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楼宇自控系统
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楼宇自控系统
1.1.1数据中心
1. 系统概述
江森BAS系统利用先进的计算机监控技术对数据中心项目内的各种楼宇设备进行集中监控,为数据中心内的工作人员及其它相关人员提供舒适、便捷、健康的工作环境,并在此基础上通过资源的优化配置和系统的优化运行实现节能。
系统能对各子系统的工作程序、工作参数、启停状态、故障情况等自动进行监测、控制;各设备工作异常时,能发出异常状况或故障情况的报警信号,并同时判断出故障性质、具体位置及设备类型、编号,并给出故障处理的信息;系统能提供各设备的日启、停状态,高低峰值,实时运行值等数据,以画面形式显示记录、并以表格和曲线等形式打印记录。
数据中心项目是一个具有高科技含量和高文化品位的现代化数据中心,里面分布着大量的空调通风、冷源、给排水等一系列机电设备。
(1)如何将这些设备有机的结合起来,达到集中监测和控制,提高设备的无故障时间,给投资者带来明显的经济效益;
(2)如何能够使建筑群的机电设备经济的运行,既能够节能,又能满足工作时舒适度的要求,并在运行中尽快的将效益体现出来;
(3)如何提高综合物业管理综合水平,将现代化计算机技术应用到管理上提高效率。这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。2. 系统架构
METASYS MSEA系统采用了江森公司最新的一代基于 Web 技术的MSEA系统结构,结构示意如图:系统采用分布式集散控制方式的两层网络结构,管理层建立在以太网络上,控制层支持LONTalk及其他工业标准协议,两个层面均可以自由拓朴,灵活的结构为系统实施和维护带来最大的便利。管理层网络以综合布线为物理链路,通过标准TCP/IP通讯协议高速通讯,主要设备包括 IBMS 服务器、管理工作站、现场便携终端、网络控制引擎等提供高速通讯,系统基于浏览器/服务器(Browser / Server)结构。
3. 系统特点
数据中心基础设施的性能和能力可以保证任何计划性活动不会引起关键负载的中断。容错能力也为基础设施提供能忍受至少一次的最糟糕的情况——非计划性故障或非关键性负载事件的冲击。这需要同时活动的两条配送途径,通常是双系统(S+S)的配置。从电力角度来说,需要两个独立的(N+1)UPS系统。根据消防和供电安全规范的要求,还会有由于火灾报警或启动了紧急停电程序而导致的停机事件发生。数据中心需要所有的计算机硬件有双电源输入。数据中心的可用性为99.995%。
江森控制系统管理冷源主机的运行模式,并且能够实现各种模式之间的转换,能够完成电制冷模式、预冷模式、自由冷却之间的安全过渡。同时,配合机组特性,合理控制冷却水温,并优化机组输出逻辑,保障系统运行在最佳效率点。同时:
• 适应不同地域环境下的控制;
• 适应板换与机组并联或串联结构下的控制;
• 内置York机组特性曲线,实现优化的节能控制;
• 允许全自动或半自动切换自由冷却模式;
• 冬季防冻控制;1.1.2商业
1. 系统概述
商业楼的楼控系统有其特殊性。其运营耗能大,功能分区多,机电设备种类繁多、位置分散、能耗设备占的比例大,新风量需求量大。
江森BAS系统利用先进的计算机监控技术对数据中心项目内的各种楼宇设备进行集中监控,为数据中心内的工作人员及其它相关人员提供舒适、便捷、健康的工作环境,并在此基础上通过资源的优化配置和系统的优化运行实现节能。2. 系统架构
METASYS MSEA系统采用了江森公司最新的一代基于 Web 技术的MSEA系统结构,结构示意如图:
3. 系统特点
对于商业项目,江森楼宇自控系统的监控有其针对性。
(1)建筑物特点
运营耗能大:
由于商业建筑物是高层结构,建筑面积大、公共场所多,因而运营耗能大,而且空调与照明等设备负荷变化也很大,必须要对整个楼内的耗能设备进行严格监控。据统计在建筑的运营费用中,空调与照明系统的能量损耗约占整个建筑能量损耗的50%以上。所以要对建筑物内的空调及照明系统进行实时监控和节能管理,合理控制机组的开启数与运行时间。
功能分区多:
每个区域工作时间不同,对工作环境/湿度要求也各异,所以对于暖通空调、照明、机电设备的运行管理要求也就不同。
地下汽车库设机械送排风系统,排风系统按每小时不小于6次换气量设计,机械送风按排风量的50%设计,不足部分由车道自然补风。
水泵房、冷冻机房、变配电房等设备用房均设机械送排风系统,换气次数按6~8次/小时设计。
卫生间均设机械排风系统。
(2)机电设备特点
机电设备种类繁多、位置分散、能耗设备占的比例大:
设备种类包括制冷机组及其冷却塔、水泵等辅助设备、供热及热交换设备、空调及新风机组、给/排水设备、送/排风机、照明设备、电梯等。这些机电设备位置分散、遍布整个楼内。
(3)新风量需求量大
商场因为人员集中、人流量大,根据卫生要求,建筑内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多,将增加新风耗能量。BAS系统可以通过实施新风量控制在满足室内卫生要求的前提下,减少能耗,有显着的节能效果。有以下几种方法:
采取固定新风量的方式是不够精确的,因为随着季节和时间的变化以及空气的污染情况,室外空气中CO2浓度是变化的,同时室内人员的变化自然对新鲜空气的需求也发生变化,所以最为合理的方式是根据室内或回风中的CO2浓度,自动调节新风量,以保证室内空气的新鲜度,控制功能较完善的建筑设备自动化系统可以满足这些控制要求。
根据商场内人员的变动规律,采用统计学的方法,建立新风风阀控制模型,以相应的时间而确定运行程序进行过程控制新风风阀,以达到对新风风量的控制。
因此,BAS系统针对不同的室内外环境和设备使用情况,我们的控制策略基于舒适性和节能的双重考虑,不仅实现对商场内的各种机电设备的控制,并依据它们之间内在的联系,实现对整个系统的连锁控制。另外,BAS系统通过通讯接口从水、电计量系统取得设备的能耗统计数据并进行各种分析与处理,进而优化系统控制参数、制定维护计划,使机电设备在稳定工作的基础上,最大限度的节省能源,降低后期运行和维护成本。
1. 系统概述
大型公共建筑功能的实现是以各类机电设备系统运行为基础,空调、给排水、照明的能耗要占建筑运行能耗的70%,仅空调系统的运行能耗就占各系统总能耗的40%以上。所以,在进行大型公共建筑节能研究时,解决机电设备的节能问题是核心,江森楼宇自控系统能够合理的解决公建项目的节能问题。
2. 系统架构
METASYS MSEA系统采用了江森公司最新的一代基于 Web 技术的MSEA系统结构,结构示意如图:
3. 系统特点
基于对大型公共建筑的了解,江森楼控系统通过能源监测管理技术、建筑智能化技术、变频技术等综合节能技术的应用,从节能管理层面、设备改造层面、运营服务层面,提出大型公共建筑机电设备节能整体解决方案,以满足建筑功能为前提,帮助建筑实现能效提升。
节能管理——建立楼宇能效管理中心,提升节能管理水平
江森楼控系统从管理角度使建筑获得能效提升,同时,对稳定节能效果也起到一定的作用。用能单位可以从管理中心获知每日用电情况,并及时对异常情况进行调整。
设备改造——从建筑机电设备运行改善入手,解决建筑高能耗及环境改善问题。
(1)中央空调系统节能
中央空调系统作为大型公共建筑最主要的用电设备,针对它的节能不仅能为建筑整体运营成本的下降带来最大、最直接的效益,同时,还对改善建筑环境空气质量有着非常重要的意义。
①制冷主机的节能控制
通过优化主机运行模式、设定运行参数,调节制冷主机供回水温差及冷冻、冷却水流量,以提供制冷主机的运行效率,从而实现制冷主机的最佳COP值;
②空调水系统节能控制
对冷却、冷冻水循环及冷却塔系统分别温度传感器、压差传感器和流量传感器等,实现符合负荷要求的合理性调节。
③空气处理机的节能控制
加装空调处理机变频控制系统,优化空调机组的控制模式,对风系统各支管路风阀进行节能控制,保证各空调区域换气次数和压力平衡,并通过合理利用新风取得优化节能的效果;
④排风系统的节能控制
排风系统的改造不仅可以起到节能降耗的效果,还可以提高建筑内的热舒适性。对风系统各分支管路风阀进行检测,保证各区域送风的平衡,提升建筑内的空气品质,进而实现节能与热舒适度的结合。
(2)照明系统
根据建筑物的实际用能需求,江森楼控系统通过提供经济技术指标良好的照明节能方案,帮助用户实现节能目的。
对公共照明区域,还采用自动化控制手段,实现对公共照明系统按各种模式实现分时、分区、分线路的群控功能。
(3)供配电系统
运营服务——实时监测系统的运行状态,提供在线持续节能服务,稳定节能效益。
在实施节能改造后,用户可以获得设备运行状态的数据服务。同时,针对实时监测的情况,利用控制策略进行的节能调节,保证了建筑末端环境的温湿度、照度、二氧化碳浓度等的要求。
大型公共建筑节能核心目标
打造高舒适、低能耗的建筑运行环境,实现四大目标:
提升管理水平,打造智能建筑;改善环境品质,实现健康舒适;优化系统运行,延长设备寿命;降低整体能耗,减少运营成本。
1.1.4酒店
1. 系统概述
BAS系统利用先进的计算机监控技术对数据中心项目内的各种楼宇设备进行集中监控,为数据中心内的工作人员及其它相关人员提供舒适、便捷、健康的工作环境,并在此基础上通过资源的优化配置和系统的优化运行实现节能。
系统能对各子系统的工作程序、工作参数、启停状态、故障情况等自动进行监测、控制;各设备工作异常时,能发出异常状况或故障情况的报警信号,并同时判断出故障性质、具体位置及设备类型、编号,并给出故障处理的信息;系统能提供各设备的日启、停状态,高低峰值,实时运行值等数据,以画面形式显示记录、并以表格和曲线等形式打印记录。
数据中心项目是一个具有高科技含量和高文化品位的现代化数据中心,里面分布着大量的空调通风、冷源、给排水等一系列机电设备。
(1)如何将这些设备有机的结合起来,达到集中监测和控制,提高设备的无故障时间,给投资者带来明显的经济效益;
(2)如何能够使建筑群的机电设备经济的运行,既能够节能,又能满足工作时舒适度的要求,并在运行中尽快的将效益体现出来;
(3)如何提高综合物业管理综合水平,将现代化计算机技术应用到管理上提高效率。这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。2. 系统架构
METASYS MSEA系统采用了江森公司最新的一代基于 Web 技术的MSEA系统结构,结构示意如图:
对于酒店项目
1. 酒店大堂的温度控制:大堂是酒店的门面,一天24小时都对客人开放,没有休息时间。全年都需要空调,但是空调的负荷是不同的。因为大堂的人流分布比较有规律,一般早晨入住的旅客多,中午离店的旅客多,呈现两段有规律的尖峰时段;其余时间旅客往来则比较随机,这样造成大堂空间的热负荷也呈现有规律的波动。楼控系统根据这种负荷曲线提前调整控制状态,及时保证室内的温度舒适性,减少控制动态波动的能源耗费,根据不同时间段调整空调机组和冷水机组的运行工况和效率,以实现节能控制。
2. 客房温度的控制:客房的房态监控应做成联网控制形式。
有客人时客房温度主要由客人自主调节,以满足客人感受为第一要任。但在其余房态下,空调一般不完全关闭,而是开到1/3工况,以保证房间内家具的保养和寿命,并维持整体酒店的温度平衡。
3. 楼层温度的控制:大部分酒店,尤其是旅游观光酒店,都有旺季和淡季之分。即使在淡季,客人的舒适度需要也不会改变。但这时如果将大楼的所有机组都打开则会造成大量的能源空耗,增加酒店运营成本,甚至造成入不敷出的局面。楼控系统仅控制相关区域设备的启动就可以了。
4. 设备区和厨房温度控制:设备区包括洗衣房、设备用房等。这些用房一般都面积大、空间大、设备多、发热量大,对空气舒适度要求不高,但要求空气流动量较好,能带走设备发出的热量,以保证人员工作效率和提高设备使用效率和寿命。所以室外新风的供给量和换气次数应根据房间体积、发热量、耗氧量来调整到合适范围,决不能盲目供应。
5. 停车场空气控制:停车场的空气质量要求不高,只要达到室内空气环境品质的正常值或最低值就可以了。可以通过CO2浓度、CO浓度与烟雾浊度含量等的检测,利用江森楼控系统设置手动、自动操作,启停送、排风机,控制送风和排风量。
6. 室内照明控制:室内照明大体上可分为营业场所(大厅、餐厅、客房)、内勤办公场所和公共空间(走廊、洗手间)等。一般常用的控制方式有:配合时序控制器、配合昼光感知器或照度计、利用热感开关装置、构建整体群控式照明控制系统等。
7.针对不同的室内外环境和设备使用情况,我们的控制策略基于舒适性和节能的双重考虑,不仅实现对酒店内的各种机电设备的控制,并依据它们之间内在的联系,实现对整个系统的连锁控制。另外,BAS系统通过通讯接口从水、电计量系统取得设备的能耗统计数据并进行各种分析与处理,进而优化系统控制参数、制定维护计划,使酒店机电设备在稳定工作的基础上,最大限度的节省能源,降低酒店后期运行和维护成本。
8. 提高室内温湿度控制精度:依据热负荷补偿曲线来设置浮动的设定点,这样可以更加有效的自动调整室内温度设定值,使其在酒店负荷允许的范围内尽可能的节省能量。
采用江森楼控系统的智能建筑,不仅可以按照设定自动调节室内温湿度,还可以根据室外温湿度的和季节变化情况,改变室内温度的设定,使的更加满足人们的需要,充分发挥空调设备的功能。空调系统温度控制精度越高,不但舒适性越好,同时节能效果也越明显。据实际数据计算,节能效果在15%以上。
9. 新风量控制,在满足室内卫生要求的前提下,减少新风量,有显着的节能效果。
10. 机电设备最佳启停控制,对于酒店内那些在夜里不需要开空调的区域或房间,为了保证工作开始时环境的舒适,就需要提前对其进行预冷或预热。另外,室内温度是惯性很大的被控对象,提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大,江森楼控系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制,可以在保证环境舒适的前提下,缩短不必要的空调启停宽容时间,达到节能的目的;同时在预冷或预热时,关闭新风风阀,不仅可以减少设备容量,而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。酒店中照明的能源消耗要占整个能源消耗的很大部分,其中公共照明最容易产生能源浪费,对这些照明设备实行定时开关控制,甚至按照作息时间和室外光线进行预程调光控制和窗际调光控制,可以极大降低能源消耗。
11. 采用等效温度和区域控制法,人体对于温度的反映比较敏感,但对于相对湿度的反映则要迟钝很多,相对湿度在35%~65%之间人体的反映比较迟钝,但是超越65%以后或低于35%,人体对湿度的反映非常激烈,冬季干燥,所以需要加湿,相对湿度在此时将会成为舒适度的主导因子。所以先进的控制策略将在此项目中占有极为重要的地位。否则,相同的投资,同样的设备,将会产生截然不同的控制效果。1.1.5写字楼
1. 系统概述
随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求越来越高,要求提供一个合理、高效、节能、舒适的工作环境。节能是一项基本国策,也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。楼宇自控系统正是顺应了这一潮流,它的建立,对于大厦机电设备的正常运行并达到最佳状态,以及写字楼的防火与保安都提供了有力的保证。同时,依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理,数据分析,逻辑判断和图形处理,对整个系统作出集中监测和控制;通过计算机系统及时启停各有关设备,避免设备不必要的运行,又可以节省系统运行能耗。这样,江森楼控系统的主要目的就是:提高系统管理水平,节省运行能耗。2. 系统架构
METASYS MSEA系统采用了江森公司最新的一代基于 Web 技术的MSEA系统结构,结构示意如图:
系统采用分布式集散控制方式的两层网络结构,管理层建立在以太网络上,控制层支持LONTalk及其他工业标准协议,两个层面均可以自由拓朴,灵活的结构为系统实施和维护带来最大的便利。管理层网络以综合布线为物理链路,通过标准TCP/IP通讯协议高速通讯,主要设备包括 IBMS 服务器、管理工作站、现场便携终端、网络控制引擎等提供高速通讯,系统基于浏览器/服务器(Browser / Server)结构。
3. 系统特点
空调系统,是现代化大厦的耗能大户,也是节能潜力最大的设备。从统计数据来看,中央空调系统占整个大楼的耗能50%以上,而大楼装有楼宇自控系统(bas)以后,可节省能耗约25%,节省人力约50%。出现故障,能够及时知道何时何地出现何种故障,使事故消除在萌芽状态。当前随着建筑物规模增大、标准提高,写字楼的机电设备的数量也急剧增加,这些设备分散在写字楼的各个楼层和角落,若采用分散管理,就地监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现。如采用楼宇设备自动监控系统,利用现代的计算机技术和网络系统,实现对所有机电设备的集中管理和自动监测,就能确保写字楼内所有机电设备的安全运行,同时提高写字楼内人员的舒适感和工作效率。
(1)具有节能降耗功能
对大楼内耗能大户如暖通空调、冷热源装置、照明等机电设备严格进行监控、以节约能源、降低运营成本。
空调机组、新风机组根据作息时间或预先设定时间程序,预先开启或关闭,并可根据设定值,PID调节冷热水阀门,加湿蒸汽阀门的开度,使被控制区域温湿度达到舒适环境要求。
季节工况自动转换,合理利用室外新风这一天然冷源,调节新风、回风混合比,最大限度的节约制冷机组的能源,但又满足室内的卫生要求—最小新风量的要求。实现以下节能控制程序,时间表,最佳启停,焓值控制、顺序控制、负荷峰值控制。
对于3万平米的写字楼,每年能源消耗在百万以上,安装楼宇自控系统的大厦节能在30%以上,基本每年节能30万,二到三年收回投资成本,终身受益。
(2)创造舒适环境
楼宇自控系统对大楼内的中央空调系统进行集中控制,使大厦内一年四季保持恒温恒湿,创造一个安全、方便、舒适、高效率、高品质的人工环境。楼宇自控系统相当于整个中央空调系统的中枢神经,使整个系统更智能化自动动控制。
(3)保障大楼内机电设备的安全
把写字楼内的机电设备纳入江森楼宇自动管理系统(BAS)内,以实现对每一台设备的在线实时监控并进行科学的管理,确保各类机电设备的安全、可靠地运行并得到及时维护延长其使用寿命。大楼内的机电设备(包括制冷机组、换热机组、各种水泵、空调机组、新风机组、电梯等)状态远程时时监测,故障及时报警,提示维修;做到及时发现问题,提示解决问题。因大楼内机电设备均为贵重物品,一但损坏,造成的损失不可估量。
(4)提升大楼内的空气质量
尤其是对地下室车库、设备房的空气质量更为重要。通过对地下室车库、设备放内空气的CO2、CO浓度的采集,当含值超标时、及时开启送/排风机,加大空气流动,排除污浊空气,防止因为地下车库、设备房因空气污染严重,对人的健康造成伤害。
1.1.6医院
1. 系统概述
对于医院大楼的楼宇控制系统来说,其重点在于满足空气环境的舒适性,体现高效便捷的管理特点,提供有效的节能措施,达到远程设备监控,节省人力投资的目的,从而营造一个高效、方便、先进的信息管理环境。2. 系统架构
METASYS MSEA系统采用了江森公司最新的一代基于 Web 技术的MSEA系统结构,结构示意如图:
3. 系统特点
1. 医院大楼对室内环境有着较高的要求,从确保环境舒适,健康角度出发,楼宇自控系统要加强环境控制能力,通过对送/排风、空调系统的精细控制满足医疗大楼内部环境要求。系统能够通过对空调、通风等系统的连续性调节,从而精确控制温度,克服人体对环境变化的“适应性”,及时调整设备运行状态,减少了“空转”浪费。
2. 通过对机电设备的自动化控制和集中管理,极大地减少每班工作人员。这样就可大大的节省人力资源,提高了人员的工作效率。
3. 确保满足医疗要求的室内空气环境。医院最主要的服务对象是病人,不同的病人对室内空气环境要求不同,最适宜的空气温湿度能是病人的代谢量降到最低,有利于集中能量于患部,促使早日恢复健康,这对生理调节技能降低的重病人尤为重要,而空气净化度级别则是病人免受污染的保障。
4. 确保满足医疗要求的感染控制对策。医院中人是最大的发菌源,污染途径主要是直接感染和间接感染,除了医院在管理上制定常规的对策外,还要求空调系统对微生物的污染及其引起的交叉感染作出系统的对策。
5. 确保满足医疗要求的空气洁净能力。空气洁净能力反映在室内的洁净度级别,是指用合适的空气过滤、合理的气流组织和有效的压力控制等措施表现出来的综合能力,在医院中大多数的场合是控制微生物、由于细菌、病毒不可能单独存在,必须依附于悬浮粒子,形成活的生物粒子,因此,加强新风过滤是减少空调系统污染,提高室内空气品质的有效手段。
6. 确保满足医疗要求的系统安全性和可靠性。由于系统的服务对象主要是病人,不允许出现任何差错,系统的安全性与可靠性是必然的要求。为了防止污染,降低室内细菌和尘埃的浓度,还对室内新风量、换气次数、室内外压差以及末级空气过滤器等有一定的要求。不仅要创造室内高品质的环境,而且还要保护室外环境。
1.1.7工厂
1. 系统概述
随着现代化厂房对供冷、取暖及通风要求的进一步提高,如何对集中空调及通风设备进行有效的管理,并且在保证设备正常运行时控制能源的合理使用,达到节能的目的,已成为现代厂房设计的一个重要课题。将楼宇控制系统的理念融合进现代厂房综合控制系统中,利用先进的计算机控制技术,灵活的控制、管理软件和节能程序。使其能对各机电设备进行科学的控制和管理,有效地解决了节能、节省维护管理工作量和运行费用的问题。2. 系统架构
METASYS MSEA系统采用了江森公司最新的一代基于 Web 技术的MSEA系统结构,结构示意如图:
国家宏观调控投资政策对工业的支持,使工业厂房建筑的设计量迅速增加。工业厂房建筑不同于一般的民用建筑,其设计过程多受制于工艺专业的要求。现代工业建筑楼宇自控系统设计的同时要注意与消防、建筑物本身、结构梁柱、节能等诸多方面的统筹兼顾。工业建筑自身的生产工艺要求决定了其多样性的特点。
(1)工业厂房平面根据生产工艺的特点设计:厂房的建筑设计是在生产工艺设计的基础上进行的,并能适应由于生产设备更新或改变生产工艺流程而带来的变化。相比较常见的一般民用高层建筑来讲,工业厂房的楼宇自控系统还需与其所应有的生产工艺特点相适应。
(2)工业厂房内部空间较大:由于厂房内生产设备多而且尺寸较大,并有多种起重运输设备,有的加工巨型产品,通过各类交通运输工具,因而厂房内部大多具有较大的开敞空间。如有桥式吊车的厂房,室内净高在8m 以上,万吨水压机车间,室内净高在20m 以上,有些厂房高度可达40m 以上。故暖通空调系统一般采用分层技术。
(3)厂房的建筑构造复杂:大多数单层厂房采用多跨的平面结合形式,内部有不同类型的起吊运输设备,由于采光通风等要求,采用组合式侧窗、天窗,使屋面排水、防水、保温、隔热等建筑构造的处理复杂化,暖通空调控制技术要求比较高。相对应的,对楼控系统的控制来讲,要求也很高。