楼宇自动化控制系统在医院建筑节能中的应用论文_徐亚平

楼宇自动化控制系统在医院建筑节能中的应用论文_徐亚平

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摘要:本文通过楼宇自控系统设计介绍,阐述楼宇自控系统在医院智能化建设中的重要性、复杂性和必要性。参考价值。

关键词:楼宇自动化;医院系统设计;节能

一、医院楼宇自动化控制系统的功能

对于一所现代化的医院来说,楼宇自动化控制系统应该具备以下基本功能。

1、通过硬软件的配置,实现各类工艺、设备状态的参数测量,自动监视并控制各种机电设备的启、停,并能够显示、打印目前运行状态;2、自动检测、显示、打印各种机电设备的变化趋势和历史数据,实现故障实时自动报警;3、根据外界环境和条件、负载变化等情况,对各种设备进行自动调控,使之始终运行于最佳状态;4、通过设备档案、设备运行报表和设备维修管理报表,实现大楼内各种机电设备的统一管理和协调控制;5、设计优化和预测工具,用于系统操作参数的优化组合,对设备进行优化使用;6、实现自动化控制系统与楼宇内其他智能系统的数据交换。

总的来说,楼宇自动化控制系统将楼宇中包括空调、变配电、给排水、电梯、照明等系统进行监视和最优控制。因此,与人工控制系统比较具有节省能源、减少管理费用、延长设备使用寿命、提高管理可靠性等优点。

二、各子系统设计

1.1冷/热源系统监控设计

1、冷水机组台数控制

程序控制冷冻水系统,目的是达到最低的能耗,最低的主机折旧;

根据供水管的流量及集水器、分水器的温差,计算负荷,对冷冻机组进行群控,设备发生故障时,自动切换;根据程序或医院的日程安排自动开关冷冻机组;根据医院的要求自动切换机组的运行时间,累积每台冷冻机组运行时间最短的机组,使每台机组运行时间基本相等,目的是延长机组使用寿命。

2、冷冻水系统控制方案

所有冷冻机组的启停与相关的负荷控制连锁,可以根据具体情况对这些程式中的参数及连锁点自行修改和设定。BAS系统通过安装在冷冻机房内的Alerton系列系列直接数字控制器来完成对冷冻机组的控制要求:冷冻机台数控制运行顺序的转换控制根据水系统的供回水温差和流量计算空调系统的冷(或热)负荷,以此来对冷水机组、冷/热水泵、冷却水泵、冷却塔风机、冷却塔进水阀及相关的水阀实现联动控制,同时监视其运行状态及故障状态。

3、冷冻水泵控制方案

监测水泵手自动状态、运行状态、启停控制。

根据设备累计运行时间备用冷冻水泵自动切换,同时在自动运行模式下,常用泵如发生故障,备用泵将自动切入。中央监控对系统中各种温度、设备运行状态和报警及各种设备的启停。中央可编制节假日等时间运行程序,在不同时间段合理地运行设备,节约能源。

4、冷却塔控制方案

监测风机运行、故障状态,手/自动状态,冷却塔运行台数,按冷却水供水温度进行控制。当供水水温低于设定值时减少冷却塔运行台数,反之则增加运行台数,以降低能耗。累计冷热源系统中各设备运行时间,开列保养及维修报告。通过联网将报告直接传送至有关部门。

1.2空调/新风系统监控

以四管制一次回风空调机组为例,监控点位如下:

DI点:过滤网堵塞报警、防冻开关、风机运行状态、手/自动状态、故障报警、送风机压差传感器;AI点:送风温度、室内温度、室内温度;DI点:新风阀开关、风机起停;AO点:冷水盘管电磁阀调节、热水盘管电磁阀调节、新风阀开度调节、回风阀开度调节。

1、室内温度控制

以回风温度设定值作为控制目标,以回风温度作为过程变量,对空调水阀开度进行PID调节,使回风温度保持在设定值附近。在夏季工况时,当回风温度升高时,增大阀门开度;当回风温度降低时,减小阀门开度。使室温始终控制在设定值附近。如果为了提高大空间空调对负荷变化的响应速度,则应采用闭环控制方案,建立串级双环控制,目的是加快系统响应时间,提供更稳定可靠的控制。将送风温度作为内环过程变量,回风温度作为外环调节目标,合理调整内环的PI参数和外环的PID参数,使DDC发出调整信号至调节阀门,改变流经空调机盘管的水流量,使回风温度保持在设定值范围内。

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2、空调机的变新风控制

冬季运行时,采用正常的温度控制,热水调节阀工作。最小新风比一般控制在10%-17%左右。如果室外空气焓值虽然小于室内空气焓值,但新风门全开后回风温度仍超过设定值时,则由新风比控制改为温度控制,冷水调节阀工作,此时进入入夏过渡季节。如果室外空气焓值大于室内空气焓值,气候由入夏过渡季转为夏季,此时应取最小新风比,仍为温度控制,冷水调节阀工作。夏季向冬季过渡的过程与上述相反。在过渡季节,应该尽可能利用室外空气焓值较低的条件,作新风比控制,以降低空调能源消耗。

3、新风控制

建议在对于空气质量要求比较高的场所(如病房),设置二氧化碳浓度监测,根据室内二氧化碳浓度调节新风量,以便保障人员的卫生和安全。

4、联动协调控制

空调机的新风阀与回风阀互补比例调节,并与风机、水阀联锁动作,停风机时自动关闭新风阀和水阀,风机启动时,提前打开回风阀,延时打开新风阀;对应送、排风机连锁启停。

5、其他监控功能

当接收到消防报警信号时,立即停止空调机运行;

中央管理工作站对系统中各设备的监控对象,如室内温度等进行监测和预设定值的再设定;

医院对新风的过滤和处理要求较高,本人通过对过滤网两侧的风压进行检测,一旦过滤网两侧风压差过大,就表明过滤网出现了堵塞,系统会以报警和报告的形式提醒清洗过滤网;

对风机运行状态的检测主要是集中在电气回路上,风机的机械部分发生故障很难在监控系统上及时体现出来,为此在送风机前后两端加装压差检测开关。若风机皮带或者转子发生机械故障,通过检查送风机前后的风压异常就可以进行判断。

1.3送/排风系统

构成送/排风系统,主要监控点位如下:

DI点:风机运行状态、手/自动状态、故障报警;DO点:风机起停。

根据设定的时间程序控制各类送/排风机自动起停,通过管理软件的界面监控送/排风机的运行情况。送/排风系统是确保室内空气质量的重要环节也是确定能耗水平的重要因素。提供科学合理的计划设备起停时间可以提高室内空气循环水平,在保证空气质量的前提下降低能源消耗。

1.4给/排水系统

在医疗大楼内有多个集水坑、多个生活水池、消防水池、水箱以及相应的水泵,主要监视、控制内容如下:

DI点:高水位报警、低水位报警、水泵运行状态、水泵手/自动状态、水泵故障报警;DO点:水泵起停。

系统通过直观的图形化界面显示各个给排水设备运行状态、集水坑水位情况。

随BAS点位表和监控原理同中均没有对集水坑水泵的自动控制提出要求,本人建议在排水系统中增加排污泵运行状态、故障报警检测并配合液位检测对水泵起停进行联动控制。

1.5供/配电系统

目前从提供的BAS监控点一览表来看,医疗大楼内有多台电力变压器、多个低压馈线回路。通过对高、低压配电系统、变压器等供配电系统设备的工作状态、运行参数进行集中监测和管理,实现实时检测、参数记录、能源管理、故障报警等功能。

通过DDC采集运行状态及和闸状态,通过智能电力仪表采集其他参数,智能仪表通过Modbus协议接口纳入EBT系统管理;主要检测低压配电线路和变压器的和闸状态、运行状态、故障报警、电压、电流、功率等参数。

通过以上各子系统设计能够为医院的物业管理提供更快捷、更准确的实时数据分析。

结束语

通过楼宇自控系统将把医院内部的各种机电设备纳入集中管理实现物业管理的现代化。采用先进成熟的网络技术、计算机信息技术、自控技术、现代化通信技术使楼宇自控系统更为安全、稳定、高效。为建设现代化、生态化、智能化的“绿色医院”奠定坚实的基础。

参考文献

[1]詹永.浅析楼宇自控系统在医院中的应用[J].黑龙江科技信息,2010(2).

[2]张志斌,彭望清,李跃进.等.浅谈楼宇自控系统在医院建筑中的应用[J].中国医疗前沿,2009,4(16).

[3]许锦标,张振昭.楼宇智能化技术[M].北京:机械工业出版社,2010.

论文作者:徐亚平

论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期

论文发表时间:2017/7/13

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