中央空调控制系统设计报告

课程设计报告指导老师签名：2012年01月12日课程名称：楼宇自动化课程设计题目名称：准格尔旗卫生局中央空调控制系统设计年级专业及班级：2008级智能01班姓名：学号：081305134指导教师：陈虹曹晴峰靳宏评定成绩：教师评语：扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告1扬州大学能源与动力工程学院楼宇自动化课程设计任务书一、目的和要求目的：通过本次设计使学生在学习《楼宇自动化技术与应用》课程的基础上，能够运用计算机控制技术、网络技术和其他相关的基本理论和方法完成楼宇自动化控制系统设计的方案设计；进行测点的的选定；设备选型；施工图设计，了解系统设计的全过程。能达到系统的巩固所学的理论知识与专业知识，并扩大知识面，使理论联系实际。在指导教师的指导下能独立解决有关工程的系统方案设计、测点确定、设备选型和施工图设计问题，从而表现出有一定的科学性与创造性，提高设计、绘图、综合分析问题与解决问题的能力。要求：学生应严格按照指导老师的安排有组织、有秩序地进行本次设计。先经过老师辅导、答疑以后，学生自行进行设计，完成主要工作以后，在规定的时间内再进行解疑、审图后，每位学生必须将全部设计图纸外加说明书和封面装订成册。二、设计条件在《楼宇自动化技术与应用》、《计算机控制技术与应用》课程学习的基础上，进行楼宇自动化控制系统设计或中央空调自动控制系统方案的设计，并完成控制系统施工图设计和方案说明。三、设计内容及图纸要求用计算机按电气制图标准规定绘制A3图纸，完成下列内容：1.空调控制系统图（或其他控制系统图）；2.中央空调控制系统拓扑结构图（或其他控制系统图）（或其他控制系统图）；3.测点一览表；4.DDC直接数字控制器、控制系统所用到的设备、检测仪表和执行机构选型；5.课程设计报告。目录扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告21绪论……………………….……………………………….……………………………31.1工程概况………………………….…………....………………………………………31.2工程意义……………………………………………………………………………41.3设计要求……………………………………………….………………………………….51.4设计依据………………………………………………………..……………………52.中央空调一般控制系统方案综述…………………………..……………………..………63.风机盘管加新风空调系统综述………….……….……..…….………………....…….…..74.定风量空调控制系统设计………..….………………………………………………84.1系统的总体设计……………..……….…………………………………………………84.2冷热源、冷热水控制、监测系统设计…….….…...……………………………………104.3新风机组、中央空调机组的控制系统设计………….…….…………………………124.4定风量空调控制及监测原理图………..……..………………………………………154.5风机盘管的控制系统设计………………...………………………………………154.6测点一览表………………………………………………………………………………165.设备选型…………………………………………………………………………176.中央空调控制系统拓扑结构图…………………………………..………………207.个人总结……………………………………………………………………………21主要参考文献…………………………………………………………..…………………21附录课程设计图纸1.绪论扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告31.1工程概况准格尔卫生局位于内蒙古自治区伊克邵盟准格尔旗忔堵镇。本次设计为1栋办公楼，占地面积约70亩。地上5层，首层为架空层，其功能为车库、设备及电气用房;1至4层均为办公、会议室等。在暖通空调负荷计算之前，按照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的要求，配合建筑专业对建筑围护结构热工进行了详细计算。通过计算使建筑热工设计满足节能标准的要求，为暖通空调节能设计奠定基础。执行要求总体要求：空调主机设备、终端及机房设备的设计、制造、检验、运输、调试、运行、卫生、验收需符合国家最新标准。《公共建筑节能设计标准》GB50189－2005《地源热泵系统工程技术规范》GB50019－2005空调负荷计算以建筑热工计算的围护结构热工性能参数为基础，根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005第5.1.1条的规定，对该建筑的冷热负荷进行了计算。暖通空调系统及方式基于以上负荷计算，通过对建筑性质的分析和各方面综合比较，本工程空调系统采用了以下形式:1、办公、会议、走廊等公共场所采用风机盘管加新风系统。2、车库采用采暖系统，设平时通风和火灾时排烟系统。3、变配电室、消防控制室等采用了带独立冷热源的分体空调器。考虑《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005要求以上系统方案和方式，充分考虑了《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的要求，具体体现在以下方面：1、按使用时间和用途划分空调分区，充分利用室外自然环境降温。2、风机盘管的供回水支管均设电动调节两通阀及三速开关，可根据室温自动控制进出风机盘管的水量。3、新风系统均采用了旁通型新风换气热回收系统。在过渡季节采用直流方式通风，即节能又可提高室内空气品质;在冬夏季空调季节可回收排风中的冷、热量。回收效率不低于70%。扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告44、高大空间采用分层空调方式，仅对空调高度区域送风;大空间采用全空气空调方式，过渡季节采用全新风。5、车库内的排风机均采用双速风机，并且采用了多系统、小风量的设计方案，以便于根据停放车辆的多少，决定风机的转速和台数，以实现节能。空调冷热源及水系统1、本工程六栋楼设集中冷热源机房，为各单体建筑提供空调冷热源。通过各种方案的综合比较，最终选择采用2台制冷量为232KW的螺杆式冷水机组，满足各个建筑夏季冷负荷的要求。冬季热源由城市集中供热管网提供0.6MPa的高压蒸汽，经4台2700KW的换热器换热后提供。2、空调水系统采用两管制二级泵变流量冷、热水系统。夏季冷冻水供回水温为5/12℃，冷却水进出水温为32/37℃，冬季二次空调水温为5/12℃。3、以上空调冷热源及水系统设备和方案的选择也充分体现了《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的要求，具体表现为:1)冬季热源由城市供热管网提供，满足《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005对热源优选的要求。2)螺杆式冷水机组设备的制冷系数(CPO)满足《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的要求。3)冷却塔采用变频型，其电机的功率消耗随着制冷机组的负荷及环境温度的变化自动调节，从而达到节能效果。另一方面，进塔的风量绝大部分时间在低于设计值状态下运行，使冷却塔的蒸发损失随着降低，飘逸损失也会减少。4)空调水系统采用分环路二级泵变流量形式，二级泵采用变频电机，并且根据系统阻力的不同选用二级泵，提高了水泵的输送系数。5)换热器一次水供水管设电动阀，冷水机组供回水管道上设置电动两通阀，使系统总水量随负荷变化而变化。1.2工程意义我国20世纪60年代中期至70年代，由于片面的强调降低基本建设的造价和减轻结构自重，导致一再削弱维护结构的保温隔热水平，采暖和空调能耗大，经济和社会效益都很差。现我国建筑用能已接近全国能源消费总量的1/3。就目前中国居民的消费水平和消费习惯而言，居住建筑能耗与公共建筑或国外居住扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告5建筑相比是非常少的。居住建筑提倡节能设计，目的是提高人们生活的舒适性。而公共建筑提倡节能设计才是建立集约型社会的关键环节。公共建筑分为以下几类：办公建筑(写字楼、政府部门办公楼)，商业建筑(商场、金融建筑),旅游建筑(旅馆、娱乐场所)，科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗、卫生、体育)，通信建筑(邮电、通讯、广播)以及交通运输(机场、车站等)。有数据显示：就政府部门办公楼每年所消耗能量相当于全国八亿农民全年全部的能耗：办公室里夏天穿毛衣御寒、冬天衬衣短袖解署、白天亮灯办公、热水机饮水机下班后没人关。现在全球范围内已开始能源紧张，尤以中国较为严重，随着中国经济的高速发展,对能源的使用和节约就更加迫切了。准格尔旗卫生局中央空调控制系统设计，是节能要求中应首先引起重视的建筑类型。本次设计从建筑热工计算入手，在暖通空调节能方面做了多方面努力，使本次工程设计满足了节能50%这一节能目标。1.3设计要求1）设备保证是符合中华人民共和国最新执行标准，须为国内外知名品牌并通过国家、行业检测中心检测合格的设备。2）产品及其所有零部件应是技术先进、设计正确、结构合理、安全可靠、节省能源、遵守机械、电器及建筑方面的通用技术要求，维护方便。制造产品的材料应具有足够的强度和合适的性能，且为原厂生产，并有该厂商标。产品必须是最新制造生产，不得有生锈、陈旧、过时的配件。1.4设计依据《公共建筑节能设计标准》GB50189-20051.4.1选配空气过滤器时，应符合下列要求：1．粗效过滤器的初阻力小于或等于50Pa（粒径大于或等于5.0μm，效率：80％E≥20%）；终阻力小于或等于100Pa；2．中效过滤器的初阻力小于或等于80Pa（粒径大于或等于1.0μm，效率：70％E≥20％）；终阻力小于或等于160Pa；3．全空气空气调节系统的过滤器，应能满足全新风运行的需要。1.4.2空气调节风系统(包括空气调节机组)应满足下列基本控制要求：1．空气温、湿度的监测和控制；2．采用定风量全空气空气调节系统时，宜采用变新风比焓值控制方式；3．采用变风量系统时，风机宜采用变速控制方式；扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告64．设备运行状态的监测及故障报警；5．需要时，设置盘管防冻保护；6．过滤器超压报警或显示。2．中央空调定风量控制系统方案综述中央空调系统的所有空气处理设备(包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等)都设在一个空调集中的空调机房内，其特点是，经集中设备处理后的空气，通过风道分送到各空调房间。主要包括以下几个部分:(1)进风部分(2)空气过滤部分(3)空气的热湿处理部分(4)空气输送和分配部分(5)冷热源部分全空气系统分为定风量和变风量两种。变风量空调系统简称VAV系统（VariableAirVolumeSystem），它根据被控区域空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调系统的送风量，从而保证室内参数达到要求。对于一个风系统服务于多个房间时，采用变风量空调系统可以使每个房间的变风量末端装置随该房间温度的变化自动控制送风量，使得空调房间过冷或过热现象得以消除，也使能量得以合理利用。该工程采用中央空调定风量控制系统。定风量CAV(ConstantAirVolume)系统是指当室内空气余热Q值发生变化而又需要使室内温度保持不变时，可将送风量固定，而改变送风温度的控制的系统。定风量控制系统的原理是：通过改变送风温度来满足室内冷（热）负荷变化。若向室内吹冷风，送入室内的冷量是：Q＝cρL（tn－ts）式中，c是空气的比热容；ρ是空气密度；L是送风量；tn是室内温度，ts是送风温度；吸收（或送入）室内的热流量。风机以恒速运行，从而保持风量的恒定，仅通过改变送风温度来进行空气的温度调节根据空气处理设备的集中程度，空调系统分为:集中式空调系统，半集中式空调系统和分散式空调系统；集中式是指所有的空气处理设备均设在一个集中的空调机房内。半集中式除了集中空调机房（主要处理室外新风）外，还包括分散放在空调房间内的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。全分散式没有集中空调机房，而是完全采用组合式设备向各房间进行空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告7类，如各房间的空调器等。集中式和半集中式也可通称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。集中式、半集中式空调系统和全分散式空调系统相比，具有以下优点：空调效