷冻水泵运行21DO阀门开度22DO集水器控制23AI集水器压力第二节 主要设备及选择代号数量型号说明DDC1VLC853C3直接数字控制器T-11T.-D8风管温度传感器T-21T.-0室外温度传感器FP-11AFU3防冻开关DP-1，22P604风压差开关WV-112WV.+MVA.调节量水阀DA-1，21MDA.调节量风阀门驱动器. z.