建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)在博物館環(huán)境中的應用探討

時玉英

[摘 要]隨著科技的發(fā)展，建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)在博物館中的應用越來越廣泛。本文結合博物館項目，詳細論述了建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)在博物館的功能、目的，以期為博物館實現(xiàn)經濟化和高效化的管理提供借鑒。

[關鍵詞]網絡技術；建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)；地源熱泵機組

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.06.115

[中圖分類號]TU855 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）06-0-02

0 引 言

建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)（Building Automation System，BAS）是運用自動控制技術與計算機網絡技術控制建筑內機電設備的系統(tǒng)。采用建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)，就可以合理利用設備，節(jié)約能源，節(jié)省人力，確保設備的安全運行，加強樓內機電設備的現(xiàn)代化管理，并創(chuàng)造安全、舒適與便利的工作環(huán)境，提高經濟效益。

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

1 建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)的功能

本文將以建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)在博物館的實際應用為例進行詳細說明。本項目建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)的中控室設在博物館網絡機房，內設中央管理站，各設備房設置控制終端，采用現(xiàn)場總線和以太網技術，對建筑內地源熱泵機組、空調機組、送排風機、排污泵等進行監(jiān)視及節(jié)能控制，并實現(xiàn)最優(yōu)化運行，保證了博物館管理部門人力資源的節(jié)省和設備控制自動化程度的提高，不僅為博物館創(chuàng)造了舒適的環(huán)境，而且使博物館達到經濟化和高效化的管理。

2 建立建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)的目的

本項目BAS的主要監(jiān)控設備包括地源熱泵機組及相關的水泵、組合式空調機組、送排風機、排水泵等。由中央工作站，網絡控制器、現(xiàn)場控制器，溫濕度傳感、空氣質量傳感器及電動閥等組成。

建立BAS的目標是就是利用計算機監(jiān)控技術對博物館的機電設備包括空調機組、水泵等進行控制，特別利用地源熱泵機組進行集中的實時監(jiān)測和控制，滿足博物館的溫濕度及潔凈度要求，并在此基礎上達到節(jié)約能源和人力的目的。

3 本項目各子系統(tǒng)功能說明

3.1 冷熱源系統(tǒng)監(jiān)測

地源熱泵機組通過接口形式接入本系統(tǒng)，能提供標準開放協(xié)議、數(shù)據格式及接口，協(xié)議優(yōu)先考慮標準的BACnet、Modbus等。

地源熱泵機組自動控制系統(tǒng)具有以下功能。

（1）遠程監(jiān)控、定時開關機、手動、自動切換工作狀態(tài)；與末端聯(lián)動；故障自動判斷、處理、報警、內存記錄、冬季防凍、能量控制，運行管理、符合匹配，運行限制，中文信息顯示等。

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

（3）自動控制系統(tǒng)可保證壓縮機的均衡運行，運行過程中，先啟動運行時間短的模塊或壓縮機，后啟動運行時間長的模塊或壓縮機（運行時間以小時為最小單位）。

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

（5）溫度控制及能量調節(jié)。本控制系統(tǒng)的能量調節(jié)采用模糊規(guī)律，即以壓縮機一次開機或關機為一個調節(jié)量，把一次開機作為正輸出（加載區(qū)），一次停機為負輸出（卸載區(qū)），同時分保持區(qū)、急停區(qū)，控制周期可設定，根據入水溫度（或出水溫度）與設定值偏差的大小，分別進行調節(jié)。

壓縮機的預熱：在停機狀態(tài)下，機組對壓縮機自動預熱。

壓縮機、水泵的聯(lián)動：地源熱泵系統(tǒng)運行采用柔性變容量技術調節(jié)機組運行負荷，實現(xiàn)機組的壓縮機、空調循環(huán)泵、介質循環(huán)泵的聯(lián)控以及水泵的變頻控制、系統(tǒng)的啟動順序為先水泵后壓縮機，系統(tǒng)停機時，采用先壓縮機后水泵的順序?？照{循環(huán)泵根據機組空調進出水溫差，自動調節(jié)介質循環(huán)泵的運行頻率，從而使機組的空調水和介質水進出具有適合的溫差，從機組卸載至停機，介質循環(huán)泵待一定延時后停止運行。

冷熱源系統(tǒng)內其他設備的監(jiān)控內容：①控制空調側水泵啟停；監(jiān)測空調側水泵的運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)；②控制地源側水泵啟停；③監(jiān)測地源側水泵運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)；④監(jiān)測地源側水泵變頻器故障、變頻器控制、變頻器頻率反饋；⑤監(jiān)測地源熱泵機組兩側水流狀態(tài)；⑥控制空調側補水水泵啟停；⑦監(jiān)測空調側補水水泵運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)；⑧測量空調側水供/回水溫度、壓力及回水流量；⑨測量地源側水供/回水溫度、壓力及水流量；⑩通過量度空調側水的總供/回水溫度和回水流量，計算出空調系統(tǒng)的冷負荷；根據實際冷負荷以及地源熱泵冷凍機的運行時間累計來決定地源熱泵冷凍機的啟停組合、臺數(shù)及工況組合，以便達至最佳的節(jié)能狀態(tài)；控制空調側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壓差；空調側分集水器到各個區(qū)域的管道處電動蝶閥開關控制及狀態(tài)反饋；地源側分集水器到水源井的管道處電動蝶閥開關控制及狀態(tài)反饋。

3.2 空調機組監(jiān)測

監(jiān)控內容：①空調機組回風溫濕度；②空調機組盤管防霜凍報警；③空調機組送風初效過濾器阻塞狀態(tài)；④空調機組送風機手自動狀態(tài)、運行狀態(tài)、故障報警狀態(tài)、啟?？刂?；⑤空調機組的新風門開關控制；⑥空調機組冷/熱水盤管調節(jié)控制；⑦設備安全保護策略嚴密監(jiān)視系統(tǒng)運行中的異?，F(xiàn)象，當有故障發(fā)生時，自動執(zhí)行安全保護程序，從而可有效地避免因意外的故障給系統(tǒng)、設備甚至人身安全帶來危害。

3.3 空氣監(jiān)測

監(jiān)測內容：①監(jiān)測重要展館的空氣溫度；②監(jiān)測重要展館的空氣質量；③通過對安裝于水盤管回水側二通電動調節(jié)閥的自動調整，實現(xiàn)對重要展館溫度設定點（可調整）的控制，保證新風機組供冷/熱量與所需冷/熱負荷相當，減少能源浪費；④監(jiān)測重要展館濕度；⑤根據監(jiān)測到的展館內濕度值與室外濕度設定點比較，調節(jié)加濕器的開關，以滿足送風濕度精度；⑥監(jiān)測重要展館的空氣質量；⑦根據監(jiān)測到的展館的空氣質量情況，開啟或關閉附近區(qū)域的送風機和排風機，達到對室內空氣質量進行調整的目的；⑧安裝在機房內的直接數(shù)字式控制器將按內部預先編寫的軟件程序來滿足空調機組和送風機、排風機的自動控制和操作順序。

空氣質量自動調節(jié)功能滿足了人們對環(huán)境空氣質量方面的要求。

3.4 送排風機監(jiān)測

監(jiān)控內容：風機運行狀態(tài)、風機故障報警、風機手/自動狀態(tài)、風機啟/?？刂?。

3.5 排水泵監(jiān)測

監(jiān)控內容：①系統(tǒng)監(jiān)測集水坑的超高和超低液位報警；②系統(tǒng)監(jiān)測污水泵故障報警、運行狀態(tài)、手自動狀態(tài)；③控制污水泵啟停。

4 系統(tǒng)實施

筆者認為在深化設計階段應該做到以下幾點：①BAS系統(tǒng)深化設計乃至實施需要建立專門的協(xié)調部門和協(xié)調制度；②做好現(xiàn)場勘查工作；③做好與各專業(yè)的技術協(xié)調；④做好與第三方接口的基礎溝通；⑤設計好施工圖紙。

5 結 語

節(jié)能環(huán)保，節(jié)約現(xiàn)有能源消耗量是是實現(xiàn)博物館經濟效益和社會效益的有效途徑。建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)致力于節(jié)約建筑內機電設備能源消耗的控制系統(tǒng)，將此項系統(tǒng)實施好，將能為節(jié)能環(huán)保事業(yè)錦上添花。

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