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新世界正仁大厦楼宇自控系统设计 |
( 应用行业：智能建筑 阅读次数：380
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一、前言
随着建筑智能化技术的迅猛发展，楼宇自控系统已经成为了大型建筑的必备系统。据统计，建筑中楼宇自控系统部分的投资回收期为3年左右，远远高于建筑的其他部分；安装了楼宇自控系统的建筑运行费用和能耗比常规建筑低15％～30％，而售房率和出租率则比常规建筑高出约15％。因此，结合建筑物的实际需求，有目的的安装楼宇自控系统对降低建筑物的使用、管理和维护费用，有着非常重要的经济和现实意义。
二、工程概述
北京新世界正仁大厦位于崇文门外大街新世界二期太华公寓南侧，地下三层、地上十四层，建筑面积约56817平方米。此项目的楼宇自控系统由北京朗迈控制系统工程有限公司负责配合设计及施工，并与2002年6月竣工并移交物业使用，至今运行正常。北京新世界正仁大厦是一座集商场、饮食娱乐、办公与一体的智能化综合建筑。大厦内有大量的空调通风设备、变配电设备、给排水设备以及其他一些动力照明设备。新世界正仁大厦机电设备较多，这些建筑设备是否稳定、合理的运行将直接关系到大厦的舒适程度和运营、维护、管理成本。
三、楼宇自控系统设计
1、设计原则
（1）保证系统的先进性和适用性
（2）追求最优化的系统设备配置
（3）实现一体化控制要求
（4）保留足够的扩展容量
2、BMS系统的监控内容
（1）冷水系统
本工程冷源集中供给。冷冻机房位于地下一层，有3台离心式冷水机组提供7/12℃冷冻水。本系统设有3台冷冻循环水泵及3台冷却循环水泵。冷水系统选用1台高位膨胀水箱，1台软化水箱，2台补水泵和3台冷却塔。
A、楼宇中央管理系统能实施以下功能：
◎ 自选择启停
该功能是通过在维持正常的大楼环境的同时减少设备的“运行时间”来达到节能的目的。通过监测室内外的温度、相对湿度，大楼内部温度，再考虑到日期和运行时间表，从而决定在保持环境舒适的同时尽可能的延迟开动冷冻系统，尽可能的提前关闭冷冻系统。
◎ 领先/滞后的控制
在拥有3台冷冻机的情况下，为了使每台冷冻机的运行时间趋于合理，通过比较各台冷冻机的运行时间从而决定各台冷冻机开启的顺序。
◎ 冷冻水再设定
该功能在保持环境舒适的同时使冷冻水的设定温度保持尽可能的最大值，从而达到减少能耗的目的。该功能需监测冷冻水供回水温度、冷冻水流量、室外温度、室外湿度。
B、根据大楼内部设置的不同特点，可有以下3个控制方案供选择:
◎ 系统平均负荷
该方案通过监测冷冻水供回水温度和冷冻水流量计算出大楼的冷负荷，在此基础上对冷冻水温度进行再设定。
◎ 最大区域需求
该方案通过满足具有最高温度的区域的负荷需求来对冷冻水进行再设定。
◎ 室外空气温湿度
该方案通过监测室外温湿度，计算得出焓值，再根据焓值决定设定值的大小。
所有楼宇中央管理系统对制冷机组的控制工作，可以通过系统与机组之间的通讯完成。楼宇自控系统可以直接与YORK、TRANE或McQuay等品牌的机组进行通讯，不需增加任何附加工作。
C、楼宇中央管理系统具体监控内容如下：
◎ 冷水机组运行状态显示/故障报警/启停控制；
◎ 冷水机组冷却水、冷冻水出口水流量及供回水温度的监测；
◎ 冷水机组冷冻水供回水压力检测；
◎ 冷冻水泵运行状态显示/故障报警显示/启停控制；
◎ 冷却水泵运行状态显示/故障报警显示/启停控制；
◎ 冷却水塔风机运行状态显示/故障报警显示/启停控制；
◎ 冷却水供回水蝶阀开关控制。
为平衡冷冻水供回水压差，通过测量冷冻水供、回水压力对冷冻水供回水总管上的电动旁通阀进行调节。
冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机和管路上的蝶阀进行电气联锁。
冷水系统采用冷量控制冷水机组及其对应水泵、冷却塔的运行台数。通过监测冷冻水供、回水温度和流量计算出大楼的平均负荷。
系统通过检测膨胀水箱的液位情况连锁启停补水泵，完成补水控制。
D、系统能提供运行报告，包括冷冻水供回水温度，冷却水供回水温度，流量，累计冷水机组、各个水泵的运行时间，开列设备保养及维修单等。在非满负荷工作的情况下，对设备的运行实行定时转换，以保持平均运行时间，实现节能功能。
E、以上各项均在现场控制器的监视下完成，并可在中央工作站上显示，在机组运行正常时，系统累计机组的运行时间，在机组出现故障报警时，及时在中央工作站或通过网络控制器提示，提示可以是在屏幕显示、讯响报警、打印输出等几种方式。
（2）热水系统
大楼内的采暖供热和生活热水热源由城市热力管网提供，热力站设在地下一层。冬季供给130/70℃高温热水，夏季供给70/40℃热水。热源经4台热交换器提供二次热水。
用于空调的热水由热交器提供。考虑到如果出现热力供应不稳定的情况会影响到建筑内空气调节的质量，我们在二次侧热水供回水管路上设置了温度传感器，在一次侧设置调节阀，根据二次侧温度来调节一次侧热源流量，从而控制二次侧水温。在二次侧供回水管路上设置压力传感器，通过测量供回水压差调节热水旁通阀，以平衡热水供回水压力。
另外还设置热水循环泵运行状态、故障报警的监视及启停控制。在二次侧出口设置水流开关，用以检测水泵的水流状态。
热水的补水也是通过检测膨胀水箱的液位来连锁控制补水泵的启停实现的。
（3）空调、新风机组的控制和监视
正仁大厦共有36台空调、新风机组，其中空调机组10台、带加湿新风机组19台、不带加湿新风机组7台。
大厦地下一至五层商场部分采用全空气一次回风形式，共有9台空调机组；地下二、三层车库部分采用新风机组冬季对车库送风进行加热，共有6台不带加湿新风机组；地上一至十三层办公区采用风机盘管加新风形式，共有19台带加湿新风机组；美食广场采用全空气一次回风形式，共有1台空调机组；厨房采用全新风形式，共有1台不带加湿新风机组；局部值班室、机房、维修人员办公室等采用65/55度热水采暖。空调水系统采用两管制。夏季由冷冻机房供7/12℃冷水，冬季由热交换站供60/50℃的热水。
A、对于商场的全空气系统的控制，楼宇中央管理系统通过对商场内不同区域的温湿度和空调机组的回风温湿度的测定，来自动分区调节。比如，夏季商场某区域的温度过高，那么系统会按着一定的控制算式来自动调节该区域的空调机组表冷器冷水阀门的开度，使送风温度达到理想值。
B、对于办公区的新风加风机盘管系统的控制可以采用集中加就地的方式，DDC可以对新风机组进行控制，就地可以用风机盘管控制器控制风机盘管。
C、楼宇中央管理系统对空调、新风机组实行以下监控功能：
◎ 机组风机运行状态的监视、故障报警的监视、启停控制；
◎ 通过接口电路监视风机的运行状态，故障情况和进行启停的控制。
◎ 根据送风（或回风）温度调节盘管水阀开度，控制送风温度；
当现场控制器接受的被测温度与设定值有偏差时，现场控制器发出控制信号到调节阀，调节阀调节盘管内的水流量，这样构成闭环控制，通过在现场控制器内置的控制算式，如PID（比例积分微分）和优化PID算式，保持被控温度在要求的控制范围内。
◎ 在过滤器两侧配置压差开关，监视过滤器状态；
当压差开关两侧的压差达到设定值时，压差开关在工作站上产生报警，表明此时该过滤器需要及时的清洗。
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