第二章建筑设备管理系统

第二章建筑设备管理系统2.1建筑设备管理系统概述2.2供配电设备监测系统2.3照明监控系统2.4空调监控系统2.5给排水监控系统2.6电梯监控系统2.1建筑设备管理系统概述•建筑设备管理系统的概念•建筑设备管理系统的功能•建筑设备管理系统的体系结构建筑设备管理系统的概念•建筑设备管理系统（BMS，buildingmanagementsystem）•采用计算机及网络技术、自动控制技术和通信技术，对建筑设备监控系统（BAS，BuildingAutomationSystem）和公共安全系统（PSS，publicsecuritysystem）实施综合管理•确保建筑物内舒适和安全的办公环境，通过对建筑设备综合管理降低建筑能耗。建筑设备管理系统的功能•实现以最优控制为中心的过程控制自动化，按预先设置好的控制程序、根据外界条件、环境因素、负载变化等情况自动调节各种设备，使之运行在最佳状态，确保稳定、可靠、经济地运行•实现以运行状态监视和计算为中心的设备管理自动化，对建筑设备的运行状态进行监视，自动检测、显示、打印各种设备的运行参数及其变化趋势或历史数据，对建筑设备统一管理、协调控制•实现以安全状态监视和灾害控制为中心的防灾自动化。对建筑内的人员和财产的安全进行有效的监视，及时预测、预警可能发生的灾害事件，当突发事件时，所有建筑设备能够实现一体化的协调运转，以使灾害的损失减到最小•实现以节能运行为中心的能量管理自动化。自动进行对水、电、气等的计量与收费，自动提供最佳能源控制策略，自动监测、控制设备的用电量以节约电能建筑设备管理系统的体系结构建筑设备管理系统BMS建筑设备监控系统BAS公共安全系统PSS安防技术防范系统SAS火灾自动报警系统FAS应急联动系统IERS安全防范综合管理系统入侵报警系统视频安防监控系统出入口控制系统电子巡查管理系统访客对讲系统停车场管理系统有线/无线通信指挥调度系统多路报警系统消防|建筑设备联动系统消防|安防联动控制系统应急广播|信息发布|疏散引导联动系统火灾探测报警系统可燃气体探测报警系统电气火灾监控系统消防联动控制系统供配电设备监测系统照明控制系统空调控制系统给排水控制系统电梯控制系统2.2供配电设备监测系统•供配电设备及监测的意义•供配电设备监测的内容及作用•供配电监测系统的基本功能•低压配电系统监测供配电设备及监测的意义•供配电系统对由城市电网供给的电能进行变换处理、分配，向建筑物内的各种用电设备提供电能•供配电设备：高压配电和变电设备、低压配电和变电设备、电力变压器、应急电源和直流电源设备、电力参数检测装置等•监测的意义：保证供电的可靠性，电力供应管理和设备节电运行，是智能建筑最基本的监测对象之一。供配电设备监测的内容及作用•监测内容：供电配电系统、变电配电设备、应急(备用)电源设备、直流电源设备、大容量不停电电源设备，供电配电系统的各级开关设备的状态、主要回路电流、电压及一些主要部位的电缆温度•作用：预测并防止事故的发生，在事故发生后，及时地判断故障位置和故障原因；保障安全可靠供电，实现用电计量、用户用电费用分析计算以及用电高峰期对次要回路的控制等供电配电监测系统的基本功能①中压开关与主要低压开关的状态监视及故障报警②中压与低压主母排的电压、电流及功率因数测③电能计量；④变压器温度监测及超温报警；⑤备用及应急电源的手/自动状态、电压、电流及频率监测⑥主回路及重要回路的谐波监测与记录；低压配电系统的监测有原理TEETFQpAIDIAIAIAI3AIDI高压进线DI留空主变压器温度检测主接器状态进线频率/无功功率进线功率因数检测进线电流检测进线电压检测有功功率检测低压出线触器状态联络柜母线断路器状态监测点类型DIFQp3AIITITΦΦAIAIET高压进线AIDIAITE低压出线触器状态进线频率/无功功率有功功率检测进线功率因数检测进线电流检测主变压器温度检测主接器状态进线电压检测2.3照明监控系统•照明监控的意义•照明监控的实现•智能照明控制系统的组成•智能照明控制系统功能•智能照明控制系统的特点照明监控的意义及内容•照明质量的好坏直接影响人们的工作效率和视力保护，通过照明设计和照明控制还可以烘托建筑造型、美化环境。•照明用电量仅次于空调用电量•监控的意义：保证照明质量，节约能源•监控的内容：包括建筑物各层的照明配电箱、应急照明配电箱以及动力配电箱。照明监控系统的实现•传统的照明监控系统采用集散控制方式，分别对不同的照明设施或照明区域进行控制（比如走廊、楼梯；办公室；障碍照明、建筑物立面照明；应急照明等）•在智能建筑中多采用分布智能照明控制方式（智能照明控制系统），其控制功能丰富、灵活，节约能源、延长灯具寿命、提高照明质量。智能照明控制系统组成系统电源四路调光器萤光灯调光器电子整流器萤光灯PC接口场景控制器红外传感器触摸屏亮度传感器移动探测器Neo开关灯具智能照明监控计算机220Vac36VdcLN智能照明控制系统功能•中央监控（在监控屏幕上仿真照明灯具的布置情况，显示各灯组的开灯模式和开/关状态，调节照明的现场效果）•场景预设•亮度调节•定时、时序控制灯并统计灯具启动时间、累计记录•软启动、软关断•自动/手动转换•设置与其他系统连接的接口（如建筑设备监控系统），以提高综合管理水平智能照明控制系统的特点①人性化：可实现场景控制、定时控制、多点控制等各种控制方案，方案修改与变更容易②智能管理：将传统的开关控制照明灯具的通断，转变成智能化的管理，确保照明的质量③节约能源：利用传感器感应室外亮度自动调节灯光，保证室内最佳照明环境，并达到节能的效果；分区域进行照度设定，按设定好的时序进行自动开、关照明，最大限度地节约能源④延长灯具使用寿命：智能照明系统设置抑制电网冲击电压和浪涌电压装置，并人为地限制电压，采取软启动和软关断技术，避免灯具灯丝的热冲击，使灯具寿命延长2.4空调监控系统•空调系统与智能建筑•空调系统的分类•新型空调系统•空调制冷方式•溴化锂吸收式制冷机及其监控•冷冻水/冷却水系统及其监控•热力系统监控•新风机组及其监控•空调机组及其监控空调系统与智能建筑•空调系统用于创造良好的室内空气环境，根据季节变化提供合适的空气温度、相对湿度、气流速度和空气洁净度，以满足舒适性，提高工作效率。•在智能建筑中，由于使用大量的办公设备和电气设备，空调负荷中这些电气设备发热量引起的负荷较大，因此，智能建筑中内区可能会出现全年供冷的状况，夏季智能建筑的空调冷负荷可以达到一般办公大楼的1.3～1.4倍，冬季热负荷仅为一般办公大楼的50%。空调系统是智能建筑的一个重要组成部分，其监控是建筑设备监控系统中重要的内容。空调系统的分类•集中式空调系统将所有空气处理设备（包括输送设备风机、水泵等）都集中在一个空调机房内，由送风机把处理后的空气，经风道送到个空调房间。由于处理空气量较大，需设集中冷源和热源。•半集中式空调系统对空气既有集中处理又有局部处理装置。如风机盘管加新风系统，新风经过新风机组集中处理后送至各房间，房间内设有风机盘管等末端装置，对空调房间的空气作进一步的补充处理。（集中式和半集中式系统统称为中央空调系统）•局部空调系统由分散在各空调房间内的空调机组承担空调任务，该机组将冷、热源和空气处理、输送设备集中设置在一个箱体内，例如窗式空调器、恒温恒湿机、冷风机组等。新型空调系统•背景空调：大开间不封闭的单独工作单元空调、照明、通信线路、办公网络接口俱全，采用送风到地板下布线空间的方式，通过地板送风口或地面送风柱将空调空气送入室内，再经过顶棚空间回风，整个空间温、湿度均匀•桌面空调：在每一单元的工作桌下设送、回风混合的循环风机，送风至桌面风口，满足个人对环境条件的不同需求，可以根据个人习惯和爱好进行调节。•“森林浴空调”：在办公楼中专辟一间休息室，周围墙壁绘上森林风光的巨幅壁画，空调系统加入植物香型和负离子，立体声音响放送轻柔的背景音乐和鸣声，进入休息室宛如置身大森林，使人心旷神怡、提高工作效率。空调制冷方式•空调制冷方式有压缩式制冷和吸收式制冷•压缩式制冷通常以氟利昂或氨为制冷剂，吸收式制冷有溴化锂吸收式制冷和氨吸收式制冷，因为氨具有一定的毒性和可爆性，对人体和安全有危险，所以在空调系统中一般采用溴化锂吸收式制冷•冰蓄冷是让制冷设备在电网低负荷时工作，将冷量贮存在蓄冷器中，供空调系统高峰负荷时使用，而且通过“削峰填谷”调节电网负荷，缓和供电紧张状况。（1）压缩式制冷机•由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等装置组成，压缩机将制冷剂（气体）压缩后送入冷凝器被冷却水冷却后变成液体（释放的热量被冷却水带走，通过冷却塔由冷却风机将热量散发出去），液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发，使蒸发器中的冷冻水降温，为空调系统提供冷源，而蒸发为气体的制冷剂再经压缩机压缩，重复以上过程，保证源源不断地向空调系统提供冷冻水。冷却塔冷凝器蒸发器压缩机冷却水泵冷冻水泵冷冻回水冷冻供水膨胀阀溴化锂吸收式制冷机•也是利用制冷剂在相变过程中吸热制冷的原理，与压缩式制冷不同的是利用溴化锂溶液中的水作为制冷剂，溴化锂溶液中的水在低压下吸热蒸发，所产生的水蒸汽在冷凝器中冷凝成水，而后通过膨胀阀进入蒸发器吸热蒸发，使蒸发器内的冷冻水降温，提供空调供冷。•溴化锂吸收式制冷机由发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器、节流阀、输送泵等组成M冷冻水回水冷冻水供水45769123蒸汽108图中：1.蒸发器；2.吸收器；3.溶液泵；4.发生器；5.冷凝器；6.节流阀；7.节流阀；8.冷冻水泵；9.冷却水泵；10.冷却塔溴化锂吸收式制冷机监控内容•通过测量冷冻水供水温度，由控制器控制发生器加热蒸气阀门的开度，控制加热蒸气的流量，改变发生器产生的制冷剂水蒸气量,从而改变经过冷凝器后产生的冷凝水量，也就改变了蒸发器内的水量，从而来维持冷冻水温度恒定•对水泵、风机等动力设备实现启停控制•水泵、风机运行状态及故障监测；•冷冻水进出水温、进水压力、出水流量监测；•冷却水出水温度、流量及压力测量；•蒸发器真空度、发生器压力测量等。制冷系统的组成冷水机组1冷水机组2PMTTF冷却水泵冷冻水泵PM空调供水空调回水冷却塔进水冷却塔出水制冷系统监控•顺序启停：开启冷冻水泵与阀→开启冷却水泵和阀→开启冷机，停机顺序相反•冷却水温度控制：根据冷却水供水主管上温度感应器上的水温信号控制冷却塔的台数和冷却塔的风机转速•冷却水供、回水干管上的旁通电动水阀控制：在天气较冷的季节，当风机全部关闭，水温仍低于规定温度时，则开启旁通电动水阀，以达到规定温度。•能量控制：根据冷冻水供、回水温差和水流量可计算总的冷量。控制器根据该冷量信号以最佳能量控制方法来开启或关闭冷水机组，实现节能•冷冻水供回水压差控制：冷冻水供回水主干管之间旁通管上设有电动旁通水阀，控制器通过供回水主干管之间的压差信号控制电动旁通水阀的开启，保持供回水主干管之间的压差恒定，保持用户侧的管路系统的水力工况的稳定，保证冷水机组的冷冻水量，保护机组。空调主机房监控M风机M风机MMFS6MFS1制冷机集水器分水器M△PMMM制冷机FTT1MFS4FS5FS2FS3MT3T4TVT2膨胀水箱LVLT2DO,4DI冷却塔风机电机启停控制、运行及故障状态8DO,8DI冷却塔进、出水阀门的启停控制3DO,6DI冷却水泵启停控制、运行及故障状态3DI水泵水流开关状态2AI冷却塔进、出水温检测4DO,4DI冷冻机组冷却水阀门开关控制4DO,4DI冷冻机组冷冻水阀门开关控制AI冷冻水回水温度检测3DO,6DI冷冻水泵启停控制、运行及故障状态3DI水泵水流开关状态2AI,2AO冷冻水压差旁通调节AI冷冻水供水流量检测AI冷冻水供水温度检测监控点类型2DO,4DI冷冻机组启停控制、运行及故障状态检测2DI,1DO膨胀水箱液位检测及电磁阀开关控制空调主机房监控的主要功能•中央站按预先确定的时间程序来控制制冷机组的启停，并监测各设备的工作状态，显示各设备的运行参数•分站中的DDC控制器按预先确定的程序对中央站内设备启停、运行台数、供回水干管压差及备用设备自