某工程设备监控节能设计方案_secret

设备监控节能设计方案

1、 概述

建筑设备监控系统是将XXXXXXX场馆内中的建筑设备管理与控制子系统（暖通空调系统、变配电系统、给排水系统、热交换系统，送排风系统，照明系统等等）进行分散控制、集中监视、管理，实现一体化控制、监测和管理，从而提供一个舒适、安全的活动和工作环境，通过优化控制提高管理水平，达到节约能源和人工成本，并能方便地实现物业管理自动化。

XXXXXXXBA系统主要的监控对象包括：

冷热源系统（含冷热循环系统及机组接口）监控

空调机组、新风机组及送排风监控

给排水系统及消防水池的监控

照明系统（含场区路灯照明控制系统接口）监控

其他机电设备（电梯、扶梯及自动门等）监控

变配电系统监控（接口）

景观（泛光照明及水景控制）系统接口

体育馆冰场环境监测系统（接口）

锅炉系统（接口）

游泳池水处理系统（接口）

2、 建筑设备控制子系统管理方案

XXXXXXXBA系统由管理工作站和其他分场馆的4个监控站组成。管理工作站设在科技中心楼控中心机房，是XXXXXXX自控系统的监控中心。管理工作站配置有管理服务器2台，负责整个XXXXXXXBA系统的全局监控和管理。

系统另配置监控站4个，分别为体育场监控站、体育馆监控站、游泳馆监控站、网球中心监控站，负责对本场馆所辖设备进行监控。各监控站与服务器通过计算机以太网（TCP/IP协议）相联，以实现设备分类监控、集中管理的功能。

主控及各分场馆操作站采用的EBI软件系统进行系统管理，配置的监控服务器，均安装EBI SERVER软件。系统具有统一的操作界面，能实时动态显示所集成的各子系统经授权选择的设备工作状态及报警信息，授权显示及设定各种参数值。提供设备的维护记录、电力和能源消耗分析等日程统计报表。

2.1、 冷热源系统

XXXXXXX的空调冷热源由位于各场馆的机组、热交换器及相应的空调水循环泵、分水器、集水器、压差旁通调节阀等组成，供给场馆各处空调和生活使用。

典型的冷冻站系统控制原理图如下.

冷冻站系统控制功能如下：

（1）冷冻机组台数控制

根据供水管的流量及集水器、分水器的温差，计算负荷，对冷冻机组进行群控。

－机组启动后通过彩色图形显示，显示不同的状态和报警，显示每个参数的值，通过鼠标任意修改设定值，以达到最佳的工况

－机组的每一点都有列表汇报，趋势显示图，报警显示

－设备发生故障时，自动切换

－程序控制冷冻水系统，目的是达到最低的能耗，最低的主机折旧

－根据程序或大楼的日程安排自动开关冷冻机组

－根据大楼的要求自动切换机组的运行时间，累积每台冷冻机组运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本相等，目的是延长机组使用寿命

根据冷源系统总负荷量(一次供回水温差X总流量)进行冷水机组台数控制。运行台数需与负荷相匹配，实现机组最优启停时间控制，使设备交替运行，平均分配各设备运行时间。对各季节的优先使用设备进行指定，发生故障时自动切换。

负 荷 计 算： ＝K×  M×  (T1－T2）

  ： 负 荷

  ： 常 数

  ：流 量

  ：回 水 总 管 温 度

  ：供 水 总 管 温 度

所有冷冻机组的启停与相关的负荷控制连锁，用户可以根据现场的具体情况和用户的要求对这些程式中的参数及连锁点自行修改和设定。BAS系统通过安装在机房内的直接数字控制器来完成对冷冻机组的控制要求： 冷冻机组台数控制运行顺序的转换控制，根据水系统的供回水温差和流量计算空调系统的冷(或热)负荷，以此来对冷水机组、冷/热水泵、冷却水泵、冷却塔风机、冷却塔进水阀及相关的水阀实现联动控制,同时监视其运行状态及故障状态。

机组开机台数控制方案如下：(以三台为例)

-取水流开关的状态作为机组水流状态。

-膨胀水箱高低液位监测，自动启动补水泵补水，监测补水泵运行状态、故障状态。

联 动 起 动 顺 序：

冷却水塔风机--冷却水塔电动蝶阀--冷冻机的冷凝器电动蝶阀--冷却水泵--水流开关信号指示--冷冻机的蒸发器电动蝶阀--冷冻水泵--水流开关信号指示--制冷机；

联 动 停 止 顺 序：

制冷机（延时5分钟）--冷冻水泵--冷冻机的蒸发器电动蝶阀--冷却水--冷冻机的冷凝器电动蝶阀--冷却水塔电动蝶阀--冷却水塔风机；

为了对整个冷冻机的工况有一个更详细的了解，我们认为通过霍尼韦尔的EBI系统的与第三方设备软件接口，可以与冷冻机进行通讯，相比通过传统控制器硬接点的方式更经济，且效果更好。采集诸如压缩机功率、压缩机马达温度、蒸发器冷媒压力、冷凝器冷媒压力、压缩机冷媒压力、蒸发器冷媒温度、冷凝器冷媒温度、油温、油压差、报警信息及故障信息等。前提是冷冻机厂家必须对BA系统开放通讯协议、或者双方商定数据交换的方式。

（2）冷冻水泵、冷却水泵控制

-监测运行状态、故障状态，启停控制。

-冷冻水系统：压差旁通控制，保持系统流量和压力的稳定。

-根据设备累计运行时间，备用冷冻, 冷却水泵自动切换，常用泵如发生故障，备用泵将自动切入。

-根据室外温度可根据昨日负荷对启动负荷进行预测。

-累计运行时间，开列保养及维修报告。通过联网将报告直接传送至有关部门。

监控系统中各种温度、设备运行状态和报警及各种设备的启停。可编制节假日上、下班等时间运行程序，在不同时间段合理地运行设备，节约能源。

（3）冷却塔控制

监测风机运行状态、故障状态，冷却塔运行台数按冷却水供水温度进行控制。当供水水温低于设定值时减少冷却塔运行台数，反之则增加运行台数，以降低能耗。

冷却塔进水阀自动开关控制。

累计运行时间，开列保养及维修报告。通过联网将报告直接传送至有关部门。

（4）压差旁通监控内容

-分水器、集水器的压力测量（AI）

-通过测量分水器、集水器的供回水压差，并根据压差设定值，采用PI调节的方式，自动调节旁通阀的开度大小（AO）。

PID调节曲线如下：

                         旁通阀开度       

0                    SP              △P 

                        注 ： △P ---- 差压     SP  ---- 系统设置值

2.1.2、热交换器系统

典型的热交换器系统控制原理图如下.

 监测热交换器的一次、二次水温度，监测回水泵的运行状态，故障报警，根据热交换器的二次供回水温度来PID控制蒸汽阀和水阀的开度。

2.1.3、水源热泵系统

XXXXXXX体育场采用了水源热泵系统。 

目前我国利用较多的水源热泵以地下水作为冷热"源体"，在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排放、实现对建筑物供冷。 传统的暖通空调系统需要很多辅助系统或设备来完成一个完整的暖通空调功能，如冷却塔。而水源热泵系统只是通过与地下水的热交换来完成制冷或制热的效果。

典型的水源热泵系统控制原理图如下.

水源热泵系统只应用同一套硬件系统，通过在不同季节进行冷凝器和蒸发器的转换，就可以完成制冷与制热功能的转换。

如上图所示，夏季运行时，控制1、3、5、7阀门打开，2、4、6、8阀门关闭，为制冷工况；冬季运行时，控制1、3、5、7阀门关闭，2、4、6、8阀门打开，为制热工况。

2.2、空气通风系统

XXXXXXX的空气通风系统由位于各场馆的换气机、空调机、新风机、送排风系统组成。

2.2.1、空调机组

空调机组分变频空调机组和一般空调机组两类。

变频空调机组监控：

典型的变频空调机组控制原理图如下。

监控内容：

回风温度

回风湿度

过滤网淤塞报警，过压时自动报警

回风温度自动控制：根据送回风温度，先通过变频器控制风机转速，当风量减少至设定值，回风温度仍未达到设定值时，再自动调节冷水阀开度，保证回风温度为设定值。

风机的运行参数监控：风机采用变频控制，根据一次新风主管的静压，判别调节变频器的频率。监控参数有：运行状态、故障状态、变频器频率反馈、频率控制和开关控制。

新/排风阀控制：新风阀及回风阀保持联动,以保证静压恒定。

送风压力

冷热水电动二通阀控制：根据送风温度与设定温度差值，对冷/热水阀开度进行PID调节，从而控制送风温度。

湿度控制：根据室内相对湿度对加湿器电动阀的PID控制。

联锁控制：新风风阀与回风阀比例调节，并与风机、水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀和水阀，风机启动前，延时自动打开风阀。

运行状态及故障状态监测，启停控制。

编制时间程序自动控制风机启停，并累计运行时间。

系统将采集典型室外温湿度参数，供系统作最优启停控制与焓值控制及其他的节能控制。各空调机组的参数设定值由站进行设定，由DDC自动控制。

一般空调机组监控：

典型的空调机组控制原理图如下。

监控内容：

室内温度控制：根据回风温度与设定温度差值，对冷/热水阀开度进行PID调节，从而控制回风温度。

 在夏季工况时，当回风温度升高时，调节水阀开大；当回风温度降低时，调

节水阀开小。在冬季工况时，当回风温度升高时，调节水阀关小；当回风温度降低时，调节水阀开大。使室温始终控制造设定值范围内。

阀门开度%    

    D                    

       0             SP                T

注：    SP------设定回风温度

        V------ 冷热水调节阀

        D-------调节死区，约2℃

        T-------回风温度

根据室内温度调节新风阀开度。

湿度控制：根据回风湿度，对加湿器电动阀进行PID控制。

预热控制：机组启动时新风阀关闭，进行预冷/预热。

联锁控制：新风风阀与回风阀比例调节，并与风机、水阀及加湿器联锁控制，停风机时自动关闭新风阀、水阀及加湿器，风机启动时，延时自动打开风阀。

新风阀根据维持最小新风量及新回风的比例进行开度调节。

对系统中各种温度、湿度进行监测和设定。

过滤网的压差报警，提醒清洗过滤网。

运行状态及故障状态监测，启停控制。

编制时间程序自动控制风机启停，并累计运行时间。

系统将采集典型室外温湿度参数，供系统作最优启停控制与焓值控制及其他的节能控制。各空调机组的参数设定值由站进行设定，由DDC自动控制。

2.2.2、新风机组

典型的空调机组控制原理图如下。

 新风机组控制方式和空调机组类似，只是水阀由送风温度参控。

2.2.3、送排风系统

典型的送排风系统控制原理图如下页图示。

监控内容：

-风机运行状态及故障状态监测，风机启停控制。

-时间程序自动启停风机。

-可完成与其他设备如空调机组的联锁启停控制。

-同时累计风机的运行时间。

-站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警启停时间、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。

2.2.4、全热交换器和换气风

典型的全热交换器和换气风控制原理图分别如下页图示。

监控内容：

-送、排风机运行状态及故障状态监测，风机启停控制。

-时间程序自动启停风机。

-联锁控制：新风风阀与回风阀比例调节，并与风机联锁控制，停风机时自动关闭风阀，风机启动时，延时自动打开风阀。

-新风阀根据维持最小新风量及新回风的比例进行开度调节。

-过滤网的压差报警，提醒清洗过滤网。

-同时累计风机的运行时间。

-站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警启停时间、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。

2.3、 给排水系统

给排水系统包括给水和排水两大系统。

典型的给水系统控制原理图如下。

控制内容如下：

自动变频调节，现场控制器根据测量供水压力与设定值的偏差，以PID(比例积分微分)方式调节供水装置变频器的运行频率，使供水压力保持在设定范围内。当供水压力高于设定值时，减少供水装置变频器的运行频率。当供水压力低于设定值，增加供水装置变频器的运行频率。

监控水池水位、水泵状态。

排水系统则主要是指污水处理系统。如集水坑采用一用一备两台泵，水位超限，启动一台排水泵，水位仍上升，启动双泵同时排水。平时两泵轮换工作。

站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。

典型的给水系统控制原理图如下。

2.4、 照明系统

照明系统包括楼层公共照明、景观照明、航空障碍灯等的控制。

考虑到照明和动力的不同使用特点，可以采用不同的照明和动力回路数。

照明系统采用回路控制法，主要实现节能和程序控制，系统集成后，照明系统还可配合安保门禁系统实现联锁控制。

景观照明（广场照明、泛光照明系统）按时间顺序设定进行控制，泛光照明系统按标书要求采用通讯接口方式。

航空障碍灯按时间顺序设定进行控制。

系统监视开关运行状态并按设定程序开关启停控制。

以上工况均可在彩色显示器上显示及打印机输出。

系统软件实现如下功能：

节能控制：系统可根据时间程序实现分区、分时控制；

联锁控制：照明系统可实现与安保系统的联锁控制。在设防时间内，当红外双鉴探测器探得有人员进入时，相应区域灯光自动打开，同时配合楼内的CCTV进行跟踪拍摄，防止非法人员入侵。该报警信息同时进入监控系统，便于值班人员进行相应处理；

累计照明、动力设备等回路开启时间，为物业管理提供参考数据。

典型的电梯系统控制原理图如下：

2.5、 电梯系统

南京奥体场馆的电梯系统主要由客梯、货梯、自动扶梯、消防梯、观光梯。

 电梯系统均有自己的一套控制系统, BA系统主要监测其运行和故障状态。电动门有自己的一套控制系统 ,BA系统主要监测其运行和故障状态，并可控制其开关。