隨著科技和經(jīng)濟的不斷發(fā)展,建筑內各種機電設備越來越多,越來越復雜,對機電設備的控制和管理要求也越來越高。因此,對機電設備進行控制和管理的暖通樓宇自控系統(tǒng)就產(chǎn)生了,標志著智能建筑時代的開始。在目前高科技迅速發(fā)展的時代,節(jié)水、節(jié)電、節(jié)能,創(chuàng)造綠色工作環(huán)境、生活環(huán)境,已成為廣大業(yè)主的一致要求,只有設計完整的暖通樓宇自控系統(tǒng),才能建成的智能建筑。智能建筑目前已成為樓宇建設發(fā)展的必然趨勢。在其發(fā)展過程中,暖通樓宇自控系統(tǒng)經(jīng)歷了從分散控制到集中控制,再到集散控制的幾個階段?,F(xiàn)在,暖通樓宇自控系統(tǒng)正向開放式現(xiàn)場總線系統(tǒng)發(fā)展。
暖通樓宇自控系統(tǒng)是建筑設計的一部分,并與建筑設計同時進行的。在我國設計圖紙完成后,機電設備要進行設備招標,中標后才能確定設備品牌,暖通樓宇自控系統(tǒng)設備選擇就是這樣確定的。因此,在工程的整個設計過程中,確定不了設備品牌。在工程設計中,要根據(jù)業(yè)主的投資額和使用要求,確定暖通樓宇自控系統(tǒng)的控制范圍、控制點數(shù)及整個系統(tǒng)的構成。該系統(tǒng)與土建施工有關部分全要做好預留和預埋。我們把設計院完成的設計內容稱為一次設計
1、潔凈間空調系統(tǒng)相關規(guī)范
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高,目前在電子、制藥、食品、生物工程、醫(yī)療等領域對潔凈間的要求越來越高,潔凈技術也隨之發(fā)展起來。它綜合了工藝、建筑、裝飾、給排水、空氣凈化、暖通空調等各方面的技術。按照中華人民共和國標準GBJ73-84《潔凈廠房設計規(guī)范》,其與空調系統(tǒng)相關的主要技術指標為:
A、空氣潔凈度
等級每M3空氣中≥0.5微米塵粒數(shù)每M3空氣中≥0.5微米塵粒數(shù)
100級≤35×100
1000級≤35×1000≤250
10000級≤35×10000≤2500
100000級≤35×100000≤25000
B、溫、濕度
(1)滿足生產(chǎn)要求;
(2)生產(chǎn)工藝無溫、濕度要求時,潔凈室溫度為20-26℃,濕度小于70%;
(3)人員凈化用室和生活用室溫度為16-28℃。
C、潔凈室正壓
潔凈室維持一定的正壓。不同等級的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的靜壓差,應不小于4.9Pa,潔凈區(qū)與室外的靜壓差,應不于9.8Pa.。
此外,還有對于風量,風速等的技術要求??傊?,潔凈間的各項指標都非常嚴格,因此,對其進行的控制就成為。
2、潔凈間空調自控的意義
在現(xiàn)代商業(yè)及工業(yè)樓宇中,空調系統(tǒng)設備較多,自動化管理是使其安全工作并良好運行的重要。同時,空調的能源消耗一般占總能源消耗的40%以上,因此空調節(jié)能是節(jié)能的重要手段。對潔凈間而言,更是如此。采用空調自控產(chǎn)品,會產(chǎn)生下列一系列好處:
,由于空調系統(tǒng)實現(xiàn)自動化監(jiān)控,可以使系統(tǒng)能夠更安全的運行,并大限度的提高舒適程度。對潔凈間來說,更成為生產(chǎn)所的條件。此外,由于實現(xiàn)了自動化監(jiān)控,可以在滿足系統(tǒng)安全運行及系統(tǒng)的各種技術指標的同時,大限度的實現(xiàn)節(jié)能控制,符合日益的節(jié)能和環(huán)保需要。有關資料表明,采用空調自控系統(tǒng)后,可節(jié)約空調系統(tǒng)設備年度運行費用的10%。更樂觀的估計認為可達15%-30%。而空調自控產(chǎn)品的投資占整個樓宇或廠房總投資的不到0.5%,收回投資時間短。同時,由于實現(xiàn)設備的自動控制和管理,可縮減人員維護,節(jié)約人員開支,提高綜合管理水平,減少突發(fā)事故的發(fā)生和設備損壞,從而帶來潛在效益。
3、潔凈間空調控制系統(tǒng)功能簡介
Excel20中文版控制器是美國HONEYWELL公司Excel5000控制器家族中的一員。特別適合應用于潔凈間如手術室,潔凈廠房的空調控制,依照《潔凈室施工驗收規(guī)范》,《潔凈廠房設計規(guī)范應》,《采通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》等國家標準,并綜合考慮上述各系統(tǒng)的內在聯(lián)系,我們以Excel20為核心構建了較完整的潔凈間空調自控系統(tǒng),它具備恒溫恒濕比例積分控制、室內遠程啟??照{、室內溫度設定、關鍵故障(火災)報警及聯(lián)鎖、非關鍵故障(濾網(wǎng)堵塞/送風過熱)報警及聯(lián)鎖、夏季防止送風凝露/冬季防凍、開機順序和連鎖、自定義啟停時間程序等特點。
三、潔凈間空調自控系統(tǒng)的實現(xiàn)
1、空氣凈化
一般的潔凈間空間系統(tǒng)中,空氣化處理采用空氣過濾器。通常情況下,安裝初效過濾器和中效過濾器后,空氣潔凈度可以達到10000級。而對于的超凈要求的潔凈間還應安裝過濾器。這樣,空氣潔凈度可以達到更高(如100級甚至更高)。過濾器長期使用時,濾料上沉附的灰塵將慢慢增加,這樣會增大氣流阻力,影響整個空調系統(tǒng)的運行。因此,工程上應對過濾器的氣流阻力變力進行自動檢測和報警。通常采用差壓法測量過濾器前后的壓差Pd,并將此差壓信號進行顯示和根據(jù)設定的差壓限值報警,以便及時清理或更換。
2、溫度控制
A、一次加熱的控制
空氣一次加熱又稱預加熱,是用來加熱新風或加熱新風與一次回風的混合風。一次加熱一般只用于冬季很冷的地區(qū),防止新風與一次回風混合后達到飽和,產(chǎn)生水霧或結冰。一次加熱還應用于一次混合不允許變動的超凈空調系統(tǒng)中。當采用蒸氣或熱水進行加熱時,一般采用控制蒸氣或熱水的調節(jié)閥開度實現(xiàn)溫度控制;當采用電加熱時,通過晶閘管電力控制器,控制其加熱電功率實現(xiàn)溫度控制。
B、二次加熱與三次加熱的控制
空氣二次加熱通常設在表冷器之后或二次回風混合段后。二次加熱的目的是在有相對濕度要求的情況下,為了送風溫度或空調室內的溫度。其控制方式與一次加熱的情況基本相同。三次加熱又成精加熱,通常是在溫度控制時,用于溫度微調而設置的加熱段。其控制應根據(jù)具體情況參照上述原理實施。
3、濕度控制
A、加濕處理及控制
潔凈間空調工程中,加濕操作一般是在冬季或過渡季節(jié)空氣干燥時進行。空氣加濕的方法比較多。通常采用蒸汽加濕器和電加濕器的開關控制或功率調節(jié)。蒸汽加濕時,根據(jù)濕度控制要求,可通過對電磁閥進行位式控制或采用二通調節(jié)閥的連續(xù)調節(jié)來實現(xiàn)。
B、除濕(干燥)處理及控制
空氣冷卻干燥處理常用表冷器來完成。表冷對空氣的處理的等濕冷卻二種處理過程。采用表冷器進行濕度控制時,是通過調節(jié)表冷器的冷媒(如冷凍水)流量來實現(xiàn)。當濕度要求的值時,可通過加大冷水閥的開度來加大其流量,實現(xiàn)除濕(即干燥)處理;反之減少流量,實現(xiàn)加濕處理。應該說明的是,由于空氣的物理性質,其濕度的控制相對比較復雜,方法也較多。而且,空氣的溫度和濕度二個參數(shù)在調節(jié)過程中又相互影響。如某些原因使室內溫度升高,引起空氣中水蒸汽的飽和分壓變化,在含濕量不變的情況下,將使相對濕度減少。因此,對其中某一參數(shù)進行調節(jié)時,也會引起另一參數(shù)的變化。例如在夏季采用表冷器進行除濕調節(jié),開大冷水閥時,在使?jié)穸然謴驼5耐瑫r,也使溫度降低。因此,在工藝設計和自控方案設計時都應充分考慮到這一特點。
4、正壓控制
我國國家標準規(guī)定,不同級別潔凈室之間應大于4.9Pa,潔凈區(qū)與之間應大于9.8Pa。潔凈室內的結構等基本確定,在運行過程中,保持正壓可以通過控制新風量或回風量來實現(xiàn)。即通過控制新風門或回風門的開度來實現(xiàn)。
5、其它控制與空調節(jié)能
對潔凈間而言,除上述必需的技術指標示,還有一些對于安全與節(jié)能等方面的要求。結合多年的工程實踐,主要有如下一些方面。