引言

隨著現(xiàn)代科技及建筑技術的發(fā)展,人們對室內(nèi)環(huán)境舒適性要求的提高,建筑內(nèi)部機電系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴大,能源利用及設備維護操作問題日益突出。提高機電設備的運行效率并節(jié)約能源,減少人工操作并降低人力成本,成為現(xiàn)階段建筑機電管理領域首先要解決的問題。在這種背景下,自動化控制技術被列為建筑設計的基本要求之一。作為交通運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)龐大而復雜,設備運行控制點位多,自控系統(tǒng)的應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)之間運行的安全性,提高了各個系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性,對于合理降低建筑設備的能耗意義重大。

1項目概況

本項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)改擴建工程項目中的航站樓子項。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、安檢、候機、到達、行李提取、交通換乘及設備用房等。

2自控系統(tǒng)原則

本項目暖通空調(diào)自控系統(tǒng)首要任務是保證航站樓各個功能區(qū)域的室內(nèi)空氣設計參數(shù)滿足設計要求,保證熱濕環(huán)境相對舒適,同時使供暖、通風及空調(diào)系統(tǒng)的各設備均高效可靠運行,以減少維護管理的勞動強度。其次,通過系統(tǒng)間的聯(lián)鎖控制,提供供暖、通風及空調(diào)系統(tǒng)之間的優(yōu)化運行和能耗控制方案,提供設備運行信息,進行節(jié)能管理,并作為系統(tǒng)設備管理決策依據(jù)。

3自控系統(tǒng)范圍

本項目暖通自控系統(tǒng)對樓內(nèi)各系統(tǒng)的運行進行集中管理,具體包括冷源系統(tǒng)、輸配系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)及通風系統(tǒng)等。暖通自控系統(tǒng)檢測與監(jiān)控內(nèi)容包括參數(shù)檢測、參數(shù)與設備狀態(tài)顯示、自動調(diào)節(jié)與控制、工況自動轉(zhuǎn)換、設備聯(lián)鎖與自動保護、能量計量以及中央監(jiān)控與管理等。

4冷源系統(tǒng)的監(jiān)控

本項目冷源采用電制冷,選擇水冷離心式變頻冷水機組和水冷螺桿式變頻冷水機組聯(lián)合運行。根據(jù)航站樓的負荷特性、制冷站的裝機容量及冷水機組臺數(shù)制定運行策略,測量實際冷負荷,并根據(jù)運行策略相應地改變冷水機組制冷量,實現(xiàn)變頻控制:改變啟停臺數(shù),實現(xiàn)群控。通過網(wǎng)關將冷源部分集成到監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi),以實現(xiàn)對冷水機組的控制,實現(xiàn)對溫度、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,負荷側(cè)與冷機側(cè)的能量平衡是空調(diào)輸配系統(tǒng)控制的首要任務。

5.1啟停順序

冷水機組、冷凍水泵、冷卻水系統(tǒng)進行相應的電氣聯(lián)鎖并實現(xiàn)自動化啟停控制,啟動順序為:電動水閥一冷卻水泵一冷凍水泵一冷卻塔風機一冷水機組:系統(tǒng)停機時與上述順序相反。

5.2冷凍水系統(tǒng)

本項目冷凍水系統(tǒng)采用一次泵主機側(cè)和負荷側(cè)均變流量的方式。根據(jù)空調(diào)水系統(tǒng)最不利環(huán)路末端壓差信號調(diào)節(jié)冷凍水循環(huán)泵轉(zhuǎn)速,流量按照用戶側(cè)實際需求進行調(diào)節(jié),水環(huán)路分集水器之間設電動壓差旁通閥,按最大冷水機組蒸發(fā)器允許的最小流量進行設計。

5.3冷卻水系統(tǒng)

根據(jù)室外氣候狀況及冷負荷,調(diào)整冷卻水的運行工況,使得冷卻水水溫處于設計范圍內(nèi)。

6空調(diào)末端系統(tǒng)的監(jiān)控

6.1全空氣系統(tǒng)

對于航站樓內(nèi)值機、安檢、候機等高大空間,在空調(diào)區(qū)域設置溫濕度傳感器,以測點溫濕度平均值或者最不利點溫濕度數(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數(shù)據(jù),結(jié)合PID運算結(jié)果,控制安裝于空氣水換熱器水側(cè)二通電動調(diào)節(jié)閥,保證全空氣系統(tǒng)供冷量與所需冷負荷相當,減少能源浪費。全空氣系統(tǒng)電控型鼓形噴口、球形噴口、旋流風口,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。

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

對航站樓內(nèi)若干臺組合式空調(diào)機組進行集中化管理,顯示各個組合式空調(diào)機組的啟停狀態(tài)、送風參數(shù)、風閥/水閥狀態(tài),自動統(tǒng)計組合式空調(diào)機組工作時間。當其因過濾器壓差過大、電機過載或其他原因停機時,通過中央控制管理機故障報警提供保護功能。

6.2新風系統(tǒng)

航站樓新風機組的監(jiān)測內(nèi)容包括風機手/自動轉(zhuǎn)換狀態(tài)、過濾網(wǎng)淤塞報警、新風溫度等。新風根據(jù)送風溫度進行控制,將新風送風溫度與設定值送至DDC比較,經(jīng)PID運算后控制安裝于空氣水換熱器水側(cè)二通電動調(diào)節(jié)閥,保證新風出口溫度偏差值在設計允許范圍內(nèi),減少能源浪費。

對航站樓內(nèi)若干臺新風機組進行集中管理,顯示各個新風機組的啟停狀態(tài)、送風溫度、風閥/水閥狀態(tài),并提供故障報警保護功能。

6.3風機盤管系統(tǒng)

風機盤管采用兩管制系統(tǒng),雙位控制,依靠室內(nèi)溫度控制器和電動兩通(通斷調(diào)節(jié))水閥來實現(xiàn),控制方式設置為就地及集中兩種方式。根據(jù)室內(nèi)溫度控制器的實測數(shù)據(jù)信號,通過進行送風機的高中低擋風速調(diào)節(jié)、水閥的通斷調(diào)節(jié)從而實現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)控。

6.4多工況運行監(jiān)控

空調(diào)系統(tǒng)的運行,采用基于全年運行工況的節(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)設計參數(shù)的要求。室外空氣狀態(tài)的變化會引起建筑物外圍護結(jié)構傳熱量的變化及送風狀態(tài)的改變,這兩者均會影響空調(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)全年多工況運行問題。

本項目航站樓內(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)的可允許波動范圍較大。通過自控系統(tǒng)實時監(jiān)測全空氣系統(tǒng)新風、送回風濕度,根據(jù)新風溫度對回風溫度的設定值進行再設定,空調(diào)季采用最小新風比運行以利于節(jié)能:過渡季為全新風運行,使得室內(nèi)狀態(tài)點隨著室外空氣狀態(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通風系統(tǒng)的監(jiān)控

通風系統(tǒng)平時承擔著排出室內(nèi)污染物、改善室內(nèi)空氣環(huán)境的作用。當航站樓通風系統(tǒng)處于樓宇自控系統(tǒng)控制模式時,可根據(jù)預定的時間表控制通風風機的啟停,也可根據(jù)實際航班動態(tài)信息控制啟停時間的變化,并監(jiān)測通風風機運行狀態(tài)、故障報警。當火災發(fā)生時,將由消防自動報警系統(tǒng)強制控制通風風機運行狀態(tài)。

8結(jié)語

本文結(jié)合實際工程案例對暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動化控制進行了應用設計,對于實現(xiàn)航站樓室內(nèi)空氣設計參數(shù)并保證系統(tǒng)之間安全可靠地運行提供了有利的支撐,在提高暖通空調(diào)系統(tǒng)運行合理性的同時,節(jié)約了人力成本,最大限度地節(jié)省了能源消耗,減少了運行成本,產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益。