某图书馆自动化设计.docx
- 文档编号:3994708
- 上传时间:2022-11-27
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:145.97KB
某图书馆自动化设计.docx
《某图书馆自动化设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某图书馆自动化设计.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
某图书馆自动化设计
建筑环境与设备工程专业
建筑自动化课程设计说明书
学生姓名
学号
班级
系别
学院
指导教师
2008年12月28日
一、设计前言
建筑设备自动化系统的建设主要应考虑以下几方面的需求:
功能性要求,即在建筑物内创造最佳的工作和生活环境;经济性要求,即能够节省日常运用费用,包括减少工作人员,节约能源消费,延长设备使用寿命;管理性要求,即通过新技术的采用,提高建筑物自身及设备的管理水平。
本设计主要针对广州市大学城广州大学图书馆的空调通风系统的自动控制以达到上述功能性、经济性、管理性等要求。
二、设计目的
根据设计资料所提供的图书馆大楼的空调设备平面布置图,其中包含空调设备类型和平面位置,课程设计任务书。
完成该建筑空调系统现场控制级的方案设计,实现对空调系统进行现场数据采集和运行控制、集中管理的功能。
以达到节能,延长设备使用寿命的目的。
三、设计依据
1、广州大学图书馆的空调设备平面布置图;
2、民用建筑电气设计规范;
3、江森自控公司的Metasys中央监控系统应用手册
四、设计范围
建筑设备自动化系统,实际上是一套中央监控系统.它通过对建筑物(或建筑群)内的各种电力设备,空调设备,冷热源设备,防火,防盗设备等进行集中监控,达到在确保建筑内环境舒适,充分考虑能源节约和环境保护的条件下,使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的.
五、设计内容
本设计对象为广州大学的五层高的图书馆副楼,是办公楼,该大楼采用集中供冷方式,大楼空调系统包含全空气系统以及“新风+盘管”系统,并由部分区域具有恒温恒湿要求,按广州大学城设计通则要求,需要对图书馆大楼的建筑空调系统进行智能控制。
该建筑采用美国江森自控公司的Metasys中央监控系统,配合该公司的网络控制器(NCU)和直接数字控制器(DDC)等硬件,实现建筑空调系统的智能控制。
5.1该建筑空调系统的监控系统图
图1.空调系统监控系统图
该空调系统一楼有2个空调机(东区两个),二楼有3个空调机(东区两个,西区一个),三楼有1个空调机(东区一个),四楼有3个空调机(东区两个,西区一个)五楼有3个空调机(东区一个,西区两个)。
用两个NCU控制,东区NCU控制一楼2个DDC,每个DDC控制1个空调机;二楼2个DDC,每个DDC控制1个空调机;三楼1个DDC,每个DDC控制1个空调机;四楼2个DDC,每个DDC控制1个空调机;五楼1个DDC;每个DDC控制1个空调机;西区NCU控制二楼1个DDC,每个DDC控制1个空调机;四楼1个DDC,每个DDC控制1个空调机;五楼2个DDC,每个DDC控制1个空调机;如上图所示。
5.2空调系统新风处理机组监控系统原理图
1、吊顶新风空调机组监控系统图如下所示:
图2.吊顶新风空调机组控制原理(KXD系列)
该系统监控参数如下:
1)监测新风机组的风机运行状态、风机气流状态、风机故障报警和手动/自动状态。
风机的运行状态利用风机配电箱交流接触器辅助触点的状态信号和风机两侧的压差信号进行综合监测。
风机两侧的压差信号也用于监测风机的气流状态和实现故障报警。
风机过载和手动/自动切换的监测分别由配电箱中相应的辅助触点信号来实现。
同时,根据监测的室内CO2浓度调整风机转速以及调整新风口的开启度。
2)监测新风机组的新风,送风温度,根据温度设定值调节表面换热器电动调节阀的开启度,对送风参数进行控制。
3)监测过滤器两侧压差,实现堵塞报警。
在过滤器两侧安装可调压差开关来检测过滤器的空气阻力,当过滤器两侧的压降达到微压开关设定值时,压差开关产生报警信号,以进行维护提示。
4)按程序启/停设备,实现风机与电动调节阀、电动多叶阀的连锁。
开启的顺序为:
先开启电动调节阀和电动多叶阀,再开启风机;关闭的顺序是:
先停止风机,再随后关闭电动调节阀和电动多叶阀。
5)火灾报警,新风系统得送风管上必须设置防火阀,其熔断温度为70摄氏度。
当新风防火阀熔断时,其DDC控制系统必须关停送风,新风机,并向火灾监控中心进行报警。
2、吊顶空调机组监控系统图如下所示:
图3.吊顶空调机组控制原理(KD系列)
该系统监控参数如下:
1)监测新风机组的风机运行状态、风机气流状态、风机故障报警和手动/自动状态。
风机的运行状态利用风机配电箱交流接触器辅助触点的状态信号和风机两侧的压差信号进行综合监测。
风机两侧的压差信号也用于监测风机的气流状态和实现故障报警。
风机过载和手动/自动切换的监测分别由配电箱中相应的辅助触点信号来实现。
2)监测机组的回风,送风温度,根据温度设定值调节表面换热器电动调节阀的开启度,对送风参数进行控制。
3)监测过滤器两侧压差,实现堵塞报警。
在过滤器两侧安装可调压差开关来检测过滤器的空气阻力,当过滤器两侧的压降达到微压开关设定值时,压差开关产生报警信号,以进行维护提示。
4)按程序启/停设备,实现风机与电动调节阀、电动多叶阀的连锁。
开启的顺序为:
先开启电动调节阀和电动多叶阀,再开启风机;关闭的顺序是:
先停止风机,再随后关闭电动调节阀和电动多叶阀。
5)火灾报警,新风系统得送风管上必须设置防火阀,其熔断温度为70摄氏度。
当新风防火阀熔断时,其DDC控制系统必须关停送风,新风机,并向火灾监控中心进行报警。
3、风冷恒温恒湿空调机组监控系统图如下所示:
图4.风冷恒温恒湿空调机组控制图
该系统监控参数如下:
1)监测新风机组的风机运行状态、风机气流状态、风机故障报警和手动/自动状态。
风机的运行状态利用风机配电箱交流接触器辅助触点的状态信号和风机两侧的压差信号进行综合监测。
风机两侧的压差信号也用于监测风机的气流状态和实现故障报警。
风机过载和手动/自动切换的监测分别由配电箱中相应的辅助触点信号来实现。
同时,根据监测的室内CO2浓度调整风机转速以及调整新风口的开启度。
2)监测机组的回风,送风温度,根据温度设定值调节表面换热器电动调节阀的开启度,对送风参数进行控制。
3)监测机组的回风,送风湿度,根据湿度设定值调节喷淋室的电动调节阀的开启度,对送风参数进行控制。
4)监测过滤器两侧压差,实现堵塞报警。
在过滤器两侧安装可调压差开关来检测过滤器的空气阻力,当过滤器两侧的压降达到微压开关设定值时,压差开关产生报警信号,以进行维护提示。
5)按程序启/停设备,实现风机与电动调节阀、电动多叶阀的连锁。
开启的顺序为:
先开启电动调节阀和电动多叶阀,再开启风机;关闭的顺序是:
先停止风机,再随后关闭电动调节阀和电动多叶阀。
6)火灾报警,新风系统得送风管上必须设置防火阀,其熔断温度为70摄氏度。
当新风防火阀熔断时,其DDC控制系统必须关停送风,新风机,并向火灾监控中心进行报警。
4、卧式空调器监控系统图如下所示:
图4.卧式空调器监控图
该系统监控参数如下:
1)监测新风机组的风机运行状态、风机气流状态、风机故障报警和手动/自动状态。
风机的运行状态利用风机配电箱交流接触器辅助触点的状态信号和风机两侧的压差信号进行综合监测。
风机两侧的压差信号也用于监测风机的气流状态和实现故障报警。
风机过载和手动/自动切换的监测分别由配电箱中相应的辅助触点信号来实现。
同时,根据监测的室内CO2浓度调整风机转速以及调整新风口,排风口,回风口的开启度。
2)监测机组的回风,送风温度,根据温度设定值调节表面换热器电动调节阀的开启度,对送风参数进行控制。
3)监测机组的回风,送风湿度,根据湿度设定值调节喷淋室的电动调节阀的开启度,对送风参数进行控制。
4)监测过滤器两侧压差,实现堵塞报警。
在过滤器两侧安装可调压差开关来检测过滤器的空气阻力,当过滤器两侧的压降达到微压开关设定值时,压差开关产生报警信号,以进行维护提示。
5)按程序启/停设备,实现风机与电动调节阀、电动多叶阀的连锁。
开启的顺序为:
先开启电动调节阀和电动多叶阀,再开启风机;关闭的顺序是:
先停止风机,再随后关闭电动调节阀和电动多叶阀。
6)火灾报警,新风系统得送风管上必须设置防火阀,其熔断温度为70摄氏度。
当新风防火阀熔断时,其DDC控制系统必须关停送风,新风机,并向火灾监控中心进行报警。
5.3该空调系统控制原理方框图
1)温度控制原理框图
该系统的调节为典型的单回路负反馈控制,由温度传感器对温度进行测量,通过温度变送器实现模拟信号和数字信号的A/D转换,并反馈给控制器,控制器根据反馈的参数值与设定温度值进行比较,如有偏差,控制器根据预先储存的控制算法或控制策略进行信息处理,并产生控制信息,进而驱动执行机构工作,即通过表冷器的电动调节阀控制冷水流量,进而改变送风温度,从而使房间温度限定在一定的要求范围内。
2)温度控制原理框图
该系统的调节为典型的单回路负反馈控制,由湿度传感器对湿度进行测量,通过湿度变送器实现模拟信号和数字信号的A/D转换,并反馈给控制器,控制器根据反馈的参数值与设定湿度值进行比较,如有偏差,控制器根据预先储存的控制算法或控制策略进行信息处理,并产生控制信息,进而驱动执行机构工作,即通过喷淋室的喷头电动调节阀控制喷水量,进而改变送风湿度,从而使房间湿度限定在一定的要求范围内。
5.4设备选择
现场DDC采用美国江森公司自控公司模块,有主模块和子模块,主模块型号为MD3R,子模块型号包括MX35R、MX45R、MX5和MX55,其I/O参数配置如下表所示:
江森公司主模块和子模块I/O参数配置表
AI
DI
AO
DO
说明
MD3R
8
8
8
6
主模块
MX35R
8
6
子模块
MX45R
12
4
子模块
MX5
8
子模块
MX55
16
子模块
该系统每个DDC有2个AI接点、6个DI接点、2个AO接点、1个DO接点,按设计要求,每一个DDC箱都必须安装主模块MD3R,当主模块的信息接点满足不了设备的信息点,可选用主模块扩展子模块的方式来满足设备信息点的需求,,一般还要预留约15%DI、DO信息接点。
满足设计要求。
控制器采用美国江森公司DX-9121控制器,可应用于冷冻机、锅炉、空气调节、照明及相关电气设备控制。
DX-9121的网络通讯采用了LONWORK技术,这是一种无主的点对点通讯技术,它不仅可以获得本身的输入输出点,还可以通过网络从其它的DX-9121上获得参数,这样在实际应用中可以大大扩展了DX-9121的监控范围。
DX-9121获得了LONMARK认证。
温度传感器采用TE-6300系列温度传感器,用于室内和风管温度测量,其应用特点如下表
使用环境
推荐型号
说明
室内温度
TE-6324P-1
铂传感器
风管温度
TE-6321P-1
铂传感器,长8英寸
压差检测采用P233系列压差开关。
当空气流量变化时,压差开关能够检测出压差的变化,由两个传感孔检测到的压差,作用于控制器薄膜的两侧,用弹簧承托的薄膜移动并启动开关。
其技术规格如下表:
测量介质
空气
校准标度
在压力增加时作调校
校准位置
薄膜垂直方向
调节
旋钮与刻度
最大压力
300mbar
运行温度
-15~60℃
导管孔
直径19mm
电气规格
5A,250VAC
包装
IP54
表1:
一层西区DDC监控点一览表
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC1
1
MD3R
KXD1-2
监测新风机组的风机运行状态、新风机组的新风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
3
6
2
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
3
6
2
1
DDC2
1
MD3R
KD1-1
监测新风机组的风机运行状态、机组的回风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
2
6
1
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
2
6
1
1
表2:
二层西区DDC监控点一览表
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC3
1
MD3R
KXD2-1
监测新风机组的风机运行状态、新风机组的新风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
3
6
2
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
3
6
2
1
DDC4
1
MD3R
KD1-2
监测新风机组的风机运行状态、机组的回风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
2
6
1
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
2
6
1
1
表3:
二层东区DDC监控点一览表
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC5
1
MD3R
KXD2-2
监测新风机组的风机运行状态、新风机组的新风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
3
6
2
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
3
6
2
1
表4:
三层西区DDC监控点一览表
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC6
1
MD3R
KXD3-1
监测新风机组的风机运行状态、新风机组的新风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
3
6
2
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
3
6
2
1
表5:
四层西区DDC监控点一览表
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC7
1
MD3R
KD3-1
监测新风机组的风机运行状态、机组的回风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
2
6
1
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
2
6
1
1
DDC8
1
MD3R
KXD4-1
监测新风机组的风机运行状态、新风机组的新风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
3
6
2
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
3
6
2
1
表6:
四层东区DDC监控点一览表
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC9
1
MD3R
HW1-2
监测新风机组的风机运行状态、机组的回风,送风温度,机组的回风,送风湿度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
5
6
3
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
室内湿度:
FAH传感器
DDC点数小计:
5
6
3
1
表7:
五层西区DDC监控点一览表
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC10
1
MD3R
KXD2-4
监测新风机组的风机运行状态、新风机组的新风,送风温度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
3
6
2
1
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
DDC点数小计:
3
6
2
1
表8:
五层东区DDC监控点一览表
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC11
1
MD3R-MX5
KW9-1
监测新风机组的风机运行状态、机组的回风,送风温度,机组的回风,送风湿度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
5
9
4
2
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
室内湿度:
FAH传感器
DDC点数小计:
5
9
4
2
DDC编号
设备描述
监控功能描述
输入
输出
传感器、执行器描述
备注
数量
名称
位置(编号)
AI
DI
AO
DO
DDC12
1
MD3R-MX5
KW9-2
监测新风机组的风机运行状态、机组的回风,送风温度,机组的回风,送风湿度,监测过滤器两侧压差,按程序启/停设备,火灾报警
5
9
4
2
风管温度:
铂传感器TE-6321P-1
室内温度:
铂传感器TE-6324P-1
压差检测采用P233系列压差开关
室内湿度:
FAH传感器
DDC点数小计:
5
9
4
2
DDC监控点汇总以及现场DDC型号选择
表9:
DDC监控点汇总以及现场DDC型号选择
DDC编号
设备参数
输入
输出
现场DDC
型号
名称
功率
数量
风量
冷(热)量
AI
DI
AO
DO
DDC1
KXD1-2
0.75KW
1
2000CMH
31.4KW
3
6
2
1
MD3R
DDC2
KD1-1
1.1KW
1
3000CMH
20.2KW
2
6
1
1
MD3R
DDC3
KXD2-1
1.1KW
1
3000CMH
50.2KW
3
6
2
1
MD3R
DDC4
KD1-2
1.1KW
1
3000CMH
20.2KW
2
6
1
1
MD3R
DDC5
KXD2-2
1.1KW
1
3000CMH
50.2KW
3
6
2
1
MD3R
DDC6
KXD3-1
2.2KW
1
4000CMH
61.3KW
3
6
2
1
MD3R
DDC7
KD3-1
2.2KW
1
1000CMH
36.6KW
2
6
1
1
MD3R
DDC8
KXD4-1
0.37KW
1
5000CMH
14.7KW
3
6
2
1
MD3R
DDC9
HW1-2
42KW
1
17500CMH
81(42)KW
5
6
3
1
MD3R
DDC10
KXD1-2
1.1KW
1
3000CMH
50.2KW
3
6
2
1
MD3R
DDC11
KW9-1
11KW
1
17000CMH
119.1KW
5
9
4
2
MD3R
-MX5
DDC12
KW9-2
11KW
1
17000CMH
119.1KW
5
9
4
2
MD3R
-MX5
六、设计总结
1)对设计方案的总结;
本次设计主要是针对我校图书馆副楼的空调系统自动化控制的设计,本方案通过对不同机组的分析,根据不同机组的特点进行不同的监控,以达到系统自动化控制的目的。
广州大学图书馆副楼共五层,一共有四种不同的空调机组,分别有吊顶新风空调机组,吊顶空调机组,风冷式恒温恒湿空调机组以及卧式空调机组。
设计通过对不同机组的新风、送风温度,湿度以及对回风状态点进行监测,与设定点进行比较,通过设计的监控点以及DDC系统的控制,改变冷水以及喷淋室喷头流量来达到改变空气状态,同时根据室内新风要求改变新风、回风阀开启度,从而达维持室内空气舒适度状态的目的;管道送风口位置装有防火阀监控,当发生火灾的时候自动关闭系统以及进行火灾报警;风机采用变频风机,通过对不同风量要求改变频率,达到节能的目的。
2)对自己的总结;
通过一个星期的自动化设计,我了解了各种空调系统适用于不同的场合,也使我对建筑设备自动化系统(BAS)有了更进一步的理解和掌握,同时也对HVAC系统有了进一步的认识,充分了解了全空气系统以及空气-水系统的相同点以及不同点,也体验到理论联系实际的重要性,提高了自身解决实际问题的综合能力;同时在此次设计过程中充分的运用了所学的知识,使我认识到建筑的智能控制的发展对当代建筑设备系的大学生提出的要求,感受到了自身的不足面,以及在学习方面的漏洞。
参考文献
1建设部编.智能建筑设计标准(GB/T50314—2000).北京:
中国计划出版社,2000.09
2董春桥,袁昌立等编著.建筑设备自动化.北京:
中国建筑工业出版社,2006.09
3张九根,马小军,朱顺兵等编著.建筑设备自动化系统设计.北京,人民邮电出版社,2003.12
4王可崇等编著.建筑设备自动化系统.北京,人民交通出版社,2003.08
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 图书馆 自动化 设计