【導讀】筑優(yōu)化組合，獲得投資合理、適合需要、安全、高效、舒適、便利靈活的建筑物?；O備的控制系統(tǒng)，其服務對象是現(xiàn)代化的建筑。本設計主要針對樓控系統(tǒng)中空。而開發(fā)的BACtalk樓宇自控系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有良好的靈活性和開放性。以青島極地海洋世界極地館中央空調為例著重對空調機組進行研究。

　　

【正文】 負載中進行水 /氣熱交換，實現(xiàn)室內空氣升溫調節(jié)，水溫下降，再流經(jīng)集水器進入熱交換器中再加熱。 冷水機組和空調末端設備的配合運行 冷水機組的選用 要綜合考慮建筑物用途、建筑物負荷大小及其變化、冷水機組特性、電源情況、水源情況、初投資運行費用、環(huán)保安全等因素。這既保證合理的容量冗余，又能保證在暑期最為酷熱的時間區(qū)段空氣調節(jié)區(qū)域的冷負荷需求。冷水機組 和冷凍水循環(huán)泵、冷卻塔、冷 卻水循環(huán)泵一起構成冷源。 將制冷機、冷水循環(huán)水泵、補水箱、集水器、分水器等一些輔助設備安裝在制冷站中 ,制冷站中的冷水機組生成的冷凍水通過分水器向各空調區(qū)的新風機組、空調機組或風機盤管（空調末端設備）提供冷凍水，冷凍水與這些末端設備進行熱交換，升溫后又返回制冷站的集水器，再經(jīng)過冷凍水循環(huán)泵加壓進入冷水機組進行制冷，整個過程循環(huán)進行。 冷水機組和空調前端設備的配合運行的情況如圖所示。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計（論文） 25 圖 冷水機組和空調前端設備的配合運行 在制冷過程中，通過對冷凍水供回水溫度、流量、壓力、壓差、冷水機組運行臺 數(shù)和差壓旁路調節(jié)的控制，實現(xiàn)對冷凍水系統(tǒng)的控制來滿足空調末端設備對冷源的需求，同時實現(xiàn)節(jié)能目的。 當制冷站與遠端空調末端設備距離較遠時，冷凍水的輸運管路阻尼大，通常在冷水機組的出水側加裝二級冷凍水泵來克服輸運管路的阻尼。 空調末端設備比較與選擇 末端設備的比較 新風機組和空調機組區(qū)別一：新風機組是用來處理新風的，在一座大形建筑內，一般新風機組是和風機盤管配合起來使用，風機盤管與新風機其實就和空調機差不多了。一般情況下，空調機本身有新風口，新風用來保證室內空氣的質量，并補充室內排風。 由于風機盤管沒有新風口，所有需要新風機提供，新風機組提供的經(jīng)過處理的新風和經(jīng)過風機盤管處理過的回風，或者是先混合再由風機盤管處理，然后送入房間內。 新風機組和空調機組區(qū)別二：新風機組主要處理室外空氣，而空調機組用于北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計（論文） 26 處理經(jīng)過新風機處理的空氣，但是新風機可以有回風，回風也可以有新風，其目的都是為了更好的調節(jié)溫度和濕度等參數(shù)。 新風機組和空調機組區(qū)別三：新風機組一般來說不承擔空調區(qū)域的熱濕負荷，主要功能就是送新風，當然理想狀態(tài)是送風的溫度和濕度恒定了，所以新風機組一般控制送風溫濕度。 新風機組和空調機組區(qū)別四：空調機組負荷空調區(qū)域的熱濕負荷，對空調區(qū)域的空氣起到綜合處理的作用，同時保證一定的新風量?？照{機組通常主要是控制空調區(qū)域的溫度濕度和空氣質量等，空氣處理過程一般比較復雜。 新風機組和空調機組區(qū)別五：空調機組對于空氣處理較新風機組在工藝上要相對復雜，所以空調機組多應用在不能安裝風機盤管的大范圍公共區(qū)域，而新風機組多配合安裝有風機盤管的小范圍空間使用。 無論是空調機組還是新風機組使用和安裝都較為普遍，新風機組和空調機組有所區(qū)別，但可以功能互補，安裝新風機組的同時， 然后每個房間內再單獨安裝風機盤管，這樣可以做到取長補短，同時還可以達到更加節(jié)能舒適的目的。 新風系統(tǒng)是由風機、進風口、排風口及各種管道和接頭組成。安裝在吊頂內的風機通過管道與一系列的排風口相連，風機啟動，室內受污染的空氣經(jīng)排風口及風機排往室外，使室內形成負壓，室外新鮮空氣便經(jīng)安裝在窗框上方（窗框與墻體之間）的進風口進入室內，從而使室內人員可呼吸到高品質的新鮮空氣。采用新風系統(tǒng)的好處： 1）不用開窗也能享受大自然的新鮮空氣； 2）避免 “空調病 ”；3）避免室內家具、衣物發(fā)霉； 4）清除室內裝飾后長期緩釋的 有害氣體，利于人體健康； 5）調節(jié)室內濕度，節(jié)省取暖費用； 6）有效排除室內各種細菌、病毒。概括的說，新風機其實就是將室外的新鮮空氣經(jīng)過過濾，并進行溫度轉化（就是將室內的廢舊空氣噴出時對進入的空氣進行加溫或降溫，或通過風機盤管實現(xiàn)，這樣避免吹進來的空氣太熱。 風機盤管是中央空調系統(tǒng)中廣泛使用的末端設備，規(guī)范的全稱是中央空調風機盤管機組，它主要由電機和冷疑管及接水盤構成?？珊唵畏诸惾缦拢褐醒肟照{風機盤管按照形式分為：臥式暗裝、臥式明裝、立式暗裝、立式明裝、卡式五種；臥式風機盤管按照厚度可以分成：超薄型、普通型；卡 式風機盤管按照有無冷凝水泵可以分成：普通型、豪華型。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計（論文） 27 末端設備的選擇 一般來說，風機盤管功能單一，風量制冷量小，主要考慮房間內使用，控制精度也低，體積小安裝形式多樣。空調機組功能多，風量大制冷量大，主要考慮大空間使用，控制精度可以做得很高，但體積大安裝形式比較單一。 選擇風機盤管機組，除供冷量滿足計算冷負荷要求外，還要求滿足其顯熱量和潛熱量的匹配滿足房間熱濕比的要求；風量則須滿足送風溫差、換氣次數(shù)及氣流組織等使用要求。隨著風機盤管機組的應用范圍不斷擴大，其所服務的空調房間的類型差別也會越來越大。 不同性質、不同使用要求的空調房間，熱濕比是不一樣的，冷量的風量的匹配也不應是一成不變的。即使空調要求和凈容積相同的房間，因氣象條件、朝向或圍護結構等差異，也會導致冷負荷的不同，顯然須使同不同結構特性的風機盤管，才能滿足房間的不同需求。 風機盤管空調機組主要適用于賓館、辦公樓、商業(yè)大樓、飯店、銀行、醫(yī)院、學校、公寓、別墅、廣播電臺以及其它集中供冷暖的建筑物，以及要求噪音低、調節(jié)靈活的空調房間，是集中式空調系統(tǒng)最理想的末端裝置。其采用了國內外先進技術，經(jīng)精心制作而成，具有高效節(jié)能，健康環(huán)保，運轉寧靜，安裝靈活， 外形美觀，并有多種型式選擇的優(yōu)點。無論是新建房間，還是舊房改造，均能達到理想的效果。 隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，全國各地興建了許多商場、辦公樓、酒店等公共設施，這些高檔建筑很多都裝有中央空調，該中央空調系統(tǒng)形式主要是定風量全空氣系統(tǒng)和新風 +風機盤管系統(tǒng)。 這兩種系統(tǒng)中都要用到中央空調末端設備中的空調箱 (新風機組、變風量空調箱、組合式空調箱 )和風機盤管。因此這兩種產(chǎn)品的市場需求量逐年增大，從而促使國內許多廠家紛紛上馬生產(chǎn)，造成產(chǎn)品質量參差不齊。具體來說，空氣調節(jié)房間多要求單獨調節(jié)的 建筑物房間宜采用風機盤管加獨立新風系統(tǒng)。賓館式建筑和高層多功能綜合樓的客房部分、辦公部分、餐廳或娛樂廳中貴賓房部分多采用此系統(tǒng)。 新風機是必定存在的，否則室內空氣就不新鮮了。但由于不可能 100%使用新風（大多中央空調不會那么做）因為如果 100%使用，會造成需要消耗大量的電，因為外界空氣溫度總是高于或低于室內，這樣就增加了機組的負載了。所以為了北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計（論文） 28 節(jié)能，除了一些廠房等地方外，商場的中央空調基本上新風比例為 10%左右，甚至更少，這樣就必須使用回風系統(tǒng)，也就是多一條風管，將室內的空氣從風管抽回，和新風混合，然后經(jīng)過風 機盤管冷卻后，用風機送出。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計（論文） 29 4 控制器（ DDC）與外圍設備 控制器 一個控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機構、輸入輸出接口。控制器的輸出經(jīng)過輸出接口、執(zhí)行機構，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器，變送器，通過輸入輸出接口送到控制器。不同控制系統(tǒng)其傳感器、變送器、執(zhí)行機構是不一樣的，比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器，而電加熱器控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。 直接數(shù)字控制器 DDC（ Direct Digital Control）不借助于模擬儀表而將系統(tǒng) 中的傳感器輸出信號輸入到微處理器中，經(jīng)計算后直接驅動執(zhí)行器。 DDC 一般安裝在被控設備附近，各種被控變量通過傳感器。變送器按一定時間間隔采樣讀入DDC。讀入數(shù)值與記憶數(shù)值進行比較，出現(xiàn)偏差則按預先設置控制規(guī)律計算出為消除偏差執(zhí)行器需要改變的量，來直接調整執(zhí)行器的動作。 BACtalk 系統(tǒng)的 DDC 控制器自成一個系列。主要用于連接管理層網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡的 NCU（全局控制器）。每個控制器可編寫程序去支持一定范圍的應用，從綜合的空氣處理單元到末端控制單元設備如 VAV（變風量）控制器（如圖 ），熱泵和空氣調節(jié) 單元。這些控制器都使用直觀的、圖形化的 DDC 編程語言。 圖 VAV 控制器 圖 溫度傳感器 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計（論文） 30 傳感器 /執(zhí)行器 傳感器 對于 BAS 系統(tǒng)中許多現(xiàn)場物理量是由傳感器（如圖 ）將其轉換為電量再進行處理的。如果要將各種電量如電壓、電流、功率和頻率轉換為標準輸出信號要使用電量變送器。 傳感器 /執(zhí)行器的主要作用 是完成向 DDC 提供現(xiàn)場的物理參賽數(shù)據(jù)的采集，并接收 DDC 發(fā)出的動作執(zhí)行指令并實施。 在樓控系統(tǒng)中傳感器有多種，如溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器、防凍開關、水流開關、液位開關等。 ，用于測量現(xiàn)場溫度，在空調系統(tǒng)中起著極其重要的作用，在樓宇控制中是一個極為重要的參數(shù)，溫度的自動調整能給人們提供一個舒適的生活和工作環(huán)境，又能給大廈節(jié)約大量能源。 在 對樓宇系統(tǒng)的設計中，需要根據(jù)不同的場所，不同的工作環(huán)境，把空氣濕度控制在相應的范圍中，適度過高、低都會使人感到不適。因此就需要安裝濕度傳感器，適時地對空氣濕度進行監(jiān)控。對于空調系統(tǒng)來說溫度、濕度的測量經(jīng)常成對出現(xiàn)，故常用溫濕度傳感器。 CO2 和 CO 的含量，如在室內 CO2含量增加后，應啟動新風機組，通過與室外新風交換來提高空氣的質量，車庫內的空氣質量傳感器主要用以檢測 CO2 和 CO 的濃度，檢測汽車尾氣的排放量，用以加強車庫內的換氣量，保證庫內的空氣質量。 力 /壓差傳感器：壓力傳感器有波紋管式和彈簧管式的區(qū)別，前者用于測量風道靜壓，后者用于測量水壓、氣壓。通風及空調系統(tǒng)中的氣壓差檢測中要用到空氣壓差開關，用來進行空氣過濾網(wǎng)、風機兩側的氣流狀態(tài)監(jiān)測。水壓力 /壓差傳感器主要用于冷熱源系統(tǒng)中，監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)和進行壓差旁通控制。 ，以此來控制相應水泵閥的數(shù)量。因為它們都是傳感器，所以通常用來控制模擬量，其輸出模擬量是 0～ 10V 或是 4～ 20A。它們的結構是傳感器和變送器的組合。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計（論文） 31 執(zhí)行器 執(zhí)行器也叫執(zhí)行機構 ，在自動控制系統(tǒng)中執(zhí)行器接收到來自控制器的控制信號，轉換為相應的位置移動輸出，通過調節(jié)機構調節(jié)流入或流出被控對象的物質量或能量，實現(xiàn)控制溫度、流量、液位、壓力、空氣濕度等物理量。在該樓宇中我們選用的執(zhí)行器主要有閥門、開關加濕裝置等。在 BAS 系統(tǒng)中大多使用電動執(zhí)行器，執(zhí)行器件在空調機組中起著非常重要的作用，如果選取不當也會造成很大的資源浪費就起不到節(jié)能等作用， 其選型依據(jù)是由風門面積選擇相應扭矩，按照控制要求確定控制信號類型是數(shù)字量還是模擬量。 這種執(zhí)行器用于控制風 門、通風百葉窗和 VAV 裝置的調節(jié)、浮點控制，可以和標準的圓形和方形的風門連桿進行連接，被廣泛地應用在風門的開度控制，特別是在空氣處理機和新風機組的回風閥、排風閥、新風閥中實行 PID 的控制，使之形成一定的比例連鎖控制。實際的控制回路中，直接數(shù)字控制器 (DDC)常常不能直接控制相關設備，中間還要用到其他各種類型的輔助控制器以完成動作，如變頻器、繼電器等。 電動水閥及驅動器是中央空調控制系統(tǒng)中很重要的執(zhí)行機構，可精確調節(jié)系統(tǒng)中流量，達到控制溫度、濕度、壓力等參數(shù)。包括控制水系統(tǒng)流量的 電動調節(jié)閥、電動蝶閥以及風機盤管上用的電磁閥等。 電動執(zhí)行器的選型依據(jù)是根據(jù)關閉和調節(jié)壓力的要求來選擇輸出力矩。電動水閥的選型首先考慮電動水閥的功能，是控制水流開關還是調節(jié)水流大小來確定采用蝶閥門調節(jié)還是電磁閥。 艾頓公司控制器 美國艾頓 (Alerton)公司是世界上少數(shù)幾家著名的樓宇自控廠商之一，成立于北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計（論文） 32 1981 年，總部位于美國西雅圖 Redmond，專業(yè)生產(chǎn)樓宇自動控制系統(tǒng)和直接數(shù)字式控制器