2022-04-20-施耐德电气-施耐德楼宇自控HVAC_BMS_Introduction_67_67页_3mb

行业基础知识 (BMS+HVAC)

1. HVAC基础知识

• HVAC：供热、通风和空气调节 (Heating, Ventilation, and Air Conditioning)
• ASHRAE：美国采暖、制冷与空调工程师学会。
• 空调概念：同时控制空气的温度、湿度、洁净度和气流分布以满足空间要求。
• 湿空气组成：干空气 + 水蒸气。
• 关键参数：
  • 温度：干球温度（DB）、湿球温度（WB）、露点温度（DP）。
  • 湿度：绝对湿度、相对湿度（100%为饱和）。
  • 焓湿图：表示空气温度、湿度和焓的关系。
• 其他参数：压力、换气。

2. 楼宇内常见HVAC设备

• 冷冻机房：冷水机组、锅炉、热交换器、水泵、热泵机组。
• 空调机房：新风机组、空调机组。
• 室内：风机盘管、变风量末端、温控面板。
• 楼顶：冷却塔、排风机。

设备工作原理（概述）

• 冷水机组：通过压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器循环制冷。
• 热泵机组：可向/从环境提取热能/冷能，多种热源（水源、地源、空气源）。
• 通风/空调机组：混合段、过滤段、冷却/除湿段、加热段、加湿段、风机段。实现新风/回风处理、过滤、冷/热/湿处理、送风。

冷热源系统

• 冷源设备：冷水机组、冷却塔、水泵。
• 热源设备：锅炉机组、热交换器。

楼宇设备系统监控层级示例

1. 屋顶设备层：热泵机组、冷却塔。
2. 区域系统层：空调系统、照明系统、送/排气系统。
3. 监控对象：冷热源子系统、空调子系统、给排水子系统、照明子系统。

控制关键设备

• 变冷水机组：监控启停、状态、故障、温度等。
• 水泵：监控启/停、水流、温度/压力、流量。
• 冷却塔：启停/阀门、状态。
• 锅炉：启停、状态、温度/压力。
• 照明系统：基于时间表、占用、场景、调光、熄灭控制的能量节约。
• 通风空调：新风机组、风机盘管、变风量、空气处理机、定/变风量末端、冷吊顶。
• 变配电：高压进线、变压器、应急电源、直流电源的监控。

3. 楼宇自控基础知识

• BAS/BA系统：建筑设备/楼宇自动化系统，通过自动控制技术实现设备管理、节能、可靠、安全运行。
• 系统概述与功能：设备运行监控、节能控制、信息管理分析。
• 集散控制系统 (DCS) vs. 集中控制系统：
  • DCS：集中管理、分散控制，各外设间通信独立。
  • 集中式：依赖中央控制器，构成单点失效点。
• 标准协议：
  • LonWorks：基于神经元芯片，分布式结构，现场总线， LonTalk协议，互操作。
  • BACnet：ASHRAE标准，楼宇自动化网络通讯协议，对象导向、冷热源覆盖广、格式开放。
  • Modbus：简单常见，自由开放，但与硬件相关，多用于PLC/电表等。
  • Zigbee：低功耗、低成本、短距离，Mesh网络，公频段。
  • EnOcean：能量自采集，超低功耗无线。
• DDC (Direct Digital Controller)：直接数字控制器
  • 输入信号：DI、DO、AI、UI。
  • 输出控制：DO (启停)、AO (模拟量设定值)。
• 控制算法：PID，继电器方式。
• 系统架构：
  • 传统架构：工作站+DDC+通道。
  • 现代架构：Web Services + C/S/B/S。
• B/S vs C/S：
  • 范围：B/S覆盖广。
  • 安装：B/S无需安装。
  • 安全：C/S强。
  • 架构：C/S封闭，B/S开放。
  • 维护：B/S易。

4. 常规楼宇监控内容

• 主要子系统：冷热源、空调、通风、给排水、照明、电力、电梯。

普遍系统 - 变配电

• 监控内容：开关状态、电流/电压/频率/功率/功率因数、温度、报警、电度计量。
• 成套设备：通常由专业厂商提供，BA系统可通过接口或网关获取数据。

照明系统

• 需求：良好光环境 + 节能。
• 控制模式：时间表、场景、动态（照度/声/红外）、远程、联动。
• 方案：智能照明可独立控制（调光等），或通过网关融入BA系统。

5. 节能控制 (BAS 有效节能手段)

• 措施：
  • 最优设备投运台数、启停时机。
  • 冷凝/蒸发模式选择。
  • 焓值控制（精准除霜）。
  • 工作面照度调光。
  • 公共区域分区策略。
  • 冷冻水/冷却水压力控制。
  • 设定值自适应优化。
  • VAV控制。
  • 蓄冰/冷水池冰蓄冷。
• 效果：理论与实践均显示可节能~20%。
• 观念更新：从初级功能（开/关）到深度分析、决策支撑。
• 数据价值：及时掌握设备状态是分析、诊断、预测的基础。

6. 施耐德电气在楼宇领域的侧重点

• ECO楼宇：关注能效优化、系统集成、广域开放互连。