揚州大學樓宇自動化系統(tǒng)畢業(yè)設計

精選文庫第一章 工程概況江蘇省檔案館新址將落戶奧體。江蘇省檔案館新館項目用地，位于南京河西新城區(qū)中部，黃山路與夢都大街交匯處，規(guī)劃的地鐵7號線從基地西南角拐入。檔案館新址占地面積33470平米，其中建設面積27989平米，代征綠地4162平米，代征道路1319平米。按照設計方案，項目地下1層，地上7層，總建筑面積49843平米（地上44196平米、地下5647平米），容積率1.58，建筑高度33.3米?？照{(diào)系統(tǒng)采用MDV智能變頻控制多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，無論從經(jīng)濟、使用壽命，還是從美觀、清潔的角度講，該系統(tǒng)都很符合建筑用途的要求。在暖通空調(diào)負荷計算之前，按照公共建筑節(jié)能設計標準GB 50189-2005的要求，配合建筑專業(yè)對建筑圍護結(jié)構熱工進行了詳細計算。通過計算使建筑熱工設計滿足節(jié)能標準的要求，為暖通空調(diào)節(jié)能設計奠定基礎。第二章 設計原則及依據(jù)第一節(jié) 設計原則1）設備保證是符合中華人民共和國最新執(zhí)行標準，須為國內(nèi)外知名品牌并通過國家、行業(yè)檢測中心檢測合格的設備。 2）產(chǎn)品及其所有零部件應是技術先進、設計正確、結(jié)構合理、安全可靠、節(jié)省能源、遵守機械、電器及建筑方面的通用技術要求，維護方便。制造產(chǎn)品的材料應具有足夠的強度和合適的性能，且為原廠生產(chǎn)，并有該廠商標。產(chǎn)品必須是最新制造生產(chǎn)，不得有生銹、陳舊、過時的配件。第二節(jié) 設計依據(jù)GBJ19-87采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范GB50333-2002醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范GB50019-2003采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范JGJ/T16-92民用建筑電氣設計規(guī)范GB/T50314-2006智能建筑設計標準GB2050311-2007綜合布線系統(tǒng)工程規(guī)范GB50312-2007綜合布線工程驗收規(guī)范。第三章 中央空調(diào)系統(tǒng)第一節(jié) 中央空調(diào)系統(tǒng)原理與結(jié)構中央空調(diào)系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成。有主機和末段系統(tǒng)。按負擔室內(nèi)熱濕負荷所用的介質(zhì)可分為全空氣系統(tǒng) 、全水系統(tǒng) 、空氣-水系統(tǒng) 、冷劑系統(tǒng) 。按空氣處理設備的集中程度可分為集中式和半集中式。按被處理空氣的來源可分為封閉式、直流式 、混合式(一次回風 二次回風)。主要組成設備有空調(diào)主機(冷熱源) 風柜 風機盤管等等.制冷系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的冷負荷；制熱系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供用以抵消室內(nèi)環(huán)境熱負荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關重要的部分，其采用種類、運行方式、結(jié)構形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運行中的經(jīng)濟性、高效性、合理性。 全空氣空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)不同特征還可以進行如下分類：一、按送風參數(shù)的數(shù)量來分類(1)單送風參數(shù)系統(tǒng)；(2)多送風參數(shù)系統(tǒng) 二、按送風量是否恒定分類 (1)定風量系統(tǒng)；(2)變風量系統(tǒng) 三、按所使用空氣來源分類（1）全新風系統(tǒng)；（2）再循環(huán)系統(tǒng)；（3）回風式系統(tǒng)。第二節(jié) 空調(diào)系統(tǒng)的確定空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般均由空氣處理設備和空氣輸送管道以及空氣分配裝置所組成，根據(jù)需要，它能組成許多不同形式的系統(tǒng)。在工程上應考慮建筑的用途和性質(zhì)、熱濕負荷特點、溫濕度調(diào)節(jié)和控制的要求、空調(diào)機房的面積和位置、初投資和運行維修費用等許多方面的因素，選定合理的空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)可以按空氣處理的設置情況分為集中系統(tǒng)、半集中系統(tǒng)、全分散系統(tǒng)；按負擔室內(nèi)負荷所用的介質(zhì)種類可分為全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣水系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)；按集中式空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣來源可分為封閉式系統(tǒng)、直流式系統(tǒng)、混合式系統(tǒng)。在常用的中央空調(diào)設計中，一般大空間建筑物采用集中式空調(diào)系統(tǒng)，而小空間建筑物一般采用風機盤管加新風系統(tǒng)，這兩種空調(diào)系統(tǒng)在設計中應用廣泛，適應面廣，故在實際空調(diào)系統(tǒng)中較多采用。集中式和風機盤管加獨立新風空調(diào)方式的比較：表4-1集中式與半集中式的比較比較項目集中式風機盤管加新風設備布置與機房1.空調(diào)與制冷設備可以集中布置在機房2機房面積較大3.有時可以布置在屋頂上1.只需要新風空調(diào)機房面積2.風機盤管可以安裝在空調(diào)房間里3.分散布置，敷設各種管線較麻煩節(jié)能和經(jīng)濟1. 可以根據(jù)室外氣象參數(shù)變化實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行2. 對熱濕負荷不一致或室內(nèi)參數(shù)不同的多房間不經(jīng)濟3. 部分房間停止空調(diào)，系統(tǒng)仍運行，不經(jīng)濟1.靈活性大，節(jié)能效果好2.盤管可冬夏兼用，內(nèi)壁結(jié)垢，降低傳熱效率3.無法實現(xiàn)全年多工況調(diào)節(jié)風管系統(tǒng)1.空調(diào)送回風管系統(tǒng)復雜，布置困難2.支風管和風口過多時不易平衡1.放室內(nèi)時，不接送、回風管；2.當系統(tǒng)和新風系統(tǒng)聯(lián)合使用時，新風量較小維護運行空調(diào)與制冷設備集中在機房內(nèi)，便于管理和維修布置分散，維護與管理不便，系統(tǒng)復雜，易漏水溫濕度 控制可嚴格控制溫度和相對濕度室內(nèi)要求嚴格時，難以滿足要求?？諝鈨艋梢圆捎贸跣?、中效和高效過濾器，滿足室內(nèi)空氣清潔的不同要求。采用噴水室時，水與空氣直接接觸，易受污染，須經(jīng)常換水過濾性能差，室內(nèi)清潔度要求較高時難以滿足消聲隔震可以有效的采取消聲和隔震措施必須采用低噪聲風機，才能保證室內(nèi)要求風管互相串通空調(diào)房間之間有風管連通，使各個房間互相污染。當發(fā)生火災時會通過風管迅速蔓延各個房間之間不會互相污染使用壽命使用壽命長使用壽命長安裝設備和風管安裝工程量大，周期長安裝投產(chǎn)快通過以上的兩種空調(diào)系統(tǒng)的比較，可以對空調(diào)系統(tǒng)的有初步的認識。結(jié)合實際的空調(diào)建筑可以看出在大空間的空調(diào)房間一般都采用集中式空調(diào)系統(tǒng)，大空間要求的室內(nèi)空氣參數(shù)相同，集中式空調(diào)可以實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié)，達到經(jīng)濟的，風機盤管可獨立調(diào)節(jié)室溫，各空調(diào)房間互相不影響。江蘇省檔案館是綜合性大樓空間比較大，在考慮到實用性與節(jié)能的因素所以選用集中式的中央空調(diào)系統(tǒng)。幾種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，全空氣系統(tǒng)中的空氣不僅承擔室內(nèi)的顯熱負荷而且承擔著潛熱負荷?？諝馑到y(tǒng)有幾種:一種是將新風處理到室內(nèi)空氣狀態(tài)的等焓線，新風只承擔室內(nèi)顯熱負荷。此時的風機盤管有凝結(jié)水容易長霉不利于室內(nèi)衛(wèi)生。一種是將新風處理到室內(nèi)空氣狀態(tài)的等濕線 ，新風承擔顯熱負荷和部分潛熱負荷。一種是將新風處理到室內(nèi)空氣狀態(tài)的等濕線以下，空氣承擔室內(nèi)的潛熱負荷，風機盤館是干燥的，但此時處理空氣的冷源溫度較低全空氣系統(tǒng)一般用于高大空間，如體育館 影劇院 大劇院之類的?？諝馑到y(tǒng)一般用于賓館 酒樓 寫字樓 等小空間又需新風的場所，江蘇省檔案館位高大建筑及上訴原因選用全空氣系統(tǒng)。因此在江蘇省檔案館的空調(diào)系統(tǒng)的設計選用集中式的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。第三節(jié) 中央空調(diào)系統(tǒng)設計基本原則符合信息時代的技術要求，整體系統(tǒng)完全采用網(wǎng)絡化結(jié)構。系統(tǒng)可獨立工作,在網(wǎng)絡故障的情況下,可臨時在系統(tǒng)本機內(nèi)存儲數(shù)據(jù)。系統(tǒng)完全網(wǎng)絡化，通過內(nèi)部IP和地址解析，可以跨地區(qū)監(jiān)控；支持多種通訊方式在沒有網(wǎng)絡的情況下，可使用RS485或工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議。系統(tǒng)采用模塊化設計，安裝簡單。內(nèi)建 WEB管理網(wǎng)頁，客戶端無需安裝任何特定軟件。只要有網(wǎng)頁瀏覽功能，通過授權就可管理、瀏覽任意地區(qū)的監(jiān)控內(nèi)容；第四節(jié) 中央空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷計算1、空調(diào)冷負荷構成吊掛式空氣處理機組節(jié)省空間，不占用建筑面積。負荷由吊掛式空氣處理機組負擔。風機盤管機組加新風系統(tǒng)特點：1）風機盤管機組仍是濕工況運行，產(chǎn)生霉菌，盤管表面積濕垢不易清除；2）衛(wèi)生條件仍然差；3）風機盤管機組和新風機組可用一種冷水溫度（7-12C）處理達到運行簡單，當前國內(nèi)多用。冷負荷由風機盤管負擔。圍護結(jié)構瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法 1）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷5在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷可按下式計算：LQ=FK(t-t)式中 LQ外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，W； F外墻和屋面的傳熱面積，m； K外墻和屋面的傳熱系數(shù)，W/（m），可根據(jù)外墻和屋面的不同構造，查?。?t室內(nèi)計算溫度，； t外墻和屋面冷負荷計算溫度的逐時值，根據(jù)外墻和屋面的不同類型分別查取。必須指出：（4-1）式中的各圍護結(jié)構的冷負荷溫度值都是以北京地區(qū)的氣象參數(shù)為依據(jù)計算的，因此對不同地區(qū)和不同情況應按下式進行修正：t=(t+t)kk式中 t地區(qū)修正系數(shù)，； k不同外表面換熱系數(shù)修正系數(shù)； k不同外表面的顏色系數(shù)修正系數(shù)。1） 外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷 在室內(nèi)外溫差的作用下，玻璃窗瞬變傳熱形成的冷負荷可按下式計算：LQ3=FK（tl-tn）式中 F外玻璃窗面積，； K玻璃的傳熱系數(shù)，W/（k）; 本設計單層玻璃窗K=6.26 W/（k）； tl玻璃窗的冷負荷逐時值，； t室內(nèi)設計溫度，。不同地點對t按下式修正：t=t+t式中 t地區(qū)修正系數(shù)，。2、透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷透過玻璃窗進入室內(nèi)的日射得熱形成的逐時冷負荷按下式計算：LQ=FCDC式中 F玻璃窗的凈面積，是窗口面積乘以有效面積系數(shù)C，本設計單層鋼窗C=0.85； C玻璃窗的綜合遮擋系數(shù)C=CC;其中，C玻璃窗的遮擋系數(shù)； C窗內(nèi)遮陽設施的遮陽系數(shù)； D日射得熱因數(shù)的最大值，W/； C冷負荷系數(shù)。3、設備散熱形成的冷負荷設備和用具顯熱形成的冷負荷按下式計算：LQ=QC式中 Q設備和用具的實際顯熱散熱量，W； C設備和用具顯熱散熱冷負荷系數(shù)。根據(jù)這些設備和用具開始使用后的小時數(shù)及從開始使用時間算起到計算冷負荷的小時數(shù)、以及有罩和無罩情況不同而定。設備和用具的實際顯熱散熱熱量按下式計算1） 電動設備當工藝設備及其電動機都放在室內(nèi)時：Q=1000nnnN/ 當只有工藝設備在室內(nèi)，而電動機不在室內(nèi)時：Q=1000nnnN 當工藝設備不在室內(nèi)，而只有電動機在室內(nèi)時：Q=1000nnn 式中 N電動設備的安裝功率，KW； 電動機效率，可由產(chǎn)品樣本查得； n利用系數(shù)，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，一般可取0.70.9可用以反映安裝功率程度； n電動機負荷系數(shù)，定義為電動機每小時平均實耗功率與機器設計時最大實耗功率之比； n同時使用系數(shù)，定義為室內(nèi)電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取0.50.8。2） 電熱設備散熱量對于無保溫密閉罩的電熱設備，按下式計算：Q=1000nnnnN式中 n考慮排風帶走熱量的系數(shù)，一般取0.5； 其他符號意義同前。3） 電子設備散熱量計算公式為Q=1000nnnN，其中系數(shù)n的值根據(jù)使用情況而定，對已給出實測的實好功率值的電子計算機可取1.0。一般儀表取0.50.9。4、照明散熱形成的冷負荷根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式的不同，其冷負荷計算式6分別為：白熾燈：LQ=1000NC熒光燈：LQ=1000nnNC式中 LQ燈具散熱形成的冷負荷，W； N照明燈具所需功率，KW； n鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取n=1.2；當暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝設在頂棚內(nèi)時，可取n=1.0；本設計取n=1.0； n燈罩隔熱系數(shù)，當熒光燈上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱與頂棚內(nèi)時，取n=0.50.8；而熒光燈罩無通風孔時，取n=0.60.8； C照明散熱冷負荷系數(shù)。本設計照明設備為暗裝熒光燈，鎮(zhèn)流器設置在頂棚內(nèi)，熒光燈罩無通風孔，功率為30W/。5、人體散熱形成的冷負荷人體散熱引起的冷負荷計算式為：LQ=qnnC式中 q不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子顯熱散熱量，W； n室內(nèi)全部人數(shù)； n群集系數(shù)； C人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)。實用供熱空調(diào)設計手冊經(jīng)過計算第一層的總冷負荷為4003w第二層的總冷負荷為2182w第三層的總冷負荷為3182w第四層的總冷負荷為3682w第五層的總冷負荷為2982w第六層的總冷負荷為2482w第七層的總冷負荷為1882w第四章 中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)設計第一節(jié) 控制裝置的方案選擇及系統(tǒng)構成中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括對空調(diào)冷、熱源系統(tǒng)、空氣處理機系統(tǒng)、新風空調(diào)機系統(tǒng)、末端風機盤管系統(tǒng)的自動控制。其自動控制系統(tǒng)一般由敏感元件、控制器、執(zhí)行機構、調(diào)節(jié)機構等幾部分組成 。直接數(shù)字控制器（DDC）（1）DDC系統(tǒng)組成原理DDC系統(tǒng)是用一臺計算機取代模擬控制器，對生產(chǎn)過程中多種被控參數(shù)進行巡回檢測，并按預先選用的控制規(guī)律（PID、前饋等），通過輸出通道，直接作用在執(zhí)行器上，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制。它作為一個獨立的數(shù)字控制器，安裝在被控生產(chǎn)過程設備的附近，能夠完成對不同規(guī)模的生產(chǎn)過程的現(xiàn)場控制。（2）組成：直接數(shù)字控制器是一種多回路的數(shù)字控制器，它以計算機微處理器為核心，加上過程輸入、輸出通道組成。（3） DDC系統(tǒng)具有如下的特點：計算機運算速度快，能分時處理多個生產(chǎn)過程（被控參數(shù)），代替幾十臺模擬控制器，實現(xiàn)多個單回路的PID控制。計算機運算能力強，可以實現(xiàn)各種比較復雜的控制規(guī)律，如串級、前饋、選擇性、解耦控制以及大滯后補償控制等。 空調(diào)系統(tǒng)自控工藝采用DDC控制系統(tǒng)，以正常工況的室內(nèi)溫度控制與非正常工況的室內(nèi)空氣質(zhì)量控制為輔助實施選擇控制。空氣處理機采用變頻調(diào)節(jié)，根據(jù)各個VAV-DDC所提供的參數(shù)實施變靜壓風量控制，同時該樓層排風機采用隨動控制變頻調(diào)節(jié)。溫度控制通過PI調(diào)節(jié)處理機的冷水閥來實現(xiàn)，溫溫度設定值依據(jù)投票法確定，設定值調(diào)節(jié)量采用最大負荷法進行調(diào)整。新風調(diào)節(jié)是該系統(tǒng)的設計重點，由于豎向通道沒有典型性靜壓點可做參照，而且傳感器的安裝與檢修也極其困難，因此不采用靜壓點控制技術。新風閥以正常工況的總風量與最大固定新風與非正常工況下的最不利點的空氣質(zhì)量構成選擇控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)新風閥開度，保持排風閥與混風閥的比例隨動。新風機采用總新風量控制閥實施變頻調(diào)節(jié)，根據(jù)各樓層的新風量需求實施隨動控制。在過度季節(jié)，采用全新風控制策略，關閉新風閥與混風閥，全開排風閥與過度季節(jié)新風閥。通過對系統(tǒng)風量、送風溫度、新風量等個方面的自動控制，可以實現(xiàn)變風量系統(tǒng)的設計目標，但是要求變風量系統(tǒng)本身具有一定的系統(tǒng)控制裕量，同時保持系統(tǒng)傳遞函數(shù)的時間特性在一定范圍之內(nèi)。針對全空氣變風量空調(diào)，系統(tǒng)規(guī)模過大則由于容積滯后較大而無法及時響應負荷變化，系統(tǒng)規(guī)模過小 則系統(tǒng)裕量偏低而容易波動失穩(wěn)，且無法實現(xiàn)全空氣空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模效益與優(yōu)勢。要求空調(diào)控制系統(tǒng)按照合理的同時使用系數(shù)進行設計，在空氣處理機、新風量、風管容量上按照恰當比例留出控制裕量。此外，應針對室外的季節(jié)性負荷變化室內(nèi)突發(fā)性高密度負荷變化采取補充性空調(diào)策略，避免整個系統(tǒng)的傳遞函數(shù)發(fā)生突變而引起系統(tǒng)過載失控。 典型的單回路自動控制系統(tǒng)控制流程圖第二節(jié) 監(jiān)控設計創(chuàng)造舒適宜人的生活和工作環(huán)境。它能對室內(nèi)空氣的濕度、相對濕度、清晰度等加以自動控制，保持空氣的最佳品質(zhì)。具有防噪音措施，提供給人們舒適的空氣環(huán)境。對工藝性空調(diào)而言，可提供生產(chǎn)工藝所需要的空氣的溫度、濕度、潔凈度的條件，從而保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。節(jié)約能源。在建筑物的電氣設備中，制冷空調(diào)的能耗是很大的。因此，對這類電氣設備需要進行節(jié)能控制。現(xiàn)在已從個別環(huán)節(jié)控制，進入到綜合能量控制，形成基于計算機控制的能量管理系統(tǒng)，達到最佳控制，其節(jié)能效果非常明顯。創(chuàng)造了安全可靠的生產(chǎn)條件。自動控制的監(jiān)測與安全系統(tǒng)，使空調(diào)系統(tǒng)正常上作，能及時故障并進行處理，能夠創(chuàng)造出安全可靠的生產(chǎn)條件。1、全空氣空調(diào)機組的監(jiān)測控制在空調(diào)系統(tǒng)中，全空氣系統(tǒng)是利用室內(nèi)空氣循環(huán)的方式將盤管內(nèi)水的熱量或冷量帶入室內(nèi)，并且排出少量的污濁空氣，而通過空調(diào)機組設備適量補充所需的新風，全空氣空調(diào)機組控制方案如圖14所示。全空氣空調(diào)機組與新風機組相比，房間中的溫濕度是主要的控制調(diào)節(jié)對象，而不是送風參數(shù)，全空氣空調(diào)機組還需考慮房間中夏季的溫度以及需要怎樣節(jié)能的控制方法。所以，房間中必須得設置一個或多個溫濕度傳感器，將這些測點溫濕度的平均值作為控制調(diào)節(jié)參照值，此傳感器也可在要求不高的情況下在回風口設置。我們要對新風、回風、排風三個風門進行單獨的連續(xù)調(diào)節(jié)，主要是為了調(diào)節(jié)新回風比。所以，每個風門都要接一個模擬點。全空氣空調(diào)機組的運行參數(shù)有:回風濕度、風機運行狀態(tài)、溫度、過濾器堵塞狀態(tài)和過載報警?？照{(diào)機組的水閥開度是根據(jù)溫度來調(diào)節(jié)的。圖14全空氣空調(diào)機組的監(jiān)測控制2、 新風空調(diào)機與風機盤管的自動控制在中央空調(diào)系統(tǒng)中，通常是通過補充適量的新風來提高室內(nèi)空氣新鮮度及舒適度等，而且在空調(diào)冷熱負荷中新風量所占的比重是很大的，因此將新風量控制在適宜的范圍內(nèi)是具有很大意義的。新風空調(diào)機的主要作用是通過調(diào)整新風的供應情況，來保證智能建筑中的空氣清新，排除因空氣循環(huán)而積蓄的污濁空氣。新風空調(diào)機具有控制新風的溫濕度以及調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)中的新風量的比例的重要功能，還可以根據(jù)新風溫度值來改變送風溫度的設定值。除此之外，從衛(wèi)生方面考慮，智能建筑中的每個人都應該保證有一定的新風量，但是如果新風量取得過多的話，這就會增加新風機的耗能量。我們可以根據(jù)室內(nèi)CO2的濃度來確定新風量的大小。所以，我們可以考慮用控制CO2濃度的方法來控制新風量的大小。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，風機盤管系統(tǒng)是末端設備，因此，我們要調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度可以通過改變經(jīng)過盤管的水流量且不改變送風量，或者是改變送風量而不改變水流量的兩種方法來實現(xiàn)。我們可以通過末端風機盤管系統(tǒng)來控制室內(nèi)的溫度，從而來滿足用戶的空氣環(huán)境需求。我們對風