1、本章导读本章导读楼宇设备自动化是楼宇智能化的基础。智能化建筑中的机楼宇设备自动化是楼宇智能化的基础。智能化建筑中的机电设备和设施就是楼宇自动化系统的对象和环境，因此，电设备和设施就是楼宇自动化系统的对象和环境，因此，我们有必要认识和掌握这些机电设备和设施的运行规律和我们有必要认识和掌握这些机电设备和设施的运行规律和控制特性。只有这样，才能设计出方案优秀的楼宇自动化控制特性。只有这样，才能设计出方案优秀的楼宇自动化系统，实现其全局的优化控制和管理。系统，实现其全局的优化控制和管理。本章重点对供配电系统、照明系统、空调及冷热源系统、本章重点对供配电系统、照明系统、空调及冷热源系统、给排水系统的设备
2、运行规律和控制特性进行了阐述。给排水系统的设备运行规律和控制特性进行了阐述。本章目录本章目录第第6章章 楼宇基本设备及其控制特性楼宇基本设备及其控制特性本章导读本章导读6.1 供配电系统供配电系统6.1.1 典型供配电系统方案典型供配电系统方案6.1.2 应急电源系统应急电源系统6.1.3 供配电设备监控供配电设备监控6.2 照明系统照明系统6.2.1 楼宇照明设计楼宇照明设计6.2.2 建筑照明设备建筑照明设备6.2.3 照明控制照明控制6.3 空调与冷热源系统空调与冷热源系统6.3.1 湿空气的物理性质湿空气的物理性质6.3.2 空气调节原理空气调节原理6.3.3 空气处理的方法和设备空气
3、处理的方法和设备6.3.4 冷热源系统冷热源系统6.3.5 空气调节系统空气调节系统6.4 给排水系统给排水系统6.4.1供水系统供水系统6.4.2 排水系统排水系统复习题与思考题复习题与思考题6.1 6.1 供配电系统供配电系统(1)典型建筑供配电系统典型建筑供配电系统(2)应急发电系统应急发电系统(3)供配电设备监控供配电设备监控 智能化的供配电系统功能智能化的供配电系统功能 应用计算机网络测控技术应用计算机网络测控技术,对所有变配电设对所有变配电设备的运行状态和参数集中进行监控备的运行状态和参数集中进行监控 达到对达到对变配电系统的遥测、遥调、遥控和变配电系统的遥测、遥调、遥控和遥信遥信
4、，实现变配电所无人值守。，实现变配电所无人值守。同时还具有故障的自动应急处理能力同时还具有故障的自动应急处理能力,能更能更加可靠地保障供电。加可靠地保障供电。7.1 供配电系统供配电系统典型供配电系统方案典型供配电系统方案 10kV母线S1S2市电1市电2400V母线10kV/400V变压器自备发电机应急母线采用两路lOkV独立电源,再加自备发电机供电，变压器低压侧采取单母线分段的方案 某医院外科综合楼供电系统方案某医院外科综合楼供电系统方案 2TM1600KVA1TM1600KVA1段220/380V2段220/380V应急段220/380V柴油发电机400kW/380VATS自总变电所10
5、kV 2段自总变电所10kV 1段市电与发电机之间的切换设自动联锁控制，由自动转换开关ATS完成 低压配电方案低压配电方案.低压配电屏.低压配电屏.低压配电屏.(a)放射式配电系统(b)树干式配电系统(C)混合式配电系统(a)(b)(c)应急电源系统应急电源系统 3S10S5min10min市电发电机发电机主开关市电消失市电恢复自启动停车主开关自动断闸自备发电机容量:第一类负荷必须考虑在内，第二类负荷应视城市电网情况及大楼的功能而定:第一类保安型负荷，即保证大楼人身安全及大楼内智能化设备安全，可靠运行的负荷，有消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照明及大楼设备的管理计算机监控系统设备、通讯系统
6、设备、从事业务用的计算机及相关设备等。第二类保障型负荷，即保障大楼运行的基本设备负荷，也是大楼运行的基本条件，主要有工作区域的照明、部分电梯、通道照明等。为了确保智能化大楼供电的可靠、安全，设置自备发电机作为应急电源系统 供配电设备监控供配电设备监控 1 1）供配电系统的中压开关与主要低压开关的状态）供配电系统的中压开关与主要低压开关的状态监视及故障报警；监视及故障报警；2 2）中压与低压主母排的电压监测；）中压与低压主母排的电压监测；3 3）电流及功率因数测量；）电流及功率因数测量；4 4）电能计量；）电能计量；5 5）变压器温度监测及超温报警；）变压器温度监测及超温报警；6 6）备用及应急
7、电源的手动自动状态、电压、电）备用及应急电源的手动自动状态、电压、电流及频率监测；流及频率监测；7 7）主回路及重要回路的谐波监测与记录；）主回路及重要回路的谐波监测与记录；8 8）电力系统计算机辅助监控系统应留有通信接口。）电力系统计算机辅助监控系统应留有通信接口。供配电设备监控系统的构成供配电设备监控系统的构成 供配电设备监控系统一般采用集散系统结构，可分为三层：现场I/O、控制层和管理层。BACnet工业以太网管理层数据库监控计算机供配电设备（开关柜）现场I/O现场总线（MODBUS）控制层（PLC/工控PC/DDC/通信控制器）供配电设备（开关柜）现场I/O现场总线（MODBUS）控制
8、层（PLC/工控PC/DDC/通信控制器）供配电设备（开关柜）现场I/O现场总线（MODBUS）控制层（PLC/工控PC/DDC/通信控制器）现场现场I/OI/O 综合电力测控仪远程数据采集模块 智能型断路器现场I/O可以是智能型断路器、远程数据采集模块、RTU和综合电力测控仪等。小型供配电监控系统的结构小型供配电监控系统的结构 监控计算机现场I/O现场总线（MODBUS）通信控制器RS-232RS-485现场IO与控制层之间应用现场总线技术（常用的是MODBUS-RTU现场总线协议）构建通信网 某综合电力测控仪的测量参数表某综合电力测控仪的测量参数表 序序号号项项 目目内内 容容显示（最大）
9、显示（最大）精精 度度1 1相电压相电压UaUa、UbUb、UcUc9999.9kV9999.9kV0.20.22 2线电压线电压UabUab、UbcUbc、UacUac9999.9kV9999.9kV0.20.23 3电流电流IaIa、IbIb、IcIc99.999kA99.999kA0.20.24 4功率因数功率因数cosacosa、cosbcosb、cosccosc、coscos总总1.0001.0000.50.55 5频率频率HzHz65.00Hz65.00Hz或或55.00Hz55.00Hz1 1级级6 6有功功率有功功率WaWa、WbWb、WcWc、W W总总99999MW9999
10、9MW0.50.57 7无功功率无功功率varavara、varbvarb、varcvarc、varvar总总99999Mvar99999Mvar0.50.58 8视在功率视在功率VAaVAa、VAbVAb、VacVac、VAVA总总99999MVA99999MVA0.50.59 9有功电度有功电度kWhkWh99999999MWh99999999MWh1 1级级IEC1036IEC10361010无功电度无功电度kvarhkvarh99999999Mvarh99999999Mvarh2 2级级IEC1268IEC1268基于现场总线的供配电监控系统基于现场总线的供配电监控系统6.2 6.2
11、照明系统照明系统(1)楼宇照明设计楼宇照明设计(2)照明设备照明设备(电光源和灯具电光源和灯具)(3)智能照明控制方式照明控制方式智能化照明控制方向发展智能化照明控制方向发展 照明的节能:目前我国照明用电量约占全社会总用电量的12%，照明的节能对实现我国节能减排的目标具有重要意义。智能照明技术:除了大力推广使用新型节能光源及高性能照明灯具措施之外，应用信息化技术改造传统照明系统的粗放式能源使用方式，精细利用能源，是另一照明的节能技术，即所谓的智能照明技术。常用的光度量常用的光度量 (1)光通量，光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并能使人眼产生光感的能量，称为光通量，用符号表示，单位为流明(l
12、m)。(2)发光强度(光强)，光源在空间某一方向上单位立方体角内发射的光通量称为光源在这一方向上的发光强度，简称为光强，以符号I表示，单位为坎德拉,符号为cd。(3)照度，照度用来表示被照面上被光源照射的强弱程度，以被照面上单位面积所接受的光通量来表示。照度以E表示,单位是勒克斯,符号为Lx。(4)发光效率，发光效率是描述光源的质量和经济效益的光学量，它反映了光源在消耗单位能量的同时辐射出光通量的多少，单位是流明每瓦(lm/W)。(5)光源色温，某一种光源的色度与某一温度下的绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度。(6)光源的显色指数，将人工待测光源下的颜色同在日光下的颜色相比较,其显示同色能力的
13、强弱定义为该人工光源的显色性。天然光源和常见人工光源的色温天然光源和常见人工光源的色温 天然光源色温常见人工光源色温光源色温/K光源色温/K晴天室外光13000蜡烛19001950全阴天室外光6500高压钠灯2000白天直射日光5550白炽灯(40W)270045斜射日光4800荧光灯30007500昼光色6500碳弧灯37003800月光4100氙灯5600炭精灯55006500部分电光源的色温及显色指数部分电光源的色温及显色指数 光源色温/K显色指数高压钠灯20002025白炽灯290095100荧光灯66007080荧光高压汞灯55003040镝灯43008595电光源分类电光源分类 气
14、体放电发光光源其它发光光源辉光放电灯霓虹灯场致发光灯LED发光二极管热辐射发光光源卤钨灯白炽灯荧光灯弧光放电灯低压气灯高压气灯低压钠灯高压氙灯高压汞灯金属卤化物灯高压钠灯氖灯电光源常用照明电光源的主要特性常用照明电光源的主要特性1 1 常用照明电光源的主要特性常用照明电光源的主要特性2 2 热辐射光源控制特性热辐射光源控制特性 VI热辐射光源R电源SS调光控制PWM开/关气体放电发光光源控制特性气体放电发光光源控制特性 220V50Hz电感式镇流器L荧光灯启辉器220V50Hz电感式镇流器L荧光灯启辉器（b)启辉器闭合，电流流过电极进行预热220V50HzL荧光灯点火启动电压：500-1200
15、V启辉器(c)启辉器断开，电感产生感应电压点燃光管220V50HzL荧光灯工作电压：40-140V(d)正常工作时，荧光灯的等效电路(a)电感式镇流器线路图高频交流电子型镇流器高频交流电子型镇流器 整流功率因数校正高频逆变电路灯匹配电路控制电路调光控制信号灯负载220V/50Hz电子镇流器高频交流电子型镇流器实际上是一种交-交逆变电源，将荧光灯的交流工作电源从50Hz变换到2050KHz，频率提高后，电感元件容量大大减小（从H降低到mH的水平），体积和重量都可以做得很小。荧光灯的调光控制荧光灯的调光控制 荧光灯的荧光灯的模拟模拟调光系统调光系统 地线中线相线+-NLE调光电子整流器灯负载+-N
16、LE调光电子整流器灯负载+-NLE调光电子整流器灯负载1-10VDC调光控制电路手调远程控制传感器+-模拟控制信号线照明交流供电1-10V接口的控制信号是直流模拟量，按线性规则调节荧光灯的亮度，按IEC929标准，每个镇流器控制信号接口的最大工作电流为1mA。数字可寻址照明接口（数字可寻址照明接口（DALIDALI）数字调光电子整流器数字调光电子整流器数字调光电子整流器数字调光电子整流器控制操作面板传感器无线遥控器DALI 总线通信转换RS-232网关BACnet1200bps,双向串行通信，双绞线介质DALI（Digital Addressahle Lighting Interface）“数
17、字可寻址照明接口数字可寻址照明接口”，是，是IEC颁布的技术标准（标准号颁布的技术标准（标准号IEC60929）照明控制方式照明控制方式 (1)断路器控制方式断路器控制方式；(2)定时控制方式定时控制方式；(3)光电感应开关控制光电感应开关控制；(4)智能控制方式智能控制方式照明智能控制方式照明智能控制方式 开关控制模块调光控制模块人体感应器智能面板通信转换器监控计算机各类灯负载现场总线（DALI,EIB,C-BUS.）可选部分智能面板RS-232智能控制方式是将计算机网络控制技术应用到照明工程的控制方式,能实现场景预设、亮度调节，软启动软关断等复杂的照明控制功能。智能控制方式不仅能营造室内舒
18、适的视觉环境，更能节约大量能源。6.3 空调与冷热源系统空调与冷热源系统(1)(1)湿空气热力学基础湿空气热力学基础(2)(2)空气调节原理空气调节原理 (3)(3)空气处理的方法和设备空气处理的方法和设备 (4)(4)空气调节系统空气调节系统(5)(5)空调运行控制方式空调运行控制方式(6)(6)冷热源系统冷热源系统/节能技术节能技术空调系统的功能和组成 空调系统空调系统就是完成对空气环境进行调节就是完成对空气环境进行调节和控制，也就是对空气进行和控制，也就是对空气进行加热、冷却、加热、冷却、加湿、减湿、过滤、输送加湿、减湿、过滤、输送等各种处理的等各种处理的设备装置。设备装置。空调系统的基
19、本构成，由空调系统的基本构成，由冷热源系统、冷热源系统、空气处理系统、能量输送分配系统和自空气处理系统、能量输送分配系统和自动控制系统动控制系统等四个子系统组成。等四个子系统组成。湿空气热力学基础湿空气热力学基础湿空气的状态参数湿空气的状态参数 wdtthdtB、湿空气可以看作湿空气可以看作干空气干空气和和水蒸气水蒸气的混合物的混合物,湿空气的状态参数湿空气的状态参数:湿空气的独立状态参数应该是三个湿空气的独立状态参数应该是三个B:B:气压（一般讨论是在一个标准大气压下，气压（一般讨论是在一个标准大气压下，101325Pa101325Pa）t:t:干球温度（干球温度（-45-99)-45-99
20、):相对湿度（相对湿度（5%-100%5%-100%）d:d:含湿量（含湿量（kg/Kgkg/Kg）h:h:焓（焓（J/KgJ/Kg），），h=1.01t+d(2500+1.84t)h=1.01t+d(2500+1.84t)td:td:露点露点()()twtw:湿球温度湿球温度()()湿空气的焓湿图（湿空气的焓湿图（h-d）等温线等焓线等压线（等含湿量线）等相对湿度线湿空气h-d图051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%01020406080100120100000100020003
21、00040005000-1000-5000-10000dh1000+-td(g/Kg)h(kJ/Kg)大气压101325Pa湿空气热力学基础湿空气热力学基础空气的状态参数空气的状态参数 t t、PcPc关系图关系图 相对湿度%t水汽分压力1020304050607080901002468101214161820222520181614121086Pc(100Pa)等等PcPc加热升温过程加热升温过程 空气调节的过程空气调节的过程实际上是空气实际上是空气从一个状态变化到另一个状态从一个状态变化到另一个状态的过程，当被调节的的过程，当被调节的空气状态（温度、相对湿度）空气状态（温度、相对湿度）偏离
22、了设定值时，就需要进行空气调节。偏离了设定值时，就需要进行空气调节。相对湿度%t水汽分压力1020304050607080901002468101214161820222520181614121086Pc(100Pa)A至B是等Pc加热升温过程AB 若空气的温度变化范围在露点以上，则空气中的含水量始终保持不变，若空气的温度变化范围在露点以上，则空气中的含水量始终保持不变，且为不饱和状态，为等湿过程，过程线为垂直线。且为不饱和状态，为等湿过程，过程线为垂直线。等湿气温变化等湿气温变化051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%6
23、0%50%40%30%20%10%5%0102040608010012010000010002000300040005000-1000-5000-10000dh1000+-td(g/Kg)h(kJ/Kg)大气压101325PaA AA AB BB BAABBtAtBtBtA等湿降温等湿升温湿空气热力学基础湿空气热力学基础表冷器冷却减湿表冷器冷却减湿 上述冷却过程当进行至露点，空气即达到饱和状态，继续冷却时，水蒸上述冷却过程当进行至露点，空气即达到饱和状态，继续冷却时，水蒸气就在冷却壁面上凝结出来，而且温度不断降低，但空气始终在饱和状态。气就在冷却壁面上凝结出来，而且温度不断降低，但空气始终在饱
24、和状态。051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%01020608010012010000010002000300040005000-1000-5000-10000dh1000+-td(g/Kg)h(kJ/Kg)大气压101325PaA AB BABtdtA等湿降温等湿升温露点结露凝水不同状态空气的混合不同状态空气的混合051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%01020406
25、08010012010000010002000300040005000-1000-5000-10000dh1000+-td(g/Kg)h(kJ/Kg)大气压101325Pa2 21 1c c2ct1tct2hch2h1水凝结饱和区热湿比热湿比dhddhhddhh10001000100012121212湿空气h-d图热湿比四个区=100%（）（）（）（）实际湿空气的处理过程中，很少有含湿量不变的过程，往往在温度变化的同实际湿空气的处理过程中，很少有含湿量不变的过程，往往在温度变化的同时伴随着含湿量的变化，因此有必要定义一个新的参数来帮助解决问题。即时伴随着含湿量的变化，因此有必要定义一个新的参数
26、来帮助解决问题。即热湿比：热湿比：对 于对 于区区因此因此对 于对 于区区因此因此对 于对 于区区因此因此对于对于区区因此因此 0,0dh00,0dh00,0dh00,0dh0根据(t,)计算其它参数)100/(ln()100/(ln(tbatatbatbtdtbatseP11.6tbatscePP11.6)()(11.611.6622.0tbattbateBed)84.12500(01.1tdtha=17.27,b=237.7a=17.27,b=237.7B=101325B=101325空气调节基础原理空气调节基础原理典型空气状态变化过程典型空气状态变化过程010203040-1001020
27、3040100%80%60%40%20%5%020406080100120td(g/Kg)h(kJ/Kg)A AB BC CD DE EF FG GA AB B电加热器A AC C表冷器冷媒A AE E喷水室A AF F加湿蒸气A AD D固体吸湿剂A AG G表冷器结露冷媒凝水空气调节基础原理空气调节基础原理流动空气状态过程流动空气状态过程h-d图的表示图的表示051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%01020608010012010000010002000300040005000
28、-1000-5000-10000dh1000+-N NO ON NO O空气dh1000hdhohohnhndododndnQW=QhWd=风量热湿负荷夏季空气处理过程夏季空气处理过程h-d图的表示图的表示051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%01020608010012010000010002000300040005000-1000-5000-10000dh1000+-N NC CW WL LLLO ON NO OW WC CL LO O一次回风新风风机N N被调空气冬季空气处理
29、过程冬季空气处理过程h-d图的表示图的表示051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%01020608010012010000010002000300040005000-1000-5000-10000dh1000+-N NC CW WL LO ON NO OW WC CL LO O一次回风新风风机N N被调空气夏季、冬季室内参数不同的处理过程夏季、冬季室内参数不同的处理过程051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%60
30、%50%40%30%20%10%5%01020608010012010000010002000300040005000-1000-5000-10000dh1000+-n nc cw wl lo oN NO OW WC CL LO O一次回风新风风机N N被调空气N NC CW WL LLLO O冬季夏季空气状态调节过程空气状态调节过程 t1020304050607080901002468101214161820222520181614121086Pc（100Pa)ABCDEA-B:加湿B-C:降温C-D:冷却去湿D-E:加热从A点调节到E点的过程：3757A点:气温22，相对湿度37%E点:气
31、温18，相对湿度57%A点:气温22，相对湿度37%E点:气温18，相对湿度57%9.5相对湿度%空气调节处理流程空气调节处理流程 加湿Pc1200Pa22相对湿度37%冷却、去湿表冷器为9.5加热至18相对湿度100%9.5相对湿度57%18冬季新空气加热加湿处理冬季新空气加热加湿处理 t1020304050607080901002468101214161820222520181614121086CDA-B:加热B-C:加湿至饱和C-D:加热从A点调节到D点的过程：3757D点:气温20，相对湿度60%A点:气温4.8，相对湿度70%A点(新风）:气温4.8，相对湿度70%D点（室内）:气温
32、20，相对湿度60%ABPc（100Pa)相对湿度%夏季新空气减温去湿处理夏季新空气减温去湿处理 t1020304050607080901002468101214161820222520181614121086Pc（100Pa)CD从A点调节到D点的过程：3757D点:气温20，相对湿度60%A点:气温25，相对湿度60%A点(新风）:气温25，相对湿度70%D点（室内）:气温20，相对湿度60%ABA-B：降温B-C：降温去湿C-D：加温相对湿度%空气加热空气加热/冷却方法冷却方法 空气热媒介/冷媒介换热器空调系统中所用的加热器一般是以热水或蒸汽为热媒的表面式空气加热器和电热丝发热加热器。空
33、气的降温可以通过空气的降温可以通过表冷器表冷器来实现。以来实现。以制冷剂为冷媒制冷剂为冷媒的表冷器称为直接蒸的表冷器称为直接蒸发式表冷器（又称发式表冷器（又称蒸发器蒸发器），多用于局部的分体空调中。以），多用于局部的分体空调中。以冷水冷水作为冷媒作为冷媒的表冷器称为水冷表冷器，多用于集中式空调系统和半集中式空调系统的的表冷器称为水冷表冷器，多用于集中式空调系统和半集中式空调系统的末端设备中。末端设备中。中央空调系统中央空调系统空气调节系统空气调节系统 冷凝水管空调机新风7C制冷机的冷凝器制冷机的蒸发器32C37C12C冷却水循环泵空调房间制冷机房排风扇送风口冷冻水循环泵冷水管25C回风口24C
34、房机调空18C送风管消声器热水循环泵热水管烟气冷却水管热湿空气冷却塔烟囱热水锅炉60C55C热水管集中空调系统集中空调系统 集中空调系统的所有空气处理设备（包括风机、冷集中空调系统的所有空气处理设备（包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等）都设在一个集却器、加热器、加湿器、过滤器等）都设在一个集中的空调机房内中的空调机房内 新风风机回风排风送风回风房间空气热湿处理系统空调机房集中处理房间房间其余房间集中式空调集中式空调 分类分类热热热热湿湿湿湿进风进风回风回风冷热源（水）冷热源（水）制冷剂室外机室内机空调空调(a)全空气系统(b)全水系统(c)空气-水系统(d)制冷剂系统进风回风空调空间(
35、a)封闭式系统空调机进风回风空调空间(b)直流式系统空调机新风排出进风回风空调空间(c)混合式系统空调机新风混合(全新风，最健康)(零新风，最节能)(优化组合，最常用)集中空调系统集中空调系统分类分类 新风风机新风送风空气热湿处理系统空调机房集中处理房间其余房间新风机组FCU房间FCU房间FCU冷热源系统供冷/热空气循环风机盘管风机盘管新风风机回风排风送风回风房间空气热湿处理系统空调机房集中处理房间房间其余房间房间其余房间FCU房间FCU房间FCU冷热源系统供冷/热空气循环风机盘管风机盘管集中空调（全空气系统）集中空调（全空气系统）半集中空调（空气半集中空调（空气-水系统）水系统）半集中空调（
36、全水半集中空调（全水/制冷剂系统）制冷剂系统）集中空调（全空气系统）分类集中空调（全空气系统）分类 零新风，最节能零新风，最节能全新风，最健康全新风，最健康优化组合，最常用优化组合，最常用风机回风送风回风房间空气热湿处理系统全封闭方式房间房间其余房间新风风机回风送风房间空气热湿处理系统直流方式房间房间其余房间新风风机回风送风回风房间空气热湿处理系统混合方式房间房间其余房间排风排风户式中央空调户式中央空调大楼中央空调大楼中央空调集中式空调的空气热湿处理系统集中式空调的空气热湿处理系统 回风过滤网热水盘管冷水盘管加湿喷头风机温度检测风压压差检测新风温度检测MMM热水冷却水新风量阀门回风量阀门启停控
37、制12345678910模拟量输入（AI)模拟量输出（AO)数字量输入（DI)数字量输出（DO)11023679548DDC现场控制器ABCDE压差BDCAE湿度检测温度检测湿度检测湿度检测定风量控制原理定风量控制原理)/(,sgdddQ是余湿量送风051015202530354045-5-10051015202530100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%010206080100N NC CW WL LO OttdN NO OW WC CL LO O一次回风N N被调空气ddQ送风)/(sgd是余湿量o1C(混合点)W(室外空气)L(表冷器输出)O(加热器输出，送风
38、点)表冷器加热器风机当室内的热湿负荷发生变化时，例如，从时，送风点变到温度随之从 变到t1t0N(室内状态点)定风量控制原理框图定风量控制原理框图)/(,sgdddQ是余湿量送风N NO OW WC CL LO O一次回风N N被调空气加热器表冷器被调空气加热器参数测量加热控制器设定参数表冷器参数测量露点控制器露点设定混合箱新风新风比控制W(室外空气)L(表冷器输出)O(加热器输出)C CL LtL,hL()tN,hN()tO,hO()tNtdO ON NN(室内状态点)一次回风W WN N末端加热定风量控制系统末端加热定风量控制系统 新风风机回风露点送风回风空气热湿处理系统房间其余房间排风再
39、热器房间房间未端加热装置再热器再热器再热器控制器控制器控制器控制器控制器现场总线末端调节变风量系统末端调节变风量系统 新风风机回风送风回风空气热湿处理系统房间其余房间排风VAV Box房间房间VAV BoxVAV BoxVAV Box变风量未端装置变风量控制（TRAVTRAV，Terminal Regulation Air VolumeTerminal Regulation Air Volume），如图所示，根据末），如图所示，根据末端风量的变化实时控制送风机，末端装置（端风量的变化实时控制送风机，末端装置（VAV BoxVAV Box）随室内负荷的）随室内负荷的变化自动调节风量维持室温。变化
40、自动调节风量维持室温。VAV自适应控制模型热湿负荷在线测量热湿负荷风量Q风量自适应控制器参数设置集中热湿处理系统新风回风送风h,d对象参数数学模型电动风门tOO()tNN()tNN()tOO()图6-54 VAV自适应控制模型VAVVAV末端调加热节系统末端调加热节系统 新风变频风机回风送风回风空气热湿处理系统房间排风VAV Box房间房间变风量未端装置再加热VAV Box再加热VAV Box再加热末端风压P半集中空调系统半集中空调系统 新风风机新风送风空气热湿处理系统空调机房集中处理房间其余房间新风机组FCU房间FCU房间FCU冷热源系统供冷/热空气循环风机盘管风机盘管半集中式空调运行控制半
41、集中式空调运行控制 半集中式空调中的新风机组一般采用定风量控制方法，未端风机盘半集中式空调中的新风机组一般采用定风量控制方法，未端风机盘管可采用管可采用CAVCAV、VAVVAV控制方法控制方法,系统运行控制方式如图所示。系统运行控制方式如图所示。FCU风机盘管新风送风回风两管制水系统集中送新风风道被调空气控制器FCU 实物图FCU风机盘管新风送风回风供水总管回水总管集中送新风风道被调空气控制器集中供冷集中供冷/热，分散控制式空调系统热，分散控制式空调系统 房间其余房间FCU房间FCU房间FCU冷热源系统供冷/热空气循环风机盘管风机盘管空调原理相对湿度%t水汽分压力10203040506070
42、80901002468101214161820222520181614121086Pc(100Pa)A(20,82%)至B(20,48%)调节过程ABCDA的露点B的露点h-d图表示图表示051015202530354045-5-1005101520253035404540100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%0102040608010012010000010002000300040005000-1000-5000-10000dh1000+-td(g/Kg)h(kJ/Kg)大气压101325PaA AB BAC等湿降温DB等湿升温C CD D湿空气热力学基础湿空气热
43、力学基础冷热源系统冷热源系统 空气调节的过程是一个热湿交换过程，对空气升空气调节的过程是一个热湿交换过程，对空气升温或降温调节均离不开冷热源。温或降温调节均离不开冷热源。最常用的冷热源是最常用的冷热源是冷冻水和热水冷冻水和热水。空调系统冷热源的能耗是建筑能耗的大户空调系统冷热源的能耗是建筑能耗的大户,应用应用热热泵技术泵技术制备智能化楼宇的冷冻水和热水是一项节制备智能化楼宇的冷冻水和热水是一项节能技术。有条件的地方可采用效率更高的能技术。有条件的地方可采用效率更高的地源热地源热泵技术、水源热泵技术泵技术、水源热泵技术。水冷螺杆冷水机风冷螺杆冷水机溴化俚空调冷水机全自动燃油/气卧式锅炉全自动燃油
44、/气立式锅炉电锅炉冷源热泵技术冷源热泵技术 高水位低水位水泵高温区低温区热泵热量所谓所谓“热泵热泵”是一种是通过消耗一定量的高品位能量（电能），能从自然界的空气、水是一种是通过消耗一定量的高品位能量（电能），能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，并提高其品位，提供可被人们所用的高品位热能的热力学装或土壤中获取低品位热能，并提高其品位，提供可被人们所用的高品位热能的热力学装置。置。冷源热泵技术冷源热泵技术 冷凝器蒸发器冷却水冷冻水冷媒（制冷剂）低压蒸汽高压蒸汽高压液体低压液体膨胀阀放热液化吸热汽化供水水温32 回水水温37回水水温12供水水温7压缩机压缩式制冷方式是“热泵”的工作方式。通过
45、流动媒介(以前一般为氟利昂，现用氟利昂替代物)在蒸发器、压缩机，冷凝器和膨胀阀等部件中的气相变化(沸腾和凝结)的循环来将低温物体的热量传递到高温物体中去。热量传递过程热量传递过程冷凝器蒸发器冷却水冷冻水供水水温32 回水水温37回水水温12供水水温7冷水机组冷却塔空调系统冷却水泵冷冻水泵空调系统经冷冻水带回室内热量将热量传递给冷却水经冷却塔热量散发到户外大气压缩式制冷机根据压缩机的不同，分为离心式冷水机、螺杆式冷水机、活塞式冷水机，根据冷凝器的冷却介质不同，分为水冷式和风冷式两类。中央空调热量传递过程中央空调热量传递过程大气冷却塔实际图冷却塔实际图冷冻水泵机组实际图冷冻水泵机组实际图地源热泵热
46、量传递原理地源热泵热量传递原理 冷凝器蒸发器冷却水冷冻水 回水水温12供水水温7冷水机组空调系统冷却水泵冷冻水泵空调系统经冷冻水带回室内热量将热量传递给冷却水热量散发到大地地理管网大地如果最终的热量是散发到大气中,它就是气源热泵,家用分体空调机就是气源热泵。如果最终的热量是传递到大地中，它就是地源热泵 溴化锂溴化锂吸收式制冷方式吸收式制冷方式冷凝器蒸发器冷却水冷冻水冷媒（水）低压水蒸汽高压水蒸汽高压液态水低压液态水节流阀放热液化吸热汽化 吸收器稀溶液浓溴化锂溶液加热发生器节流阀溶液泵吸收剂溴化锂溶液直燃吸收式溴化锂冷热水机组实物图 直燃吸收式溴直燃吸收式溴化锂冷热水机化锂冷热水机组原理组原理
47、空调冷冻水卫生热水冷却塔卫生热水泵冷冻水泵冷却水泵自动水处理软水器燃料或热能发生器凝冷器蒸发器吸收器溴化锂太阳能非电空调机组太阳能非电空调机组集热板集热管阳光追踪系统太阳能控制组太阳能集热系统夜间用燃料卫生热水冷冻水冷却水溴化锂冷、热、电联产系统冷、热、电联产系统燃气涡轮发电机烟气直燃机冷冻水6热水70电力烟气500天然气NG蒸汽涡轮发电机蒸汽吸发式制冷机冷冻水6热水70电力蒸汽蒸汽锅炉废热工业废气锅炉烟气垃圾焚烧地热.热交换器高压蒸汽方式之一方式之二燃气发动机驱动热泵系统燃气发动机驱动热泵系统 热水冷凝器蒸发器燃气发动机冷冻水制冷剂压缩机驱动排气热交换器冷却水热交换器高温的发动机废热回收（高
48、温的发动机废热回收（80的发动机冷却水排热和的发动机冷却水排热和500600的排气排的排气排热），与热泵冷凝热一起用于供热，或者作为吸收式冷水机组的驱动热源，热），与热泵冷凝热一起用于供热，或者作为吸收式冷水机组的驱动热源，从而进一步提高系统的制热性能。从而进一步提高系统的制热性能。冷源系统的监控冷源系统的监控 冷凝器蒸发器冷却水冷冻水 冷水机组冷却塔空调系统冷却水泵冷冻水泵分水器集水器供水管回水管P冷却风扇制冷机膨胀水箱热源系统的监控热源系统的监控 热水 空调系统一次侧热源（蒸汽）热水泵分水器集水器供水管回水管P热交换器M电动调节阀差压调节阀锅炉，供热网等冷量和热量计量冷量和热量计量 集中空
49、调系统的冷量和热量计量和我国北方地区的采暖热计量一样，是一项重要的建筑节能措施。空调按用户实际用量收费是今后的一个发展趋势。它不仅能够降低空调运行能耗，也能够有效地提高公共建筑的能源管理水平。6.4 给排水系统给排水系统 6.4.16.4.1供水系统供水系统-重力给水系统重力给水系统 高水位低水位城市供水管网水泵启/停压差水泵状态DIDODDC现场控制器水泵水箱供水备用泵这种系统的特点是以水泵将水提升到楼层最高处水箱中，这种系统的特点是以水泵将水提升到楼层最高处水箱中，以重力向给水管网配水，如图以重力向给水管网配水，如图6-57所示。所示。6.4 给排水系统给排水系统 恒压力给水系统恒压力给水
50、系统 恒压力供水系统不需设置水箱，仅在地下室或某些空余之处设置水泵机组、气恒压力供水系统不需设置水箱，仅在地下室或某些空余之处设置水泵机组、气压水箱等设备，采用压力给水来满足建筑物的供水需要。压力给水可用并联气压水箱等设备，采用压力给水来满足建筑物的供水需要。压力给水可用并联气压水箱给水系统，也可采用无水箱的几台水泵并联给水系统压水箱给水系统，也可采用无水箱的几台水泵并联给水系统 最低区一区二区三区空压机P2水泵高水位低水位压力启/停空压机P1水泵高水位低水位压力启/停空压机P3水泵高水位低水位压力启/停123456789101112城市供水管网AIDIDODDC现场控制器1592367101
