時(shí)玉英

[摘 要]隨著科技的發(fā)展，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在博物館中的應(yīng)用越來越廣泛。本文結(jié)合博物館項(xiàng)目，詳細(xì)論述了建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在博物館的功能、目的，以期為博物館實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化和高效化的管理提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)；地源熱泵機(jī)組

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.06.115

[中圖分類號(hào)]TU855 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2016）06-0-02

0 引 言

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（Building Automation System，BAS）是運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)控制建筑內(nèi)機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)。采用建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，就可以合理利用設(shè)備，節(jié)約能源，節(jié)省人力，確保設(shè)備的安全運(yùn)行，加強(qiáng)樓內(nèi)機(jī)電設(shè)備的現(xiàn)代化管理，并創(chuàng)造安全、舒適與便利的工作環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益。

博物館作為人類文化遺產(chǎn)與自然遺產(chǎn)的寶庫，是展示人類文明的櫥窗。因此，保持博物館內(nèi)良好的室內(nèi)環(huán)境尤其重要，這就需要做好博物館的溫濕度控制，空氣質(zhì)量控制，光照度控制，而建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)這些進(jìn)行完美控制。

1 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的功能

本文將以建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在博物館的實(shí)際應(yīng)用為例進(jìn)行詳細(xì)說明。本項(xiàng)目建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的中控室設(shè)在博物館網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，內(nèi)設(shè)中央管理站，各設(shè)備房設(shè)置控制終端，采用現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)技術(shù)，對(duì)建筑內(nèi)地源熱泵機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、送排風(fēng)機(jī)、排污泵等進(jìn)行監(jiān)視及節(jié)能控制，并實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化運(yùn)行，保證了博物館管理部門人力資源的節(jié)省和設(shè)備控制自動(dòng)化程度的提高，不僅為博物館創(chuàng)造了舒適的環(huán)境，而且使博物館達(dá)到經(jīng)濟(jì)化和高效化的管理。

2 建立建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的目的

本項(xiàng)目BAS的主要監(jiān)控設(shè)備包括地源熱泵機(jī)組及相關(guān)的水泵、組合式空調(diào)機(jī)組、送排風(fēng)機(jī)、排水泵等。由中央工作站，網(wǎng)絡(luò)控制器、現(xiàn)場(chǎng)控制器，溫濕度傳感、空氣質(zhì)量傳感器及電動(dòng)閥等組成。

建立BAS的目標(biāo)是就是利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)對(duì)博物館的機(jī)電設(shè)備包括空調(diào)機(jī)組、水泵等進(jìn)行控制，特別利用地源熱泵機(jī)組進(jìn)行集中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，滿足博物館的溫濕度及潔凈度要求，并在此基礎(chǔ)上達(dá)到節(jié)約能源和人力的目的。

3 本項(xiàng)目各子系統(tǒng)功能說明

3.1 冷熱源系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

地源熱泵機(jī)組通過接口形式接入本系統(tǒng)，能提供標(biāo)準(zhǔn)開放協(xié)議、數(shù)據(jù)格式及接口，協(xié)議優(yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)的BACnet、Modbus等。

地源熱泵機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)具有以下功能。

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控、定時(shí)開關(guān)機(jī)、手動(dòng)、自動(dòng)切換工作狀態(tài)；與末端聯(lián)動(dòng)；故障自動(dòng)判斷、處理、報(bào)警、內(nèi)存記錄、冬季防凍、能量控制，運(yùn)行管理、符合匹配，運(yùn)行限制，中文信息顯示等。

（2）電控系統(tǒng)各單元具有上電自檢功能，在確認(rèn)系統(tǒng)軟硬件正確后，機(jī)組才允許開機(jī)，防止壓縮機(jī)的頻繁啟停，壓縮機(jī)頻繁啟停會(huì)降低壓縮機(jī)的使用壽命并降低熱泵的效率。

（3）自動(dòng)控制系統(tǒng)可保證壓縮機(jī)的均衡運(yùn)行，運(yùn)行過程中，先啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)間短的模塊或壓縮機(jī)，后啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的模塊或壓縮機(jī)（運(yùn)行時(shí)間以小時(shí)為最小單位）。

（4）故障復(fù)位功能。當(dāng)某一系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，比如：出現(xiàn)壓縮機(jī)過載、高低壓保護(hù)、出水溫度過高、過低等故障，按復(fù)位鍵可使發(fā)生故障的機(jī)組恢復(fù)工作。

（5）溫度控制及能量調(diào)節(jié)。本控制系統(tǒng)的能量調(diào)節(jié)采用模糊規(guī)律，即以壓縮機(jī)一次開機(jī)或關(guān)機(jī)為一個(gè)調(diào)節(jié)量，把一次開機(jī)作為正輸出（加載區(qū)），一次停機(jī)為負(fù)輸出（卸載區(qū)），同時(shí)分保持區(qū)、急停區(qū)，控制周期可設(shè)定，根據(jù)入水溫度（或出水溫度）與設(shè)定值偏差的大小，分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。

壓縮機(jī)的預(yù)熱：在停機(jī)狀態(tài)下，機(jī)組對(duì)壓縮機(jī)自動(dòng)預(yù)熱。

壓縮機(jī)、水泵的聯(lián)動(dòng)：地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行采用柔性變?nèi)萘考夹g(shù)調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的壓縮機(jī)、空調(diào)循環(huán)泵、介質(zhì)循環(huán)泵的聯(lián)控以及水泵的變頻控制、系統(tǒng)的啟動(dòng)順序?yàn)橄人煤髩嚎s機(jī)，系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，采用先壓縮機(jī)后水泵的順序。空調(diào)循環(huán)泵根據(jù)機(jī)組空調(diào)進(jìn)出水溫差，自動(dòng)調(diào)節(jié)介質(zhì)循環(huán)泵的運(yùn)行頻率，從而使機(jī)組的空調(diào)水和介質(zhì)水進(jìn)出具有適合的溫差，從機(jī)組卸載至停機(jī)，介質(zhì)循環(huán)泵待一定延時(shí)后停止運(yùn)行。

冷熱源系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備的監(jiān)控內(nèi)容：①控制空調(diào)側(cè)水泵啟停；監(jiān)測(cè)空調(diào)側(cè)水泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手自動(dòng)狀態(tài)；②控制地源側(cè)水泵啟停；③監(jiān)測(cè)地源側(cè)水泵運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手自動(dòng)狀態(tài)；④監(jiān)測(cè)地源側(cè)水泵變頻器故障、變頻器控制、變頻器頻率反饋；⑤監(jiān)測(cè)地源熱泵機(jī)組兩側(cè)水流狀態(tài)；⑥控制空調(diào)側(cè)補(bǔ)水水泵啟停；⑦監(jiān)測(cè)空調(diào)側(cè)補(bǔ)水水泵運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手自動(dòng)狀態(tài)；⑧測(cè)量空調(diào)側(cè)水供/回水溫度、壓力及回水流量；⑨測(cè)量地源側(cè)水供/回水溫度、壓力及水流量；⑩通過量度空調(diào)側(cè)水的總供/回水溫度和回水流量，計(jì)算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷；根據(jù)實(shí)際冷負(fù)荷以及地源熱泵冷凍機(jī)的運(yùn)行時(shí)間累計(jì)來決定地源熱泵冷凍機(jī)的啟停組合、臺(tái)數(shù)及工況組合，以便達(dá)至最佳的節(jié)能狀態(tài)；控制空調(diào)側(cè)分集水器之間的水旁通閥的開度，以維持要求的供回水總管內(nèi)壓差；空調(diào)側(cè)分集水器到各個(gè)區(qū)域的管道處電動(dòng)蝶閥開關(guān)控制及狀態(tài)反饋；地源側(cè)分集水器到水源井的管道處電動(dòng)蝶閥開關(guān)控制及狀態(tài)反饋。

3.2 空調(diào)機(jī)組監(jiān)測(cè)

監(jiān)控內(nèi)容：①空調(diào)機(jī)組回風(fēng)溫濕度；②空調(diào)機(jī)組盤管防霜凍報(bào)警；③空調(diào)機(jī)組送風(fēng)初效過濾器阻塞狀態(tài)；④空調(diào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)手自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警狀態(tài)、啟停控制；⑤空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)門開關(guān)控制；⑥空調(diào)機(jī)組冷/熱水盤管調(diào)節(jié)控制；⑦設(shè)備安全保護(hù)策略嚴(yán)密監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行中的異常現(xiàn)象，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行安全保護(hù)程序，從而可有效地避免因意外的故障給系統(tǒng)、設(shè)備甚至人身安全帶來危害。

3.3 空氣監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)內(nèi)容：①監(jiān)測(cè)重要展館的空氣溫度；②監(jiān)測(cè)重要展館的空氣質(zhì)量；③通過對(duì)安裝于水盤管回水側(cè)二通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要展館溫度設(shè)定點(diǎn)（可調(diào)整）的控制，保證新風(fēng)機(jī)組供冷/熱量與所需冷/熱負(fù)荷相當(dāng)，減少能源浪費(fèi)；④監(jiān)測(cè)重要展館濕度；⑤根據(jù)監(jiān)測(cè)到的展館內(nèi)濕度值與室外濕度設(shè)定點(diǎn)比較，調(diào)節(jié)加濕器的開關(guān)，以滿足送風(fēng)濕度精度；⑥監(jiān)測(cè)重要展館的空氣質(zhì)量；⑦根據(jù)監(jiān)測(cè)到的展館的空氣質(zhì)量情況，開啟或關(guān)閉附近區(qū)域的送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)，達(dá)到對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整的目的；⑧安裝在機(jī)房?jī)?nèi)的直接數(shù)字式控制器將按內(nèi)部預(yù)先編寫的軟件程序來滿足空調(diào)機(jī)組和送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制和操作順序。

空氣質(zhì)量自動(dòng)調(diào)節(jié)功能滿足了人們對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量方面的要求。

3.4 送排風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)

監(jiān)控內(nèi)容：風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)故障報(bào)警、風(fēng)機(jī)手/自動(dòng)狀態(tài)、風(fēng)機(jī)啟/?？刂?。

3.5 排水泵監(jiān)測(cè)

監(jiān)控內(nèi)容：①系統(tǒng)監(jiān)測(cè)集水坑的超高和超低液位報(bào)警；②系統(tǒng)監(jiān)測(cè)污水泵故障報(bào)警、運(yùn)行狀態(tài)、手自動(dòng)狀態(tài)；③控制污水泵啟停。

4 系統(tǒng)實(shí)施

筆者認(rèn)為在深化設(shè)計(jì)階段應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：①BAS系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)乃至實(shí)施需要建立專門的協(xié)調(diào)部門和協(xié)調(diào)制度；②做好現(xiàn)場(chǎng)勘查工作；③做好與各專業(yè)的技術(shù)協(xié)調(diào)；④做好與第三方接口的基礎(chǔ)溝通；⑤設(shè)計(jì)好施工圖紙。

5 結(jié) 語

節(jié)能環(huán)保，節(jié)約現(xiàn)有能源消耗量是是實(shí)現(xiàn)博物館經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有效途徑。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)致力于節(jié)約建筑內(nèi)機(jī)電設(shè)備能源消耗的控制系統(tǒng)，將此項(xiàng)系統(tǒng)實(shí)施好，將能為節(jié)能環(huán)保事業(yè)錦上添花。

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