空調節(jié)能自控系統(tǒng)
1 概述
空調節(jié)能自控系統(tǒng)是智能建筑集成系統(tǒng)的重要組成部分，空調自控設備是智能建筑物中重要的自控設備，智能建筑空調自控主要包括建筑物內的空調機組控制、新風機組控制、變風量末端（VAV）控制等。它們在樓宇自動化系統(tǒng)的監(jiān)控和管理下，使建筑物內的溫、濕度達到預期的目標，同時以最低的能源和電力消耗來維持系統(tǒng)和設備的正常工作，以求取得最低的運行成本和最高的經(jīng)濟效益。
2 目的
本技術方案的目的是為工廠、企業(yè)中央空調系統(tǒng)安裝和實施一套整體的空調節(jié)能自控系統(tǒng)。通過安裝傳感器、采集器、電動閥門等控制傳感裝置，安裝可編程的中央空調控制器設備以及監(jiān)控軟件系統(tǒng)，使整個空調節(jié)能自控系統(tǒng)具有自動控制和自動調節(jié)能力，并提供完善的人機交互監(jiān)控接口，使監(jiān)管和維護人員具有良好的管理能力。
其中，中央空調控制器是通過對整個空調系統(tǒng)新風、回風的溫度、濕度、送風風機運行狀態(tài)、初中效過濾段的壓差等現(xiàn)場信號的采集，控制送風風機的變頻調速、加濕器的加濕、新、回風閥門開度，冷熱水閥的開度大小等來達到設定的空氣狀態(tài)，即使空氣狀態(tài)發(fā)生人為的變化。
3 遵循標準
3.1 系統(tǒng)設計遵循標準
本設計方案遵循如下技術標準：
《智能建筑設計標準》 GB/T 50314-2006
《智能建筑工程質量驗收規(guī)范》 GB50339-2003
《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》GB/T50311-2000
《建筑智能化系統(tǒng)工程設計標準》 DBJ13-32-2000
《公共建筑節(jié)能設計標準》 GB50189-2005
《建筑與建筑群綜合布線工程設計規(guī)范》 CECS72-2001
《高速以太網(wǎng)標準》 IEEE802.3U
《中國建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》 CECS-72 92
《中國建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程施工驗收規(guī)范》 CECS一89 92
《系統(tǒng)接地的型式及安全技術要求》 GB14050-93
《本地電話網(wǎng)用戶線線路工程設計規(guī)范》 YD5006-95
《IEEE 802.3 總線局域網(wǎng)標準》 （以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)）
《電子計算機房設計規(guī)范》 GB/T 50174-93
《電氣安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》 GB 50169
《安全防范工程程序與要求》 GA308-2001
《安全防范工程技術規(guī)范》 GA50348-2004
《民用閉路監(jiān)控及報警電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》 GB50198-92
《中華人民共和國公共安全行業(yè)標準》 GA/T72-92
《報警圖象信號有線傳輸裝置》 GB/T 6677-1996
《閉路電視監(jiān)視電視系統(tǒng)技術規(guī)范》 GB 50198-94
《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范》 B50067-97
《出入口控制系統(tǒng)工程計規(guī)范》 GB50396-2007
《有線電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》 GB50200-94
《30MHZ-1GHZ聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)》 GB6510-86
《電視和聲音信號的電纜分配系統(tǒng)》 CTB/T6510-96
《有線電視加解擾系統(tǒng)通用技術要求》 GY/T114-94
《有線電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》 GB 50200-94
《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》GB50168一92
《建筑智能化系統(tǒng)工程檢測》 DB32/365-1999
《建筑智能化系統(tǒng)工程評估標準》 DB32/T367-1999
3.2 系統(tǒng)整體規(guī)格
該空調節(jié)能自控系統(tǒng)具有如下特點：
1）先進性：全新的概念、全新的技術、全新的系統(tǒng)；
2）開放性： 開放式網(wǎng)絡、開放式協(xié)議、開放式用戶界面；
3）兼容性：兼容多種通信標準及機電廠商設備；
4）經(jīng)濟性：易于施工、安裝、操作和維護；
5）靈活性：易于擴展、升級、改造；
6）可靠性：安全、穩(wěn)定、并已在全球范圍成功應用。
4 系統(tǒng)整體方案
4.1 系統(tǒng)概述
系統(tǒng)方案主要的組成部分為：1、空調自控監(jiān)控計算機和監(jiān)控軟件平臺，這是為監(jiān)管和維護使用的決策層面的功能需求；2、控制層的DDC空調自控控制器，通過編程設置，使空調自動按設定模式運行；3、傳感層的信號接入和自動控制閥，通過對溫濕度的采集和回饋，DDC空調控制器通過內置的PID算法，實現(xiàn)對閥門的自動化開閉或流量的控制，達到使溫濕度恒定的狀態(tài)。
系統(tǒng)拓撲圖如下所示：
4.2 空調自控流程
空調節(jié)能自控系統(tǒng)控制的主要對象是：空氣溫度及相對濕度。下圖為空氣熱濕處理系統(tǒng)框圖：
空氣溫度控制
一般空氣的溫度調節(jié)有以下幾種方式：
（1）夏季制冷
A.采用噴水室噴冷水冷卻空氣的溫度調節(jié)
B.采用水冷式冷卻器冷卻空氣的溫度調節(jié)
?。?） 冬季加熱
A. 熱水加熱器的加熱量調節(jié)
B.蒸汽加熱器的加熱量調節(jié)
各種溫度控制方式都有其特點，針對不同項目實際情況，要分析后采用合適的溫度控制方案。由于溫度控制分為夏季冷卻和冬季的加熱兩種情況，其控制方式也會有所不同。
空氣溫度控制方案：
在空調系統(tǒng)中，需要送風溫度進行控制與調節(jié)，送風溫度通過溫度傳感器得到與溫度相關的模擬量輸入到PLC，這樣，PLC對送風溫度的控制形成了一個閉環(huán)系統(tǒng)，使得控制變得更加精確。
溫度控制有冬夏兩種控制模式，夏季采用冷凍水降溫、冬季采用蒸汽加熱的方式來控制送風溫度，兩種模式用轉換開關來手動控制為1狀態(tài)，則為夏季控制模式，為0則為冬季控制模式。
溫度傳感器檢測送風管內的送風溫度，將檢測值送與給定值22℃進行比較，若檢測值與給定值相等則冷卻水/蒸汽的閥門開度保持不變。若檢測值大于給定值，夏季控制模式時加大冷卻水的閥門開度，冬季控制模式時減小加熱蒸汽的閥門開度，使溫度恢復到設定值。若檢測值小于給定值，在夏季控制模式時減小冷卻水的閥門開度，冬季控制模式時加大加熱蒸汽的閥門開度，使溫度恢復到設定值。
其控制圖如圖：
濕度控制：
在空調節(jié)能自控系統(tǒng)中，需要對送風濕度進行控制與調節(jié)，送風濕度通過濕度傳感器得到與濕度相關的模擬量輸入到PLC。這樣，PLC對送風濕度的控制形成了一個閉環(huán)系統(tǒng)，使得控制變得更加精確。
送風管內的濕度傳感器檢測送風濕度，將檢測值與給定值進行比較，若檢測值與給定值相等，則加濕閥的開度保持不變，若檢測值大于給定值，通過PI控制關小加濕閥的開度，若檢測值小于給定值，則通過PI運算加大加濕閥的開度，使送風濕度滿足要求。濕度控制在85％。
送風壓力控制：
在空調節(jié)能自控系統(tǒng)中，需要對送風機的轉速進行有效控制與調節(jié)，從而控制送風壓力。送風壓力通過壓力變送器得到與壓力相關的模擬量輸入到PLC，PLC通過變頻器來控制送風機的轉速。這樣， PLC對送風壓力的控制形成了一個閉環(huán)系統(tǒng)，使得控制變得更加精確。
送風管尾端的壓力傳感器檢測送風壓力，將檢測值與給定值進行比較，若檢測值與給定值相等則保持送風機的轉速，若檢測值大于給定值則通過變頻器減小送風機的轉速，若檢測值小于給定值則通過變頻器加大送風機的轉速，從而使送風壓力滿足系統(tǒng)的要求。
新風回風比例控制：
按下中央空調控制系統(tǒng)的啟動按鈕和回風機的啟動按鈕，則中央空調系統(tǒng)就會按照設定的方式自動運行，監(jiān)測送風機、回風機、過濾網(wǎng)有無故障報警，若有，則停止整個系統(tǒng)，若無則按設定值開啟新風回風閥門的開度，調用子程序溫濕度控制系統(tǒng)、送風壓力控制系統(tǒng)進行溫濕度調節(jié)和送風壓力調節(jié)。而一旦按下系統(tǒng)停止按鈕，則中央空調系統(tǒng)就會停止工作。
4.3 空調自控監(jiān)控畫面
空調監(jiān)控畫面如下圖示例所示：
