引言

隨著現(xiàn)代科技及建筑技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適性要求的提高,建筑內(nèi)部機(jī)電系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大,能源利用及設(shè)備維護(hù)操作問題日益突出。提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率并節(jié)約能源,減少人工操作并降低人力成本,成為現(xiàn)階段建筑機(jī)電管理領(lǐng)域首先要解決的問題。在這種背景下,自動(dòng)化控制技術(shù)被列為建筑設(shè)計(jì)的基本要求之一。作為交通運(yùn)輸建筑中的典型大型公共建筑代表,航站樓建筑中的暖通空調(diào)系統(tǒng)龐大而復(fù)雜,設(shè)備運(yùn)行控制點(diǎn)位多,自控系統(tǒng)的應(yīng)用極大地提高了室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的合理性,提高了系統(tǒng)之間運(yùn)行的安全性,提高了各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,對(duì)于合理降低建筑設(shè)備的能耗意義重大。

1項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于湖北省宜昌市,新建兩層半前列式的新航站樓,為航站區(qū)改擴(kuò)建工程項(xiàng)目中的航站樓子項(xiàng)。建筑面積41674.67m2。地下兩層,地上兩層(局部夾層),總建筑高度23.60m。功能為國內(nèi)值機(jī)、安檢、候機(jī)、到達(dá)、行李提取、交通換乘及設(shè)備用房等。

2自控系統(tǒng)原則

本項(xiàng)目暖通空調(diào)自控系統(tǒng)首要任務(wù)是保證航站樓各個(gè)功能區(qū)域的室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求,保證熱濕環(huán)境相對(duì)舒適,同時(shí)使供暖、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)的各設(shè)備均高效可靠運(yùn)行,以減少維護(hù)管理的勞動(dòng)強(qiáng)度。其次,通過系統(tǒng)間的聯(lián)鎖控制,提供供暖、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)之間的優(yōu)化運(yùn)行和能耗控制方案,提供設(shè)備運(yùn)行信息,進(jìn)行節(jié)能管理,并作為系統(tǒng)設(shè)備管理決策依據(jù)。

3自控系統(tǒng)范圍

本項(xiàng)目暖通自控系統(tǒng)對(duì)樓內(nèi)各系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行集中管理,具體包括冷源系統(tǒng)、輸配系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)等。暖通自控系統(tǒng)檢測(cè)與監(jiān)控內(nèi)容包括參數(shù)檢測(cè)、參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)顯示、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制、工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換、設(shè)備聯(lián)鎖與自動(dòng)保護(hù)、能量計(jì)量以及中央監(jiān)控與管理等。

4冷源系統(tǒng)的監(jiān)控

本項(xiàng)目冷源采用電制冷,選擇水冷離心式變頻冷水機(jī)組和水冷螺桿式變頻冷水機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行。根據(jù)航站樓的負(fù)荷特性、制冷站的裝機(jī)容量及冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)制定運(yùn)行策略,測(cè)量實(shí)際冷負(fù)荷,并根據(jù)運(yùn)行策略相應(yīng)地改變冷水機(jī)組制冷量,實(shí)現(xiàn)變頻控制:改變啟停臺(tái)數(shù),實(shí)現(xiàn)群控。通過網(wǎng)關(guān)將冷源部分集成到監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi),以實(shí)現(xiàn)對(duì)冷水機(jī)組的控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、水流狀態(tài)的監(jiān)視及控制。

5輸配系統(tǒng)的監(jiān)控

輸配系統(tǒng)在冷源由站房向末端輸送過程中起著重要作用,負(fù)荷側(cè)與冷機(jī)側(cè)的能量平衡是空調(diào)輸配系統(tǒng)控制的首要任務(wù)。

5.1啟停順序

冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的電氣聯(lián)鎖并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化啟?？刂?啟動(dòng)順序?yàn)?電動(dòng)水閥一冷卻水泵一冷凍水泵一冷卻塔風(fēng)機(jī)一冷水機(jī)組:系統(tǒng)停機(jī)時(shí)與上述順序相反。

5.2冷凍水系統(tǒng)

本項(xiàng)目冷凍水系統(tǒng)采用一次泵主機(jī)側(cè)和負(fù)荷側(cè)均變流量的方式。根據(jù)空調(diào)水系統(tǒng)最不利環(huán)路末端壓差信號(hào)調(diào)節(jié)冷凍水循環(huán)泵轉(zhuǎn)速,流量按照用戶側(cè)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)節(jié),水環(huán)路分集水器之間設(shè)電動(dòng)壓差旁通閥,按最大冷水機(jī)組蒸發(fā)器允許的最小流量進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5.3冷卻水系統(tǒng)

根據(jù)室外氣候狀況及冷負(fù)荷,調(diào)整冷卻水的運(yùn)行工況,使得冷卻水水溫處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

6空調(diào)末端系統(tǒng)的監(jiān)控

6.1全空氣系統(tǒng)

對(duì)于航站樓內(nèi)值機(jī)、安檢、候機(jī)等高大空間,在空調(diào)區(qū)域設(shè)置溫濕度傳感器,以測(cè)點(diǎn)溫濕度平均值或者最不利點(diǎn)溫濕度數(shù)據(jù)作為控制調(diào)節(jié)參數(shù)依據(jù),確定全空氣系統(tǒng)送風(fēng)狀態(tài)參數(shù),使空調(diào)區(qū)域的溫濕度全年處于舒適區(qū)范圍內(nèi)。根據(jù)空調(diào)區(qū)域?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合PID運(yùn)算結(jié)果,控制安裝于空氣水換熱器水側(cè)二通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,保證全空氣系統(tǒng)供冷量與所需冷負(fù)荷相當(dāng),減少能源浪費(fèi)。全空氣系統(tǒng)電控型鼓形噴口、球形噴口、旋流風(fēng)口,冬、夏季狀態(tài)的轉(zhuǎn)換自控系統(tǒng)根據(jù)工況完成轉(zhuǎn)換。

當(dāng)組合式空調(diào)機(jī)組處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí),安裝在空調(diào)機(jī)房內(nèi)的直接數(shù)字式控制器,按預(yù)先編寫的軟件程序來滿足全空氣系統(tǒng)的自動(dòng)控制和操作順序,可根據(jù)預(yù)定的時(shí)間表控制系統(tǒng)的啟停,也可以根據(jù)航站樓實(shí)際航班動(dòng)態(tài)信息控制啟停時(shí)間的變化。

對(duì)航站樓內(nèi)若干臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組進(jìn)行集中化管理,顯示各個(gè)組合式空調(diào)機(jī)組的啟停狀態(tài)、送風(fēng)參數(shù)、風(fēng)閥/水閥狀態(tài),自動(dòng)統(tǒng)計(jì)組合式空調(diào)機(jī)組工作時(shí)間。當(dāng)其因過濾器壓差過大、電機(jī)過載或其他原因停機(jī)時(shí),通過中央控制管理機(jī)故障報(bào)警提供保護(hù)功能。

6.2新風(fēng)系統(tǒng)

航站樓新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括風(fēng)機(jī)手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換狀態(tài)、過濾網(wǎng)淤塞報(bào)警、新風(fēng)溫度等。新風(fēng)根據(jù)送風(fēng)溫度進(jìn)行控制,將新風(fēng)送風(fēng)溫度與設(shè)定值送至DDC比較,經(jīng)PID運(yùn)算后控制安裝于空氣水換熱器水側(cè)二通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,保證新風(fēng)出口溫度偏差值在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi),減少能源浪費(fèi)。

對(duì)航站樓內(nèi)若干臺(tái)新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行集中管理,顯示各個(gè)新風(fēng)機(jī)組的啟停狀態(tài)、送風(fēng)溫度、風(fēng)閥/水閥狀態(tài),并提供故障報(bào)警保護(hù)功能。

6.3風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)

風(fēng)機(jī)盤管采用兩管制系統(tǒng),雙位控制,依靠室內(nèi)溫度控制器和電動(dòng)兩通(通斷調(diào)節(jié))水閥來實(shí)現(xiàn),控制方式設(shè)置為就地及集中兩種方式。根據(jù)室內(nèi)溫度控制器的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào),通過進(jìn)行送風(fēng)機(jī)的高中低擋風(fēng)速調(diào)節(jié)、水閥的通斷調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)控。

6.4多工況運(yùn)行監(jiān)控

空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行,采用基于全年運(yùn)行工況的節(jié)能控制,根據(jù)室內(nèi)參數(shù)要求和室外空氣參數(shù)變化,采用不同的空氣處理方案以滿足室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的要求。室外空氣狀態(tài)的變化會(huì)引起建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量的變化及送風(fēng)狀態(tài)的改變,這兩者均會(huì)影響空調(diào)房間的空氣狀態(tài)。自控系統(tǒng)通過模擬量控制回路解決工況區(qū)間內(nèi)的調(diào)節(jié)問題,通過邏輯控制回路解決工況之間的轉(zhuǎn)換問題,來滿足全空氣系統(tǒng)全年多工況運(yùn)行問題。

本項(xiàng)目航站樓內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)以舒適性空調(diào)為主,室內(nèi)空氣參數(shù)的可允許波動(dòng)范圍較大。通過自控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全空氣系統(tǒng)新風(fēng)、送回風(fēng)濕度,根據(jù)新風(fēng)溫度對(duì)回風(fēng)溫度的設(shè)定值進(jìn)行再設(shè)定,空調(diào)季采用最小新風(fēng)比運(yùn)行以利于節(jié)能:過渡季為全新風(fēng)運(yùn)行,使得室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)隨著室外空氣狀態(tài)變化,既可以最大限度地節(jié)能,又可提高室內(nèi)空氣品質(zhì)和舒適度。

7通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控

通風(fēng)系統(tǒng)平時(shí)承擔(dān)著排出室內(nèi)污染物、改善室內(nèi)空氣環(huán)境的作用。當(dāng)航站樓通風(fēng)系統(tǒng)處于樓宇自控系統(tǒng)控制模式時(shí),可根據(jù)預(yù)定的時(shí)間表控制通風(fēng)風(fēng)機(jī)的啟停,也可根據(jù)實(shí)際航班動(dòng)態(tài)信息控制啟停時(shí)間的變化,并監(jiān)測(cè)通風(fēng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),將由消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)強(qiáng)制控制通風(fēng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

8結(jié)語

本文結(jié)合實(shí)際工程案例對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制進(jìn)行了應(yīng)用設(shè)計(jì),對(duì)于實(shí)現(xiàn)航站樓室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)并保證系統(tǒng)之間安全可靠地運(yùn)行提供了有利的支撐,在提高暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行合理性的同時(shí),節(jié)約了人力成本,最大限度地節(jié)省了能源消耗,減少了運(yùn)行成本,產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。