1、樓宇自動化（中央空調控制系統）課程設計目錄摘要2第一章工程概況.2第二章設計原則及依據.2第一節設計原則2.第二節設計依據？第三章中央空調系統.3第一節中央空調系統原理與結構W.第二節中央空調系統設計基本原則4.第三節中央空調系統的冷負荷計算4.第四章中央空調監控系統設計.8.第一節系統構成&.第二節監控設計的注意事項.8.第三節機房監控系統設計&.一、機房監控點位的布置9二、控制部分設計9第四節測點一覽表1.1.第五章新風系統監控設計邕.第一節系統功能及組成豈.一、系統功能11二、系統組成12第二節主要設備及選擇12.致謝1.3.參考文獻13.附錄1.3.摘要隨著生活水平的不

2、斷提高，人們對居住環境的舒適性要求也越來越高?？照{系統尤其是中央空調系統在建筑物中得到了越來越多的應用，像賓館、辦公樓等這類對舒適性要求較高的建筑，普遍采用中央空調系統。中央空調系統的使用可以達到經濟節能，環保，節約空間，個性化，簡化管理，提開檔次，投資方便等優點，是未來空調的發展方向之一。其統一的管理，良好的舒適度，高檔的品位，廣闊的利用空間一定能使用戶的生活提高一個檔次。而統一供冷供暖的方式，可以節約一大部分能量，環保的特質也會讓用戶感到特別滿意。第一章工程概況本建筑為一商貿綜合樓，共10層，建筑面積5997平方米，主要功能有餐飲、客房、辦公室等。本工程設計范圍包括餐飲、客房、辦公室等的多

3、聯機空調設計；空調系統采用MDV智能變頻控制多聯式空調系統，無論從經濟、使用壽命，還是從美觀、清潔的角度講，該系統都很符合建筑用途的要求。在暖通空調負荷計算之前，按照公共建筑節能設計標準GB50189-2005的要求,配合建筑專業對建筑圍護結構熱工進行了詳細計算。通過計算使建筑熱工設計滿足節能標準的要求，為暖通空調節能設計奠定基礎。第二章設計原則及依據第一節設計原則1）設備保證是符合中華人民共和國最新執行標準，須為國內外知名品牌并通過國家、行業檢測中心檢測合格的設備。2）產品及其所有零部件應是技術先進、設計正確、結構合理、安全可靠、節省能源、遵守機械、電器及建筑方面的通用技術要求，維護方便。制

4、造產品的材料應具有足夠的強度和合適的性能，且為原廠生產，并有該廠商標。產品必須是最新制造生產，不得有生銹、陳舊、過時的配件。第二節設計依據GBJ19-87采暖通風與空氣調節設計規范GB50333-2002«醫院潔凈手術部建筑技術規范GB50019-2003采暖通風與空氣調節設計規范JGJ/T16-92民用建筑電氣設計規范GB/T50314-2006智能建筑設計標準GB2050311-2007綜合布線系統工程規范GB50312-2007綜合布線工程驗收規范。第三章中央空調系統第一節中央空調系統原理與結構中央空調系統由冷熱源系統和空氣調節系統組成。有主機和末段系統。按負擔室內熱濕負荷所用

5、的介質可分為全空氣系統、全水系統、空氣-水系統、冷劑系統。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主機（冷熱源）風柜風機盤管等等.制冷系統為空氣調節系統提供所需冷量，用以抵消室內環境的冷負荷；制熱系統為空氣調節系統提供用以抵消室內環境熱負荷的熱量。制冷系統是中央空調系統至關重要的部分，其采用種類、運行方式、結構形式等直接影響了中央空調系統在運行中的經濟性、高效性、合理性。中央空調系統一般主要由制冷壓縮機系統、冷媒（冷凍和冷熱）循環水系統、冷卻循環水系統、盤管風機系統、冷卻塔風機系統等組成。制冷壓縮機組

6、通過壓縮機將空調制冷劑（冷媒介質如R134aR22等）壓縮成液態后送蒸發器中，冷凍循環水系統通過冷凍水泵將常溫水泵入蒸發器盤管中與冷媒進行間接熱交換，這樣原來的常溫水就變成了低溫冷凍水，冷凍水被送到各風機風口的冷卻盤管中吸收盤管周圍的空氣熱量，產生的低溫空氣由盤管風機吹送到各個房間，從而達到降溫的目的。冷媒在蒸發器中被充分壓縮并伴隨熱量吸收過程完成后，再被送到冷凝器中去恢復常壓狀態，以便冷媒在冷凝器中釋放熱量，其釋放的熱量正是通過循環冷卻水系統的冷卻水帶走。冷卻循環水系統將常溫水通過冷卻水泵泵入冷凝器熱交換盤管后，再將這已變熱的冷卻水送到冷卻塔上，由冷卻塔對其進行自然冷卻或通過冷卻塔風機對其進

7、行噴淋式強迫風冷，與大氣之間進行充分熱交換，使冷卻水變回常溫，以便再循環使用。在冬季需要制熱時，中央空調系統僅需要通過冷熱水泵（在夏季稱為冷凍水泵）將常溫水泵入蒸汽熱交換器的盤管，通過與蒸汽的充分熱交換后再將熱水送到各樓層的風機盤管中，即可實現向用戶提供供暖熱風。一、制冷基本原理液體汽化制冷是利用液體汽化時的吸熱、冷凝時的放熱效應來實現制冷的。液體汽化形成蒸汽。當液體（制冷工質）處在密閉的容器中時，此容器中除了液體及液體本身所產生的蒸汽外，不存在其他任何氣體，液體和蒸汽將在某一壓力下達到平衡，此時的汽體稱為飽和蒸汽，壓力稱為飽和壓力，溫度稱為飽和溫度。平衡時液體不再汽化，這時如果將一部分蒸汽從

8、容器中抽走，液體必然要繼續汽化產生一部分蒸汽來維持這一平衡。液體汽化時要吸收熱量，此熱量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來自被冷卻對象，使被冷卻對象變冷。為了使這一過程連續進行，就必須從容器中不斷地抽走蒸汽，并使其凝結成液體后再回到容器中去。從容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成蒸汽，則所需冷卻介質的溫度比液體的蒸發溫度還要低，我們希望蒸汽的冷凝是在常溫下進行，因此需要將蒸汽的壓力提高到常溫下的飽和壓力。制冷工質將在低溫、低壓下蒸發，產生冷效應；并在常溫、高壓下冷凝，向周圍環境或冷卻介質放出熱量。蒸汽在常溫、高壓下冷凝后變為高壓液體，還需要將其壓力降低到蒸發壓力后才能進入容器。液體汽化制冷循環是由工質汽化、蒸汽

9、升壓、高壓蒸汽冷凝、高壓液體降壓四個過程組成。中央空調有很多形式，較為常見的有：風管式機組、冷（熱）水機組、變頻一拖多機組。第二節中央空調系統設計基本原則符合信息時代的技術要求，整體系統完全采用網絡化結構。系統可獨立工作，在網絡故障的情況下，可臨時在系統本機內存儲數據。系統完全網絡化，通過內部IP和地址解析，可以跨地區監控；支持多種通訊方式在沒有網絡的情況下，可使用RS485或工業以太網通信協議。系統采用模塊化設計，安裝簡單。內建WEBt理網頁，客戶端無需安裝任何特定軟件。只要有網頁瀏覽功能，通過授權就可管理、瀏覽任意地區的監控內容；第三節中央空調系統的冷負荷計算一、冷負荷構成及計算原理1、圍

10、護結構瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法具體計算見附錄11）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷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LQl=FK-(tln-tn)W(4.1)式中：LQi外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，W;F外墻和屋面的面積，m2；K外墻和屋面的傳熱系數，W/(nfC),可根據外墻和屋面的不同構造，表1-6(a)或表16(b)川中查?。籺n室內計算溫度，C；tin外墻和屋面冷負荷計算溫度的逐時值，C,根據外墻和屋面的不同類型分別在表17(a)表17(g)中查取必須指出：(4.1)式中的各圍護結構的冷負荷溫度值都是以北京地區氣象參數為依據計算出來的，因

11、此對不同地區和不同情況應按下式進行修正：t'in=(tln+td)ka-kpC(4.2)式中：td地區修正系數，C,見表18(a)及表18(b)1;ka不同外表面換熱系數修正系數，見表1-91;kp不同外表面的顏色系數修正系數，見表1-101;2)內墻，樓板等室內傳熱維護結構形成的瞬時冷負荷當空調房間的溫度與相鄰非空調房間的溫度大于3c時，要考慮由內維護結構的溫差傳熱對空調房間形成的瞬時冷負荷，可按如下傳熱公式計算：LQ2=FK(tls-tn)W(4.3)式中：F內維護結構的傳熱面積，m2;K內維護結構的傳熱系數，W/(m2k);tn夏季空調房間室內設計溫度，C；tis相鄰非空調房間的

12、平均計算溫度，C。t'is按下式計算t'is=t+tisC(4.4)式中：t夏季空調房間室外計算日平均溫度，C；tis相鄰非空調房間的平均計算溫度與夏季空調房間室外計算日平均溫度的差值，當相鄰散熱量很少(如走廊)時，tis取3C,；當相鄰散熱量在23116W/m2時，tis取5C。3)外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷在室內外溫差的作用下，玻璃窗瞬變熱形成的冷負荷可按下式計算：LQ3=F-K(ti-tn)W(4.5)式中：F外玻璃窗面積，m2;K玻璃的彳熱系數，W/(m2k);本設計單層玻璃K=6.26W/(m2-k);ti玻璃窗的冷負荷溫度逐時值，C,見表1-131;tn室內設計溫

13、度，C。不同地點對ti按下式修正：ti'=ti+td(4.6)式中：td地區修正系數，C,見表1-141。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的日射得熱形成的逐時冷負荷按下式計算：LQ4二F,Cz'Dj.max,C-QW(4.7)式中：F玻璃窗的凈面積，是窗口面積乘以有效面積系數Ca,本設計單層鋼窗Ca=0.85;Cz玻璃窗的綜合遮擋系數Cz=CsCn；其中，Cs玻璃窗的遮擋系數，由表1-161查得，6mm厚吸熱玻璃Cs=0.89;Cn窗內遮陽設施的遮陽系數，由表1-17查得，中間色活動百葉簾Cn=0.6；Dj.max日射得熱因數的最大值，W/m2,由表1-

14、18查得；Clq冷負荷系數，由表1-19(a)表1-19(b)查得。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：Q=Q+Q-CLqW(4.8)式中：Q設備和用具實際的顯熱形成的冷負荷，WQ設備和用具的實際顯熱散熱量，WC-Q設備和用具顯熱散熱冷負荷系數；如果空調系統不連續運行，則Gq=1.0。設備和用具的實際顯熱散熱量按下式計算1)電動設備當工藝設備及其電動機都放在室內時：Q=1000mn2n3N4(4.9)當只有工藝設備在室內，而電動機不在室內時：Q=1000-。n2n3N(4.10)當工藝設備不在室內，而只有電動機放在室內時：Q=1000mn2n3二N(4.11)式中：

15、N電動設備的安裝功率，kVVT電動機效率，可由產品樣本查得；n1利用系數，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的利用程度；n2電動機負荷系數，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；n3同時使用系數，定義為室內電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，股取0.50.82)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=1000-nin2n3n4N(4.12)式中：n4考慮排風帶走熱量的系數，一般取0.5;其中其他符號意義同前。3)電子設備散熱量計算公式同(4.10),其中系數年的值根據使用情況而定，本設計對計算機n2取1.04

16、、 照明散熱形成的冷負荷根據照明燈具的類型和安裝方式的不同，其冷負荷計算式分別為：白熾燈：LQ5=1000N-CLqW(4.13)熒光燈：LQ5=1000-n1n2N-CLqW(4.14)式中：LQ5燈具散熱形成的冷負荷，Wn照明燈具所需功率，Kvyn1鎮流器消耗功率系數，當明裝熒光燈的鎮流器裝在空調房間內時，取n=1.2;當暗裝熒光燈鎮流器裝設在頂棚內時，可取m=1.0;本設計取n1=1.0；n2燈罩隔熱系數，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時，取n2=0.50.8;而熒光燈罩無通風孔時，取n2=0.60.8;本設計取n=0.6;CLq-照明散熱冷負荷系數。本

17、設計照明設備為暗裝熒光燈，鎮流器設置在頂棚內，熒光燈罩無通風孔，功率為30w/m2設備負荷為40w/m2o5、 人體散熱形成的冷負荷人體散熱引起的冷負荷計算式為：LQ6=qsnn'CLq+qnn'W(4.15)6、 ：LQ6人體散熱形成的冷負荷，Wqs不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量，W/表1-201);n室內全部人數；n'群集系數，辦公樓群集系數為0.93;CLq-人體顯然散熱冷負荷系數，人體顯然散熱冷負荷系數(見表1-211)6、新風冷負荷目前，我國空調設計中對新風量的確定原則，仍采用現行規范、設計手冊中規定或推薦的原則，辦公樓的新風量取30m3/h.p。夏季，

18、空調新風冷負荷按下式計算：Cg1.2-Lw(h-hN)W(4.16)式中：CL夏季新風冷負荷，KWLw新風量，kg/s;hw-室外空氣的始值，kj/kg；hN-室內空氣的始值，kj/kg。二、濕負荷人體散濕量人體散濕量可按下式計算：D=nn'wT0-3kg/h(4.17)式中：D人體散濕量，kg/h；n'群集系數，辦公樓群集系數為0.93;w成年男子的小時散熱量，kg/(hp);26c時，極輕勞動成年男子的小時散熱量為0.109kg/(h-p)0第四章中央空調監控系統設計第一節系統構成中央空調監控系統主要包括對空調冷、熱源系統、空氣處理機系統、新風空調機系統、末端風機盤管系統的

19、自動控制。其自動控制系統一般由敏感元件、控制器、執行機典型的單回路自動控制系統控制流程圖第二節監控設計的注意事項創造舒適宜人的生活和工作環境。它能對室內空氣的濕度、相對濕度、清晰度等加以自動控制，保持空氣的最佳品質。具有防噪音措施，提供給人們舒適的空氣環境。對工藝性空調而言，可提供生產工藝所需要的空氣的溫度、濕度、潔凈度的條件，從而保證了產品的質量。節約能源。在建筑物的電氣設備中，制冷空調的能耗是很大的。因此，對這類電氣設備需要進行節能控制?，F在已從個別環節控制，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，達到最佳控制，其節能效果非常明顯。創造了安全可靠的生產條件。自動控制的監測與安

20、全系統，使空調系統正常上作,能及時故障并進行處理，能夠創造出安全可靠的生產條件。第三節機房監控系統設計一、機房監控點位的布置CO2溫濕濃空回過O中央監控機工程人員用數字設定器0了機機輸入接口A網絡干線調出監控點啟停設定狀態報警瞬時/積算程序數據八至別的控制器一相互通信）ADDDC控制3文數據設件定o<LL>LLLQ電風變加風新回風機動換濕風風盤管閥門器器門機機單元用戶運轉設備控制部分設計HDO新風機組DDC空制DIA0MAODIDODIAOAIAIMAIAl冷凍站、冷卻水系統的自動控制第四節測點一覽表見附錄第五章新風系統監控設計第一節系統功能及組成一、系統功能在中央空調系統中，為了

21、提高室內舒適度及空氣新鮮度等，需補充適量新風，并且新風量在空調冷熱負荷中所占的比重很大，因此新風量控制在合適范圍內是很有意義的。新風空調機主要對新風的供應進行調整，以保證智能樓宇內的空氣清新，清除空氣循環所積蓄的陳舊空氣。新風空調機的一個非常重要的功能是完成對空調系統中的新風量的比例以及新風的溫度和濕度進行控制，還可以根據新風溫度改變送風溫度的設定值。另外，從衛生的角度出發，智能樓宇內每人都必須保證有一定的新風量，但新風量取得過多，將增加新風耗能量。新風量大小可以根據室內CO寐度來確定。因此，控制新風量大小時，可以考慮CO寐度控制方法。新風空調機系統溫/濕度/CO2控制送風量控制原理圖監控功能

22、：根據時間程序控制風機的啟/停；測量送回風溫濕度，根據回風溫度控制冷/熱水管調節閥開度，使回風溫度控制到設定值；冬季加濕工況，按回風濕度調節電加熱濕器加濕量，保持送風濕度為設定值?？照{機組對新/回風閥進行PID調節，保證新/回風的比例；新風風閥/回風風閥/電動水閥與送風機聯鎖，風機停止時自動關閉新風閥及水閥，風機啟動前，延時自動打開風閥；監視風機運行狀態，累計運行時間，當累計值達到設定值時，提醒進行檢修；當過濾器兩端的壓差大于設定值時，發出報警信號并關閉風機，提醒清洗過濾器；送風機故障報警；在冬季，當熱盤管后的溫度低于5c時，防凍開關動作，控制器將停止風機運行并將新風門開至0%等盤管水閥開至100%,以防止盤管凍裂，同時中控室有報警。在重要場所設二氧化碳探測點，根據其濃度調節新風比。在工作站彩色圖形顯示、記錄各種參數、狀態、報警、運行時間、趨勢圖、動態流程圖。新風機組監控內容：送風溫濕度監測；室內溫濕度監測；冷、熱水電動水閥調節控制，電加熱濕器控制；風機啟/?？刂疲伙L機運行狀態、故障報警、手/自動狀態監測；在風機前后同時裝設空氣壓差開關，當風機運行時