医院楼控应用案例分析

医院楼控应用案例分析肖伟艳，李彪(1．河南财经学院，河南郑州450002；2．河南建达工程建设监理公司，河南郑州450002)摘要：楼宇自控就是把建筑或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、给排水等系统众多分散设备的运行参数、状态等进行分散采集、控制，集中监视、管理。楼宇自控对于维持环境的舒适安全，降低运营成本起着至关重要的作用。本文主要介绍了楼宇自控在某医院的应用。关键词：楼宇自控；监测；监控；DDC中图分类号：TU855文献标识码：A文章编号：1671—9662(2009)01一0048—04医院中不同等级的手术室和净化病房、隔离监护室、精密仪器室、无菌梯等不同场所为保持一定的温湿度、压力、洁净度等，安装了大量的风机、风阀、水阀、加湿器、除湿器、加热器等空气调节机电设备，对室内温湿度、送回风风量和室内外压力等参数进行调节，此外医院的供配电系统、照明系统、给排水系统等也安装了众多机电设备，如何对众多不同类型的机电设备进行控制和管理，使其按照要求最优运行且节能。楼宇自控系统的应用很好地解决了这个问题。楼宇自控系统在医院中的应用也是医院现代化的标志之一。为此，我们在做某医院的楼宇自控系统设计时，根据医院不同场所的特点及需求，力求给医院提供一个安全、高效、舒适、便利的医疗建筑环境，并注重保证手术室等场所的洁净度。在该医院中楼宇自控系统包括五大部分：(1)变配电：有功功率、无功功率、电压、电流、频率和变压器温度的测量，变压器超温报警，各重要回路空气开关状态的监视。(2)立面照明：各回路空气开关的状态检测及控制其开关。(3)电梯：运行状态、上下行状态、故障状态检测。(4)空调：新风机组、空调机组、洁净空调机组的风机状态检测和启停控制，空气温湿度、压力监控，各水泵、水阀、风阀的监控，冷冻水和冷却水冷水回路流量、压力、温度监控，冷水机组的监控等。(5)给排水：各水泵的监控，压力、水位监测。l楼宇自控在医院中的要求(1)使医院中的手术室、病房等场所的温湿度、压力、洁净度达到规定的要求。各风阀、风机等按照工艺要求连锁联动。(2)为医护人员及病人提供一个方便舒适的环境。(3)提高设备运行效率：通过对设备运行状况的监测、诊断和记录，早期发现和排除故障，及时通知维护和保养，保证设备始终处于良好的工作状态。(4)节能：节约能源，减少人力投入。2楼控系统各部分设计2．1变配电系统2．1．1高压配电(1)在高压进线部分装设三相电压变送器、三相电流变送器、有功功率变送器、功率因数变送器，用来监测进线的三相电压、三相电流、有功功率和功率因数。(2)监测进出线回路开关的运行状态信号和故障报警信号，信号为开关量，一般取自“无源”常开接点。2．1．2低压配电(1)监测变压器温度，超温报警，变压器温度一般直接取自变压器，无需另设温度传感器。、(2)在进线部分装设三相电压变送器、三相电流变送器、有功功率变送器、功率因数变送器、频率变送器，用来监测进线的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数和频率。(3)监测进出线回路、联络回路开关的运行状态信号和故障报警信号，信号为开关量，一般取自“无源”常开接点。变配电系统一般只监测，不控制，通过监测高低压配电柜状态，及时提醒维护人员对设备进行维护。各种电量变送器集中安放于变送器箱，有关设计人员应考虑在高、低压开关柜中为楼控系统预留接线端子和为电量变送器预留工作电源。2．1．3立面照明系统立面照明系统主要监测照明回路接触器的运行状态，并通过自动或定时控制其开断来启停各照明回路，使灯具按人们要求的时间点亮或熄灭，既满足照明需要又节约电能。照明回路运行状态信号取自接触器辅助触点，另外取热继电器辅助触点信号作为故障信号的反馈，取转换开关触电信号作为手动／自动状态的反馈。2．1．4电梯楼控系统主要监测电梯的运行状态、上下行状态和故障状态，所有状态信号均取自电梯的电控箱。2．1．5空调(1)冷冻站a．在冷冻水、冷却水供回水管道上分别装设温度传感器，监测冷冻水、冷却水的供、回水温度，以确定供回水温度是否在合理的范围之内。b．在冷冻水供回水管道上分别装设压力传感器。监测冷冻水供、回水压力，并根据供、回水压差，调节压差旁通阀的开度，以维持要求的压差。c．在冷冻水循环泵、冷却水循环泵管道上分别装设水流开关，监测其水流状态。d．在冷冻水供水管道上装设流量计，检测供水流量(两个流量互为校验，综合对比)，并与冷冻水供、回水温差相结合，计算出空调系统的冷负荷，并根据实际冷负荷来决定冷冻机组的启停组合及台数，以便达到最佳的节能状态。e．冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔风机和冷冻机组监测与控制：监测手／自动转换状态，确认设备现是否处于楼宇自控系统控制之下，当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制启停；监测热继电器状态，当供电主回路出现过流、过载等情况下进行报警，提示操作人员并自动停止运行；监测主接触器状态，判断设备是否处于运行状态。f．监测膨胀水箱的高液位、低液位，在水箱液位高于高液位和低于低液位时报警。g．监测水阀的状态，并控制其开度。(2)新风机组图l新风机组监控原理图a．监测风机手／自动转换状态，判断风机是否处在楼控系统控制下，如果处于楼控系统控制时，可控制风机的启停；监测风机供电主回路热继电器状态，当主回路出现过流、过载等情况时报警，并自动停止风机；监测风机主回路接触器状态、变频器状态、变频器故障状态。控制变频器启停，调节风机转速。b．在过滤器上装设压差开关，调节其动作门限，监测过滤器透气度，当压差超过门限值时报警，提示操作人员进行处理。c．在新风入口和送风口装设温湿度传感器，监测新风、送风的温湿度，根据新风温度调节新风入口风阀的开度。并将送风温度与设定值进行比较，根据比较结果对电动水阀进行PID控制。当夏季送风相对湿度高于设定值时，开启除湿压缩机除湿，冬季送风相对湿度低于设定值时，控制加湿器词节，使湿度保持在要求范围内。d．电动调节阀水阀与风机连锁，以保证关闭风机时电动调节阀同时关闭。新风阀与风机连锁，在风机停止运行时，关闭新风阀，阻止室外脏空气的进入。e．在风道内设防冻开关，当新风温度过低时防冻开关动作，相应关闭风机，防止盘管冻裂。f．新风机组设定连续运行．当净化空调机组不运行时，新风机组变频低速运行(由静压控制)，以维持手术室正压。g．在送风管道内设压力传感器，监测送风压力。(3)洁净空调机组图2洁净空调机组监控原理图a．温湿度控制在手术室温湿度控制中强调对湿度的优先控制，这是区别于一般的空调自控系统重要的一点。据研究。相对湿度50％时，细菌浮游10min后即死灭，相对湿度更高或更低时，即使经过2h。大部分的细菌还活着。在手术室等被控区域和洁净空调回风管道处设置温湿度传感器，把所测温湿度与空调区域所要求的温湿度相比较，根据比较结果来调节相应的水阀执行器，加湿执行器。b．微压差和风量控制为防止非洁净空气的污染，高级别的区域相对低级别的区域需要保持一定的微正压，而对传染手术室，则需要其保持相对的微负压。手术室必须保证最小瓤风量的要求，新风量／人、换气次数／h也要满足一定要求。在手术室等有压差要求的区域设置压差传感器。在送风管道设置风速传感器，当手术室等区域静压差未达到设定值时，通过控制送风机和排风机的风速而改变风量以及调节新风和排风电动阀的开度来实现压力调节，相应需控制和监测送风机和排风机的运行频率。当洁净空调所控制的手术室都不使用时，送、排风机均关闭，新风只送入保持正压的风置。当部分手术室使用，部分手术室不使用时，关闭不使用手术室的排风机及回风阀。新风只送入保持正压的风量。排风机与手术室的门连锁，当手术室门打开时，关闭排风机以保持手术室静压。c．监测送风机、排风机手／自动转换状态，判断风机是否处在楼控系统控制下，如果处于楼控系统控制时，可控制风机的启停；监测风机供电主回路热继电器状态，当主回路出现过流、过载等情况时报警，并自动停止风机；监测风机主回路接触器状态、变频器状态、变频器故障状态。控制变频器启停，调节风机转速。d．在过滤器上装设压差开关，调节其动作门限，监测过滤器透气度，当压差超过门限值时报警，提示操作人员进行处理。e．电动风阀与风机联锁，当风机启动时，风阀开启，风机关闭时，风阀关闭。f．在手术室内设置现场控制器，现场控制器直接与DDC相连通讯，方便医务人员在手术室内直接调节室内空气参数。2．1．6给排水监测屋顶高位水箱、膨胀水箱、集水井及地下一层生活水箱水位，并联动启停相关水泵，监视各泵的运行状态、故障状态和手、自动转换状态。报警：水箱极限水位报警，水泵故障报警。3结束语楼宇自控系统在医院中的应用与在一般建筑中的应用有很大不同，一般建筑的楼控系统主要是为人们提供一个舒适、方便的工作、生活环境，而医院的楼控系统主要是为了满足手术室等场所对温湿度、压力、洁净度等更高的要求。二者不同点主要体现在空调系统的结构和对其监控上。参考文献[1]张青虎．智能建筑设计与施工系列图集—楼字自控系统[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002．[2]徐超汉，徐智能．智能大厦楼宇自动化系统设计方法[M]．北京：科学技术文献出版社，1998．[3]刘国林．建筑物自动化系统[M]．北京：机械工业出版社，2003．[4]JGJ49—88．综合医院设计规范[s]．