霍尼韦尔楼宇自控系统节能控制方案下载上传时间.docx

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霍尼韦尔楼宇自控系统节能控制方案下载上传时间

Honeywell/Alerton

楼宇自控系统

设计方案

Nov21,2005

1前言

随着科技的不断发展和进步，现代化的建筑物迅速崛起及发展，已成为国民经济迅速增长的必然条件。

而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化，必然导致建筑物内机电设备种类繁多，技术性能复杂，维修服务保养项目的不断增加，管理工作已非人工所能应付。

因此，采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代建筑最重要的管理手段。

它可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。

建筑自动化监控系统（BuildingAutomationSystem，简称BAS），实质上是一套中央监控系统（CentralControlMonitoringSystem,简称CCMS）,有时称为综合中央管理系统。

现阶段已广泛应用于各类建筑领域，以提供对各类建筑物内设备进行高效率管理与控制的有效途径。

2需求分析

2.1项目概述

本方案将针对建筑物内的空调、通风、给排水、变配电、电梯、照明等设备的自动控制进行设计，自动控制系统采用了霍尼韦尔BACtalk系统艾顿（Alerton）EnvisionforBACtalk楼宇自控系统。

根据要求，BAS系统将对建筑物的各种机电设备的运行及开关状态实行全时间的自动监测或控制，并同时收集、记录、保存及分析管理有关系统的重要信息及数据，达到提高设备运行效率，节能，节省人力，安全延长设备寿命的目的。

3系统设置总则

3.1楼宇自动化机电设备监控系统的设计目标

设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑物内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段并结合现代计算机技术对各系统设备进行全面有效的监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致的高效、有序状态下运行，以确保建筑物内舒适和安全的环境。

尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，使投资能得到一个良好的回报。

3.2系统设计依据

《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16-92）

《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）

《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）

《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000

《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000

《建筑物防雷设计规范2000年版》GB50057-94

《电气装置安装工程施工及验收规范》（CBJ232—92）

《商用建筑线缆标准》（EIA／TIA—568A）

《信息技术互连国际标准》（ISO／IECl1801—95）

《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）

《中国采暖通风与空气调节设计规范》（JGJ/T16-92）

《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90

3.3系统设计原则

在对楼宇自动化系统的设计中我们遵循以下的原则:

●可靠性：

采用集散分布型控制系统，即将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。

●扩展性及灵活性：

系统具有可扩充性，以便满足将来扩展网络服务范围的需要。

系统可在日后任何地方增加现场控制器及操作终端而不影响本系统操作。

●实用及方便性：

系统可容纳建筑物内机电系统的不同工艺需要。

并综合各系统资料，显示于操作员终端，方便管理。

●开放性:

系统采用开放式结构，在系统网路架构内完全采用开放式的国际标准BACnet协议。

●经济性：

系统中的现场处理器足够应付日后技术的快速发展，现阶段的投资可以得到充分利用及保护。

4系统监控范围

根据要求本方案控制范围包括下列系统：

☆冷冻站及热源系统

对冷冻站及热源系统的运行工况进行监视、控制、测量与记录。

☆空气处理系统

对空气处理设备的运行工况进行监视、控制、测量与记录。

☆新风机系统

对新风机的运行工况进行监视、控制、测量与记录。

☆送、排风系统

对送、排风设备的运行工况进行监视、控制与记录。

☆给排水监控系统

对给排水系统的给排水设备、饮水设备及污水处理设备等的运行工况进行监视、测量、控制、记录。

☆供配电监测系统

对供配电系统、变配电设备、应急电源设备、直流电源设备等进行监视、测量、记录。

☆照明监控系统

对照明设备进行监视、控制，并记录运行情况。

☆电梯监测系统

对电梯的运行状况进行监视。

☆与第三方厂商设备及其他系统的通信接口

5系统设计方案说明

本着上述的系统设计目标和原则，结合国内外的设计成功案例及建筑物的具体特点，利用美国Alerton在楼宇自动化方面的先进技术和丰富的经验，为XXX建筑物设计出一套符合二十一世纪现代化的智能建筑楼宇自控系统。

系统的设计方案包括从监控内容和方式、设备的选型、DDC的配置、软硬件功能等方面均做了详细的阐述。

5.1BA系统节能控制

随着空调专业在建筑行业中的迅速发展，目前国内商业建筑，工厂厂房的空调设备日趋复杂、庞大，整个空调系统占建筑物耗能的比重越来越大，每年以平均4-5%的速度增长着。

近年来高达百分之十一。

如美国、日本等国，由于大量使用空调系统（包括供暖），以至所耗能量约占总能量的1/3，瑞典甚至达到了总耗能量的45%。

综合统计，中央空调系统的能耗约占整个建筑物能耗的40%，因此BAS系统在对中央空调系统的监控与调节过程中体现节能，意义变得十分重大。

特别是（XXX建筑物）的面积大，人流多，冷负荷的变化大，如果整个XX空调机、新风机、制冷机组等大型耗能设备无任何节能控制措施，能源的耗费将是巨大的。

另外，大楼在照明用电方面也是耗能的部分，因此本设计方案在空调及照明等方面采用了“主动节能”的控制策略：

冷负荷计算

综合从厂家得到的冷冻机组电能消耗和工作指标，由冷冻水的供回水温度和流量，计算出制冷量Q=F×△T，根据系统实际冷负荷，控制冷水机组数及水泵的运行台数，以达到节能效果。

冷却塔控制

根据冷却水温度调节冷却塔风机的开启数量。

焓值控制

充分考虑空气潜热，调节新风与回风的比例，最大限度地利用室外空气进行室内温度控制，尽量减少空调设备运行时的能耗。

零能量冷却

在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能耗。

间歇运行

在满足舒适度与卫生度的前提下，使用设备合理间歇运行，以减少空调能耗。

例如在炎热天气，新风机、排风机间歇运行：

当CO2浓度超过上限值，风机启动，当CO2浓度低于某一设定值，风机停止。

这样既保证了室内空气质量，又将对室外热空气的冷处理量降至最少，节省了能源。

设定值再设定

根据不同季节的气候变化，自动改变新风机和空调机的送风或回风温度设定值，尽量扩大空调对象的温湿度控制范围。

例如：

夏季温度设定值每升高1℃，约节省8%的冷量，对减少建设投资与节约能源均有重要意义。

提高控制精度

采用自适应控制与模糊控制等高级控制软件，提高控制精度；在设置PID控制模块的各个参数时，为了避免温度变化很小时动作缓慢或温度变化很大时积分饱和，采用积分压制：

在PID输出量＜25%或＞85%时，禁用积分。

从而进一步扩大温度允许控制范围，达到优化节能的目的。

例如：

一般舒适空调要求夏季最高室内温度不超过26℃，假如控制精度为±1℃，则设定值为25℃，如果控制精度为±0.5℃，则设定值可提高0.5℃，从而可节省投资和运行费用。

最佳启停

根据建筑物人员使用情况，提前开启和关闭空调设备，达到舒适节能目的。

节假日时间控制

对于节假日及特殊日期，能提供全年的日期和时间调度表，中断系统的标准处理过程，以满足系统对各种非标准控制的要求。

工作循环

通过按一定的原则交错设备的工作与间歇时间状态，减少设备的启动时间，可达到减少能耗的目的。

设备的间歇时间不能太长，否则会影响环境的舒适水平，考虑到设备的安全运行，间歇时间也不宜过短。

分布电力需求控制

提供电力需求控制，在峰值电力需求出现前，通过预设定的原则切换或停止设备，实现峰值电力负荷最大限度减少。

6系统软件功能及特性

美国艾顿EnvisionforBACtalk是BACnet系统强大的操作站。

通过一台个人计算机，就能灵活地管理和控制整个楼宇的机电设备。

EnvisionforBACtalk操作站与符合BACnet协议的设备通过以太网LAN或通过点到点（PTP）串行或调制调解器（MODEM）进行通讯。

3D动画和彩色图形响应实时数据并且提供方便的“点击”控制。

显示的画面可以是CAD程序图形，也可以是扫描的照片。

系统有强大的3D图形库。

EnvisionforBACtalk能为每一个站点定制监控界面，如：

创建图形，楼层设备监控图形和特定HVAC设备的监控图形等。

在多建筑物的校园内，BACnet以太网LAN和IP网络能内联所有的建筑物。

对于大集团的多个分散的建筑物，EnvisionforBACtalk支持BACnet/IP通过Internet互联网和广域网（WANs）对建筑物访问和集中管理。

EnvisionforBACtalk也可以连接到其他远端站点，经过Modem（调制调解器）或安装了直连系统的便携式计算机。

从一个站点监测和控制多个建筑物或现场。

连接与BACnet兼容的任何设备。

这些灵活的、集中的控制功能选择，能为用户节省无数的时间和资源。

工程技术人员能通过单一的、中央操作终端进行操控，同时还具有一定数量的移动系统访问选择权。

6.1软件功能

强大的能源管理

在确保效率需求的前提下，具有最佳的设备启动时间。

限制设备长时间负载运行，使设备运行达到最佳化。

能源消耗情况记录，以便于您对设备进行监视、处理和记录保存。

租用收费管理

自动计量和记录租用设备的使用情况，同时将生成租用用户租用设备的使用帐单。

定制监控图形界面

具有定制3维真彩色动画数据显示的功能，适用于任何显示的需求，并能根据用户需求轻松实现升级，如：

设备的增加、移动及改变等。

网络与互联性

建构于Internet和广域网络（WAN）上，通过调制调解器和直连串口连接，能兼容BACnet/IP远端遥控站点和互联网用户的访问。

6.2系统软件特性

时间程序：

对每周，节假日等进行时间排程，每个排程可通过图形日历进行编辑。

报警：

报警显示优先于当前运行的应用程序。

通过MODEM拨出报警到远端站点。

根据报警类型可制定报警处理。

趋势曲线：

将被监视点的多个数据记录以曲线图或文本的形式显示，并存档于数据库内，其数据库可被办公应用软件兼容。

能源消耗记录：

以曲线图或文本的形式，显示以小时或天为单位的能源使用与需求情况。

并存档于数据库内，其数据库可被办公应用软件兼容。

负载限制：

灵活的负载测量，依照负载的优先权减载装置或恢复数字和模拟负载装置。

负载限制策略是根据每天的时间或季节。

在时钟内可观察到结果。

最佳启动：

可根据环境因素自调节运算法则，以调节设备启动时间。

达到最佳启动时间的目的。

租用管理：

班后快速设置及生成租用帐单。

能通过Email发送或打印帐单。

在生成前可查看和调整事件。

时区：

为时间排程建立时区，按时间表直观的对建筑物进行控制。

报表及打印：

具有较大报表容量，能根据系统运行的实时状态，产生连续的报表。