2.4　樓宇空調監控系統

空調監控系統是智能大廈樓宇監控系統的一個子系統，采用以計算機為主體的分布式集散控制系統，實現對空調通風設備的自動監控功能。

2.4.1　空調監控系統功能

（1）中央制冷系統監控

中央制冷系統監控主要是對冷卻塔及其進水時間、冷卻水泵、冷水機及其冷卻和冷卻進水蝶閥、出水水流開關、冷涼水泵、冷卻總供水和總回水溫度、冷凍總供水和總回水溫度及其之間的壓差、冷凍總回水流量、旁通調節水閥的監控等。中央制冷系統擔負著整幢大廈各樓層及各房間、辦公室的制冷任務。系統中設備的配置由空調設計者根據系統的規模與大小而定。如果系統配置了多臺冷卻水泵和冷卻塔，多臺冷凍水泵和冷卻機組，則這些設備之間的連接方式有串聯式和并聯式兩種。圖2-24所示為2臺冷卻塔和2臺冷水機組成的一個中央制冷系統及其工作原理及監控功能，系統中各設備啟動與停止的順序控制如下。

①啟動　其順序控制為冷卻水電動閥—冷卻水泵—冷卻塔進水自動網—冷卻塔風機—冷凍水電動閥—冷凍水泵—冷水機組—監視水流狀態。

②停止　其順序控制為冷水機組—冷凍水泵—冷凍水電動閥—冷卻塔風機—冷卻塔進水電動閥—冷卻水泵—冷卻水電動閥。

對于串聯運行的制冷系統，當其中任一臺設備發生故障時，系統將自動關停此串聯制冷機組，啟動運行累計時間最少的下一串聯制冷機組。

對于并聯運行方式的制冷系統，當某一臺設備發生故障時，關停該設備，然后啟動與之并聯的運行累計時間最少的下一臺相同設備。

根據冷涼水總供水、總回水的溫度以及總回水流量計算冷涼水系統的冷負荷，按其實際的冷負荷決定投入冷水機組的數量，即實現冷水機組運行臺數的優化控制，以達到最佳的節能效果。

根據冷凍水總供水和總回水之間的壓差值與BAS中設定的壓差值進行比較后，控制旁通閥的開關，從而保證冷凍供水回水壓差的穩定。

冷卻塔回水溫度與系統中設定的值相比較后，控制冷卻塔進水電動閥及風機的啟動與停止。

對冷卻水泵、冷卻塔風機、冷水機、冷凍水泵的運行狀態的監測及故障的報警以及流水開關的檢測是系統必不可少的功能。

此外，當發生火災時，樓宇設備自動化系統將根據消防報警子系統所發送來的信號，發出控制指令，關停所有中央制冷機組設備。

（2）新風空調機監控

新風空調機監控系統主要由風管式溫度傳感器、濕度傳感器、壓差報警開關、風門驅動器、二通電動調節網、區域控制器等器件組成，新風空調機監控原理如圖2-25所示。新風空調機監控的一個非常重要的目的是對空調系統中的新風量、溫度及濕度的控制。新風量在空調的冷熱負荷中有時顯得很重要，所占的比例很大，因此，把新風量、新風溫度與濕度控制在適合的范圍之內是很有意義的。新風空調機監控的功能如下。

①將送風溫度與BAS中設定的溫度值進行比較，由PID（比例積分微分）調節控制冷凍回水電動閥，改變冷凍水流量，使送風溫度達到設定值。

②根據送風濕度與設定的濕度值比較，采用PI（比例加積分）調節，控制濕度電動調節閥，使送風的濕度保持在所需要的范圍內。

③根據新風溫度，改變送風溫度的設定值。

④風機啟動/停止狀態。

⑤風機故障報警。

⑥新風溫度防凍報警。

⑦過濾器淤塞報警。

⑧由于風機與所有電動控制閥聯鎖，當風機停止時，新風門及電動閥也同時關閉。

⑨當發生火災時，BAS根據消防報警子系統發送來的信號發出控制指令，關閉新風空調機及相關的設備。

圖2-26所示為二管式單一冷水盤管式新風監控系統。

該監控系統主要由比例加積分溫度控制器TC-1、裝設在送風管內的溫度傳感器TE-1以及電動調節閥組成，控制器TC-1的作用是把傳感器TE-1所檢測的溫度與控制器設定點溫度相比較，并根據比較的結果輸出相應的電壓信號，控制電動調節閥的動作，使送風溫度保持在所需要的范圍。系統具有如下的特點。

①裝在新風入口處的常閉二位（ON/OFF）風門與送風機聯鎖，當送風機啟動時，新風風門全開。

②空氣過濾網的透氣度是用壓差開關DPS-1檢測的，當過濾網兩側的壓差超過其設定值時，裝在控制板上的“更換過濾網”指示燈發亮（觸點R與風機啟動器聯鎖）。

③電動調節閥與送風機啟動器聯鎖，當切斷風機電路時，電動閥也同時關閉。

圖2-27所示為二管式冷熱兩用盤管式新風機組監控系統。系統主要由比例加積分溫度控制器TC-1、裝在送風管內的溫度傳感器TE-1以及電動調節閥組成。控制器TC-1的作用是將把傳感器TE-1所檢測到的溫度與控制器設定的溫度值相比較，并根據比較的結果輸出相應的電壓信號，控制電動閥的動作，使送風溫度保持在所需要的范圍。如果在控制器TC-1的某2個指定的接線柱上接上1個單刀開關，或接上1個單刀雙擲型的恒溫器TS-2，并將該恒溫器裝于總供水管上，利用這一開關或恒溫器，可對系統進行冬季與夏季的模式轉換。以外接恒溫器TS-2為例，夏季運作時，系統供應冷凍水，TS-2處于開的位置，當送風溫度上升時，電動調節閥被打開，送風溫度下降。冬季運作時，系統供應熱水，TS-2處于閉合位置，當送風溫度下降時，電動調節閥打開，送風溫度上升。用外接開關時，季節轉移需手動，而外接恒溫器TS-2時，其模式轉換可自動。

系統具有如下特點。

①裝在新風入口處的常閉二位（ON/OFF）風門與送風機聯鎖，當送風機啟動時，新風風門全開。

②空氣過濾網的透氣度是用壓差開關DPS-1檢測的，當過濾網的兩側的壓差超過其設定值時，裝在控制板上的“更換過濾網”指示燈發亮。

③裝在盤管下部并帶有手動復位開關的降溫斷路恒溫器TS-1在送風溫度低于某一限定位時，切斷風機電路，停止風機運轉。由于新風入口處的風門與風機聯鎖，故風門也被關閉（觸點R與風機啟動器聯鎖）。

（3）空調處理機組監控

空調處理機組監控系統主要由風門驅動器、風管式溫度傳感器、溫度傳感器、壓差報警開關、二通電動調節閥、壓力傳感器以及區域控制器等組成，空調處理機的監控工作原理如圖2-28所示，其監控功能如下。

①將回風管內的溫度與系統設定的值進行比較，用PID（比例加積分、微分）方式調節冷水/熱水電動閥開度，調節冷凍水或熱水的流量，使回風溫度保持在設定的范圍之內。

②對回風管、新風管的溫度與濕度進行檢測，計算新風與回風的焓值，按回風和新風的焓值比例，控制回風門和新風門的開啟比例，從而達到節能效果。

③檢測送風管內的濕度值，與系統設定的值進行比較，用PI（比例加積分）調節控制濕度電動調節閥，從而使送風濕度保持在所需要的范圍之內。

④測量送風管內接近尾端的送風壓力，調節送風機的送風量，以確保送風管內有足夠的風。

⑤風機啟動/停止的控制。

⑥風機運行狀態的檢測。

⑦風機故障報警。

⑧過濾網堵塞報警。

以上工作狀態可用文字及圖形在顯示屏上顯示，同時經打印機打印出來作為記錄。空調處理機監控系統還有二管式單冷水盤管式、二管式冷熱水二用盤管式、四管式冷熱水盤管獨立式和同時控制溫度與濕度的空調處理機。二管式單冷水盤管式空調處理機監控系統如圖2-29所示。

系統主要由比例加積分溫度控制器TC-1，裝設在回風管內的溫度傳感器TE-1以及電動調節閥組成。控制器TC-1的作用是把傳感器TE-1所檢測的溫度與控制器設定的溫度相比較，并根據結果比較出相應的電壓信號，控制電動調節閥的動作，使送風溫度保持在所需的范圍。

圖2-30所示為二管式冷熱兩用盤管式空調處理機監控系統。系統主要由比例加積分溫度控制器TC-1，裝設在回風管內的溫度傳感器TE-1，以及電動調節閥組成。TC-1將把TE-1所檢測的溫度與系統設定的溫度進行比較，并根據輸出相應的電壓信號，控制電動調節閥的動作，使回風溫度保持在所需的范圍。如果在控制器TC-1的某兩個指定接線柱上接一個單刀開關，或接一個單刀雙擲型的恒溫器TS-2，并將該恒溫器裝于總供水管上，利用這一開關或恒溫器，可對系統進行冬季/夏季的模式轉換。以外接恒溫器為例，夏天時，系統供應冷凍水，TS-2處于開的位置，當回風溫度上升時，電動調節閥被打開，回風溫度下降。冬天時，系統供應熱水，TS-2處于閉合位置，當回風濕度下降時，電動調節閥被打開，回風溫度上升。用外接開關時，模式轉換需手動，而用外接恒溫器TS-2時，模式轉換可自動進行。

圖2-31所示為四管式冷熱水盤管獨立式空調處理機監控系統。監控系統主要由比例加積分溫度控制器TC-1，裝在回風管內的溫度傳感器TE-1，以及電動調節閥組成。控制器TC-1（恒溫范圍12～18℃，18℃可調）的作用是把傳感器TE-1所檢測到的溫度與控制器設立的溫度值進行比較，并根據比較的結果輸出相應的電壓信號，以對電動熱水及冷水閥按要求的次序進行調節控制電動調節閥，使送風溫度保持一定，系統具有如下特點。

①設在新風入口處的常閉二位（ON/OFF）風門與送風機聯鎖，當送風機啟動時，新風風門全開。

②空氣過濾網的透氣度是用壓差開關DR-1檢測的，當過濾網兩側的壓差超過其設定值時，裝在控制板上的“更換過濾網”指示燈發亮。

③設在盤管之后并帶有手動復位開關的降溫斷路恒溫器DPS-1在回風溫度低于限定值時，切斷風機電路，停止風機運轉。由于新風入口處的風門與風機聯鎖，風門也被關閉。

④電動調節閥與送風風機啟動器聯鎖，當切斷風機電源時，電動調節閥也同時關閉（觸點R與風機啟動后聯鎖）。

圖2-32所示為一個同時控制溫度與濕度的空調處理機系統，該系統采用DDC控制，設在回風管內的溫度傳感器TE-2所檢測到的溫度送往DC-9100與系統設置的溫度相比較，用PID（比例加積分加微分）控制，輸出相應的電壓信號控制電動調節閥TV-2的動作，使送風溫度保持在所需的范圍。裝在送風管內的濕度傳感器HE-3所檢測到的濕度送往DC-9100，與系統設定的濕度比較，用PID（比例加積分加微分）控制，輸出相應的電壓信號控制電動調節閥TV-1的動作，使送風濕度保持在所需要的范圍。設在回風管及新風管的溫度及濕度傳感器TE-1、TE-2及NE-1、NE-2所檢測到的溫度/濕度送往DC-9100，對回風及新風焓值進行計算，按回風及新風焓值的比例，輸出相應的電壓信號，控制回風風門和新風風門開閉，使系統達到節能的效果。系統中的檢測數據為新風、回風、送風的溫濕度，均可在DC-9100上顯示出來。DC-9100內設置的邏輯程序執行風機與風門、電動調節閥與風機啟動等聯鎖功能。

（4）風機盤管監控

BAS對風機盤管的監控實際上只是對風機盤管的供電電源的控制，而對風機盤管運行的調節控制是采用三聯手動調節恒溫器和回水磁閥獨立控制，除了能對溫度進行控制外，也可以控制風機盤管的出風管，風機的調節可分為高（H）、中（M）、低（L）三擋，并根據其用途可分為單冷水盤管式系統和冷熱水兩用盤管式系統。圖2-33所示為二管式單冷水盤管式監控系統，其工作原理及監控功能如下。

①TS-1內的恒溫器具有通/斷兩個工作位置，可裝于其溫度需要加以控制的場所內，恒溫器的通與斷可控制電磁閥的動作，使室內的溫度保持在所需的范圍（通常控制范圍為5～30℃）。

②TS-1內的組合轉換開關是用于對風機及系統進行切換的手動開關，夏天對盤管供應冷凍水，當空溫升高并超過系統設定值時，恒溫器觸點1和3接通，電磁閥被打開，系統對室內提供冷氣，當開關撥在“OFF”擋時，電磁閥因失電而關閉，風機電路同時被切斷。

圖2-34所示為二管式冷熱水水兩用盤管式監控系統，其監控系統的工作原理及監控功能如下。

①TS-1內的恒溫器具有通/斷兩個工作狀態，可安裝在溫度需加以控制的場所內。恒溫器的通斷可控制電磁閥的動作，使室內溫度保持在所需的范圍（5～30℃）。

②TS-1內的組合轉換開關是用以對風機及系統進行切換的手動開關，夏季將選擇開關撥在“COOL”擋，即觸點6和5、9和10接通，并對盤管供應冷凍水，當室溫升高并超過系統設定值時，恒溫器的觸點1和3接通，電動調節閥被打開，系統對室內提供冷氣，而冬季則將選擇開關撥至“HEAT”擋，即觸點6和7、9和8接通并對盤管供應熱水，當室內的溫度下降時，恒溫器觸點1和2接通，電磁閥被打開，系統對室內提供熱風。

系統轉換開關撥在“OFF”擋時，電磁閥因失電而關閉，其風機電路及時被切斷。除了上述所介紹的風機盤管的監控功能外，當發生火災時，BAS根據消防子系統發來的信號發出控制指令，切斷所有風機盤管相關的供電電源。

（5）冷水交換器監控

冷水交換器監控系統主要由冷水交換器、電動調節閥、電動隔離閥、水管式溫度傳感器、壓差報警開關以及區域控制器組成，其系統框圖如圖2-35所示，工作原理及監控功能如下。

①通過調節電動調節閥控制冷水機的供水流量，保持冷水交換器供水溫度恒定。

②電動隔離閥與冷水交換器供水循環水泵聯鎖，當水泵停止運行時，對應的隔離閥將冷水交換器隔離。

③冷水機和冷水交換器的供水和回水溫度檢測。

④冷水機和冷水交換器的供水回路水流開關的壓差檢測及過濾器堵塞報警。

熱水交換器的工作原理及監控功能與冷水交換器的監控相同，所不同的是供水源不同。

（6）通風機監控

通風機是指大廈室內環境通風換氣的離心風機、軸流風機等，通風監控系統的監控功能如下。

①通風機啟動/停止的控制（由BAS時間控制程序和事件控制程序控制）。

②風機運行狀態的監測和故障報警。

③當發生火災時，BAS根據消防子系統發來的信號，發出控制指令，關停所有通風機。

2.4.2　監控點及控制類型

監控是指對現場設備的數據采集與對設備發出動作指令。在BAS中，對監控點的設置是一項很重要的工作。空調監控系統的監控點見表2-3。