深圳市九方视通科技有限公司是专业从事一体化弱电系统产品的销售,工程安装服务!

设为首页 加入收藏

欢迎拨打24小时全国咨询热线:
186 6583 9143

主页 > 行业新闻 >

行业新闻

北京首都国际机场的变风量空调系统

原来来自:惠州天志电子 文章作者:惠州监控 发表时间:2013-05-08

【摘要】:基于变风量空调系统在节能方面的重大贡献,所以北京首都国际机场选用变风量空调系统。本文详细讲述了机场变风量空调系统中空气处理机、VAV的监控点,风机、风阀、水阀的控制原理和各种不同条件下的实现方法,同时讲述了Continuum系统具有的强大功能和优越性最后,用实际的运行情况说明这套设计方案是切实可行的。
[关键词]:VAV   T3空调系统   Continuum系统
1北京首都国际机场的变风量空调系统
    北京首都国际机场T3航站楼建筑设备监控管理子系统是整个航站楼智能楼宇管理系统的核心和基础,主要包括对暖通空调系统,给排水系统、能源系统等的集中监控和管理,而所有设备都通过空调系统连接到一起。北京首都国际机场是一个现代化极高的地方,对空调系统提出了新的要求,以T3C为例,T3C为地上5层,地下3层,高45米,总建筑面积约51.5万平万米。主要用途:值机手续办理和行李提取,以及国内进出港使用。一层主要功能:国内国际到达车边道,员工餐厅,国内、国际要客区域;二层主要功能:国内、国际行李提取,国内到达,国际到达海关、检疫检查、APM站台、国内远机位候机区、通往GTC连廊;三层主要功能:国内出发安检,国内出发,国内两舱休息室,四层主要功能:国内、国际值机手续办理,通往GTC连廊,T3C的空调系统包括109台机组、692台VAV,34台新风带热转轮机组、31台新风机组。
    在这么庞大且功能齐全的国际大型机场中,对楼宇系统的智能化提出了更高的要求。换句话说,就是要求软件系统要简单易实现,高度集成,便于管理,处理速度快,实现系统的实时监控。设备硬件运行良好,易于维护,当出现故障时能及时修复。机场的各种设备应该有很高的兼容性。当网络功能或现场设备发生变化和更新时,可以正常使用,不妨碍原有系统。安全性也不容忽视,这里不仅是系统的安全,防止信息网中发生信息泄露和被干扰,更重要的是设备和人身的安全,避免出现事故。因此,我们采用了变风量空调系统。
    变风量空调系统(Variable  AirVolume匀stem   VAV) 是通过调节空调的送风量来实现空调控制区域温湿环境的改变。在变风量空调系统中,当空调控制区域负荷发生改变或空气质量参数值变化时,空调系统会根据设定的参数值自动调节送入控制区域的风量,从而将各个空气参数调整到设定值,以满足人们对工作环境或生活环境舒适度的要求。
1.1 变风量空调系统的组成和工作原理
    变风量空调系统主要由空气处理机(即空调箱)、送回风机、变风量末端(VAV  box)、直接数字式控制器DDC等组成。系统控制原理图如图1。
    送风风路:新风和回风的混合风通过过滤网,除去空气中的杂质,吹向风机盘管,提供冷风或热风。送风机根据末端VAV的需求来调节送风机转速,改变送风量。为了保护风机盘管,装有防冻开关,以避免室外温度过低时冻坏风机盘管。
    排风风路,为了调节空气质量,快速改变室内温度,需要把不满足人们需要的风抽出。一般设置回风机的转速与送风机相同,以保持室内静压。抽出来的风一部分排到室外,另一部分作为回风又送回到室内,这样做不仅可以避免新风与室内空气的温差过大,同时又可以节约能源。
    水量调节:空调机组根据送风或回风温度作为调节参数。DDC按照送风或回风温度与给定值比较后的差值作为PID规律调节冷/热水阀的开度,以达到控制冷热水量的目的,满足人们对舒适度的要求。
    空调系统VAV末端变风量的工作原理:当空调送风通过VAV末端时,借助于房间温度传感器和温度设定值的差,调节末端进风口多叶风阀的开度,改变进入环境的风量。根据风量的变化来调节送回风机的转速,使末端压力维持在一个稳定值。
1.2 变风量空调系统的节能
    变风量空调的节能主要体现在两个方面:首先送风机和回风机的自动调节可以最大限度地减少风机动力和电力的消耗,降低空调系统的运行能耗;其次在送风温度不变时,变风量空调系统的送风量与空调负荷呈正比例的线性关系,变风量空调系统的风量随负荷的减少而减少。变负荷空调系统大部分时间在欠负荷下运行,达到总运行时间的95%,所以风量的减少带来了能耗的降低。VAV系统就是以较少的能耗来满足空气环境的要求,同时降低能耗。
2 机场的变风量空调系统
2.1 机场变风量系统各部分的控制方式
机场的变风量机组共有13种不同的控制类型,以满足不同区域的不同要求。例如:变配电室和热交换站使用的AHU (3型),回风定风量,双风机空调通风系统(无加湿),T3C消防泵房使用的定风量PAU   (8型),全新风运行,单送风机定风量运行;无加湿,只有加热盘管。但基本的原理相同,只有少许的改变。下面就以公共区域的控制为例进行介绍。
2.1.1 系统软件的选择
    选用美国Andover公司的Continuum系统。Continuum系统是在满足可靠性和实用性的前提下最先进的系统,适应时代发展的特点,采用国际或国内符合发展趋势的先进技术,特别是符合计算机和网络通信技术的最新潮流。Continuum系统为各应用系统提供了开放的接口,通过OPC等集成接口,将IBMS.消防报警系统、安全防范系统、建筑设备监控管理系统、照明监控管理系统、电力监控管理系统等在内的各子系统集成在该系统的通讯平台,实现资源共享,满足T3航站楼的智能化管理需求。同时能够很方便地将网络控制器连接到以太网上,使用标准的TCP/IP协议,支持SNMP网络管理协议,从而使楼宇的控制设备可以直接被网络管理部门管理。其网络控制设备可以支持XML、HTML数据发布和网页发布协议,使得其它系统可以直接控制设备。T3的Continuum系统如下:
    网络结构:建筑设备监控系统由两级网络构成。一级网络是基于以太网技术的局域网,支持标准TCP/IP,BACnet/IP协议。数据库文件服务器.工作站,BACnet网络控制器可直接连接到这层网上,系统基于C/S,即服务器/客户端结构,充分利用航站楼规划的地面信息网。二级网络由BACnet网络控制器、BACnet现场控制器及支持标准的BACnet  MS/TP现场总线构成,每台网络控制器可以支持127台DDC.每台DDC之间采用真正的点对点通讯。
软件结构:T3的continuum系统根据用户权限响应用户的各种查询、数据上传以及管理请求,采用三层结构模型,即用户表示层、逻辑应用层、数据层、数据库服务器、中央管理工作站和各子系统管理工作站,具有数据同步更新的能力,并采用同一套软件进行系统管理。
    服务器和数据库:采用两台HPDL580G03服务器和HP MSA500G2磁盘阵列,以及Windows2003  serve。企业版自带的双机热备份软件,实现负载均衡型双机热备份方式数据共享,综合数据库采用MS SQL SERVER 2000。
    网络与信息安全:采用分层次的拓扑防护措施、链路加密设备保证链路安全、防火墙技术实现不同安全域的隔离、多级权限,密码技术识别用户。
2.1.2 空气处理机的控制设计
    变风量空调处理机组是通过管井和每个楼层罗盘箱向公共区域供风,每个罗盘箱送风区域是36 x 36平方米。大部分水平风管和水管主要分布在地下一层的设备间和空调机房。送风温度为14C,可以根据个别用户冷负荷变化,通过变风量控制箱来调节和输送所需不同风量,保证室内的温度要求。如果在较低的冷负荷时段,根据回风的温度,通过中控的自动控制系统自动上调送风温度,避免室内温度过低。新风量通过排风阀及回风阀联动控制来获取,可以人为设定或自动调节,由设在回风总管内的CO2探测器来自动控制新风量,或根据不同情况进行手动设定,湿度的调节与温度调节基本相同,不再赘述。
      (1 ) 空气处理机的监控内容:
新风、回风、送风温度和湿度;CO2浓度、机组送风口出风风速;风道静压;盘管低温报警;过滤网压差报警;风机运行/故障状态;转换开关状态;风阀和水阀阀位;变频控制/反馈信号(变频机组);设备累计运行时间温度湿度控制;新风量的调节控制;变风量控制;风机启停控制。
      (2)各设备运行模式控制:
       1)风阀调节模式:机组新风监测温度与回风监测温度、设定温度作比较,控制风阀大小。各阀位满足下列条件:排风阀开度=新风阀开度=100%一混风阀开度。
    夏季工况运行模式:
    程序设定:如果新风温度<回风温度,机组全新风运行新风阀、排风阀为100%.混风阀为0%的开度。
    如果新风温度>回风温度,机组按控制模式类型规定的最小新风比开度运行。新风阀、排风阀转为10一40%的开度(每台机组按照控制类型的不一样,开度不一样),混风阀为90一60%的开度。
    冬季工况运行模式:
    地上各层机房的空调机组各阀的运行模式:
    程序设定:当新风温度<5C时,新风阀、排风阀转为0%0的开度,混风阀为100%的开度;
    当新风温度>5 C时,新风阀.排风阀转为30%,混风阀为70%的开度。
    地下各层机房的空调机组各阀的运行模式:
    程序设定:当新风温度<回风温度时新风阀、排风阀转为30%,混风阀为70%的开度;
    当新风温度>回风温度时新风阀、排风阀转为100% ,混风阀为0%的开度.
    过渡季工况运行模式:
程序设定:当新风温度>14C时机组为全新风模式:
    当5C>新风温度>14C时,按照机组控制类型,模式变为最小新风比
  (即新风阀排风阀开度最小混风阀最大)
    当新风温度<5C时机组为全回风模式;
    过渡季时,冷水.热水阀始终保持全开的状态。
    2)风机变频器控制模式:变频机组送风段出口静压传感器反馈静压值与上位机设定压力作比较,对风机电机变频器作PID调节,送风机频率=回风机频率。控制变频风机的转速,维持室内正常的气压口。
    3) 水阀调节模式:空调机组所有水路的管路上都装有电磁阀,且均为模拟量(量程为0一100% )。空调机组及新风带热转轮机组冷/热水阀自控调节是以机组设足温度与机组回风温度的差值作为PID调节水阀开度的参量。
      (3)启停机程序:提供日程表控制和根据航班动态信息控制两种方式,控制机组启/停。对机组运行时间进行累积计算并记录。使用压差开关监视风机前后压差,反映风机运行状态,当风机出现故障时,自动关机并产生报警。
    送、回风机通过程序进行协调运行,监控室可以设置为定风量运行,也可以确定为变频变风量自动运行。当达到最小送风量时,为了满足室内必需的通风量,可以调高送风温度,加大送风量,送风温度由设在冷冻水回水管上的电动阀来控制。当室外温度较低时,可采用全新风运行。所有空调箱控制器、变风量末端控制器均由楼宇系统来监控和控制。由回风的二氧化碳探测器控制新风风阀,保证回风二氧化碳浓度低于600ppm,保证实际需要的最小新风绝对量值。
    当室外温度较低时,可采用全新风运行所有空调箱控制器、变风量末端控制器均由楼宇系统监控和控制。
2.2  VAV末端的设计原理
    当空调送风通过VAV末端时,借助于房间温度传感器和温度设定值的差值来调节末端进风口多叶风阀的开度,调节进入环境的风量。由于风阀关闭导致系统阻力增加,送风风道静压会升高。当超过设定值时,静压控制器通过调节送风机电机频率从而改变电机转速,达到调节系统的总送风量。从而以不改变送风温度而改变送风量的方法来适应空调负荷的变化。送风量随着空调负荷的减少而相应减少。这种变风量空调系统的设计简单、运行稳定、应用范围广。
      (1) T3航站楼楼军自控中VAV系统的监控内容包括以下几个方面:
    1) 监测变频空调机组的风道静压值。风道静压值与最初设定的恒定静压值做比较,调节空调机组的频率输出,当末端风口关小时,静压增大,程序自动降低频率输出,实现节能;当末端风口开大时,静压减小,程序自动增加频率输出,保证最远端风口的风量。VAV末端风量调节范围为50 - 100%,低于50%时采用关断部分VAV末端装置来提高其余末端装置的送风量的方式以及减小机组新风量,提高送风温度的方式。
    2) VAV末端的送风量由于送入各区域风量是变化的,空调机组的风量将随之变化,因此根据风负荷的变化调整各风机变频器,控制送风量。在进行送风量调节的同时调节新、回风阀,以使各房间有足够的新风。
    3)VAV现场的温度值。通过环境可调节温度传感器检测各VAV风口附近的温度值,与温度设定值做比较,送入各VAV BOX中由楼宇自控系统提供的DDC中,DDC自动根据设定程序调整出风风阀开度,改变风量以达到环境温度满足设定温度的要求。
    4)风机的启停状态。在控制出风阀开度的同时,可以通过VAV BOX箱中的DDC控制器控制串联风机的启停,并通过软件编程实现该风机和空调机组的联动启停,这样可以防止箱体内的压力增加,造成不必要的损失。
      (2)  VAV调节模式
    夏季工况运行模式
    当现场温度<设定温度时,VAV逐渐关闭.
    当现场温度>设定温度时,VAV逐渐开启。
    冬季工况运行模式:
    当现场温度<设定温度时,VAV逐渐开启。
    当现场温度>设定温度时,VAV应逐渐关闭。
    过渡季控制模式:
    当送风温度<VAV设定温度时,VAV运行夏季模式。
    当机组送风温度>VAV设定温度时,VAV运行冬季模式。
    设定温度与现场传感器温度做比较进入PID调节程序,输出值控制阀的开度。VAV输出阀为三台阀:“ON”为VAV正在开启状态;“-ON”为VAV正在关闭状态:“oFF”为VAV程序处于稳定状态,停止在上一状态。
      (3)温度点的设置:公共区域现场设有温度检测点,安装在公共区域墙壁的上方。温度检测点与上位机设定温度作比较,控制VAV风阀的开闭(一测温点对应多台机组);非公共区域(如办公室、VIP)房间内末端温度设定一般采用面板温度设定器,直接测出温度值,然后与设定比较控制风阀开度,调节室内温度,以满足各自的需要。
      (4)  VAV控制器采用RS485总线接入CP盘集中监测风量,用于系统风量平衡计算及对系统风量的控制。
2. 3检修和特殊情况应急方式
    机场对系统的安全性要求很高,所以机场的变风量空调机组采用下面几种模式来保证系统的安全运行。
      (1) 正常的情况下,系统的设备都是按设计的日程程序运行的。当运行方对某一个或几个设备有特殊要求时,如节假日正处工作日,设备的运行时间需调整。可以单独设计工作时间,把这个工作时间添加在相应的日期即可,设置非常方便。
      (2)当对机组设备检修或运行方要求某个设备启停机时,可以采用鼠标启停的方式,无需改变日程。为鼠标控制时,看启/停开关的位置,开关启动时,为运行状态,当开关的位置为停止时,为停机状态。
      (3)为了保证现场检修人员的人身安全,设有现场人工操作按钮,它有最高的优先级。当这个按钮按下时,上位机所有的操作都无效。只有现场人员恢复自动运行状态,上位机才可以动作。
      (4)为了应急特殊天气,中控制定了应急方案。以夏天为例,如:室外温度高于32"C时,位于四楼值机区属于重点保障,为四层供风的机组,中控会把这些机组一层、二层的VAV-30X关闭,把风“挤到”四层,满足四层用户需求;或更改机组日程,重新设置空调机组、新风机组的启停时间。
3 实际运行检验
    前两个供冷季空调系统运行比较正常,温湿均能达到设计要求,公共区及办公室的夏季温度能达到国家标准26士2C,冬季温度能达到20士2C,特殊的房间,例如VIP夏季温度24士2C及休息室24士2'C,冬季24士20C。还有一些地方,比如:厨房、储藏室、空调机房等,夏季小于36`C,冬季大于10C。如果设定公共区域内的温度值,VAV  box两分钟内就会感受到风量变化。变风量空调系统控制部分运行基本正常,监控室能够对各系统发出指令,能够显示各系统的运行状态,能够让系统投入自动运行。
    VAV空调系统配置了独立控制、管理的控制方式,并且增加了集中控制管理环节,加入楼宇自控管理系统中,能够提高整个系统的节能效率,经济效益也相应地增加。

产品分类  |  

系统方案  |  

行业新闻  |  

客户案例  |  

关于我们  |  

服务项目  |  

联系我们  |  

相关下载  |  

地址:广东省深圳市光明新区公明镇合水口社区金星辉5楼C3549  联系人:任经理  手机:18665839143  电话:0755-61530005

版权所有:深圳九方视通    Copyright © 2014 - 2021 JFST Corporation, All Rights Reserved 粤ICP备15031792号