以某医院楼宇自控设计方案为例,针对该医院楼宇的特点,阐述了楼宇自控系统的方案设计、系统配置、系统功能及运行经济节能分析。
1 概述
医院的大门、急诊室和病房楼由地下一层和地上十三层组成。 总建筑高度49.45m,总建筑面积42868.3m2,其中地上建筑面积39745.5m2,地下建筑面积3122.8m2。 整个建筑按楼层和东西划分为功能区,其中地上1-5层为门、急诊室、手术室、ICU病房和医院办公区,6-13层为普通区和干部病房。
医院建筑与一般建筑在使用特点上存在诸多差异。 本项目的使用特点是时效性强,人员流失率高。 因此,应根据人流量、门流量、急救时间、门诊分布情况,调整相应的机电设备。 开始和停止。
医院建筑按不同功能分为公共区、手术区、病房区、洁净区等。 不同区域的气流要分开,防止交叉感染。 因此,空调和通风系统应设计在不同的区域; 楼宇自动化系统也应划分为不同的区域。 控制满足医患对楼内温度、湿度、通风等环境条件的要求,减少患者因空气不洁而被感染的机会,缩短治疗周期,提高治愈率。
此外,楼宇自控系统平台还可以实现与火灾报警系统、智能照明系统、安防系统、停车场管理系统等接口的连接联动。
2 设计思路
本项目楼宇自控系统设计主要遵循舒适、节能、安全、可靠、开放、高效的设计原则:
◆根据季节、人员和气流的变化,对空调通风系统进行高精度控制和调节,提供舒适的温度和湿度,满足使用需要;
◆在满足舒适性的前提下,通过合理组织设备运行,自动高效地控制设备能耗,降低运营成本和设备管理成本,提高管理效率;
◆通过对机电设备的实时检测、异常报警和及时处理,使大楼拥有了防止机电设备突发故障的有效手段,确保设备和财产安全;
◆系统结构开放,支持RS485、RS485等总线方式,方便以后接入其他系统;
◆通过对设备运行状态的监测、诊断和记录,及早发现和排除故障,及时发布维护保养通知书,确保设备始终处于良好状态,可靠运行。
3 系统结构
本项目楼宇自控系统可实现冷热源系统、空调及送排风系统、变配电设备以及照明、给排水、医疗等系统的自动监测或控制。燃气监控和电梯系统,同时收集、记录、保存和管理有关系统的重要信息和数据。
(1) 管理网络 (MLN)
系统图形工作站可接入以太网进行数据管理,实现区域数据联网,提高管理水平。
(2) 自动控制网络(ALN)
每个现场控制器DDC最多可通过网络连接100个ALN控制器(同层总线共享,无主从模式),速率可达115.2kbps。
(3) 楼层网络(FLN)
每个模块化可编程控制器的LAN网络最多可连接216个独立或非独立的单元控制模块(PXM、TX-IO等),为系统扩展和大规模分布式系统的建立提供了方便。
4 系统监控内容
本项目楼宇自控系统监控对象包括:冷源系统、热交换系统、空调机组、新风机组、送排风系统、给排水系统、医用气体监控系统、风机盘管、和照明系统。 通过集成实现监控的系统包括:冷水机组、电梯系统、变配电系统、柴油发电系统、智能照明系统、安防系统(监控、报警和门禁系统)、停车场管理系统等。
5 系统软件功能
(1) 控制软件
网络控制器和直接数字控制器可以实现的标准完整的控制方式有:二态控制、比例控制、比例加积分控制、比例加微积分控制、控制回路自动调整等。
(2) 节能软件
无需操作员干预即可在系统内自动运行的软件程序包括:每日/年度计划时间表、假期时间表、临时机动时间表、最佳启动/停止控制、夜间设定点自动调节控制、热交换、峰值用电量限制、重置冰箱的温度设定点、组合和顺序控制。
(3) 报警管理
报警的管理包括监控、缓存、存储和显示在操作员站上的报警。 所有告警均应显示相关告警监控点的详细信息,包括告警发生的时间和日期。 告警应该根据严重程度进行分级,以便更有效、更快速地处理严重的告警。 用户可以自行设置不同的告警级别。
(4) 监测点的历史记录和动态趋势记录
①监测点历史记录
楼宇自动化系统中所有监控点的历史自动存储在相关的网络控制器中。 模拟量输入监测点应每半小时取样一次,并应有近24小时的记录,供用户随时分析研究。
②动态趋势记录
用户可以根据需要将趋势软件应用到系统中的任意一个监控点,并可以选择采样时间(一分钟到两小时一次可选)。 每个网络控制器至少可以存储5000个样本数据。
(五)累计记录
每个网络控制者可以进行如下累计记录:
◆累计运行记录,如水泵累计运行时间记录;
◆模拟和脉冲累计记录,如用电量记录;
◆事件累计记录,如水泵、风机累计启停次数记录。
如果累计值超过用户设定的限值,系统将自动发出用户指定的警告信息。
///391/true 中关村在线 ///391/. 系统监控内容本项目楼宇自控系统监控对象包括:冷源系统、热交换系统、空调机组、新风机组、送排风系统、给排水系统、医用气体监控系统、风机线圈单元,照明系统。 通过集成实现监控的系统包括:冷水机组、电梯系统、变配电系统、柴油发电系统……
6 系统采取的节能措施及效果
本项目选用的楼宇自控系统具有良好的节能管理功能。 系统正常运行后,带来了显着的节能效益:能源得到了充分合理的利用,减少了不必要的能源消耗,以最经济的方式花费了能源成本。 实现了15%~20%的节能。
本项目主要通过以下三个方面实现节能:
◆有效控制运营管理成本;
◆能源购用管理,即根据当地电力部门采用的峰谷电费政策,判断机电设备在用电时段的用电情况,并完成超额计算用电及时卸载设备,避免用电高峰期产生高额电费;
◆其他一系列降低能耗的措施和方法。
(1)照明系统节能控制
照明系统消耗大量能源。 在该项目中,照明系统的耗电量约占总耗电量的30%,仅次于制冷站和空调系统的耗电量(40%)。 楼宇自控系统预先确定操作站日历上的程序,并配上相应的传感器,区分“工作”与“非工作”、“占用”与“无人”时间,并使用该程序设置相应电路的开/关。 熄灯时间。
该项目控制所有公共区域的照明。 经过3个月的试运行,医院管理层提供的统计数据显示,与没有BAS的相比,照明系统的耗电量降低了30%以上,取得了非常可观的经济效益。
(2)空调及冷热源系统节能控制
空调和冷热源能耗在本项目能耗中所占比例最大,具体采取的节能措施如下:
◆缩短冰箱等冷热源设备的运行时间,减少和降低运行台数和输出功率,避免设备无功运行的情况,使冷热源系统处于最佳节能状态——保存运行状态;
◆空气处理过程中,避免冷热相互抵消; 采用新风换回风的方式,最大限度地利用新风;
◆采用变风量、变水量等控制技术,实现水泵、风机的最佳状态点控制和最佳启停时间控制,降低能耗;
◆对于非连续工作的空调对象,通过工作时间和非工作时间设定值和控制目标值的自动调整,实现节能控制;
◆先进的控制软件采用自适应控制和模糊控制原理,实现室内温湿度设定值的自动调节,提高了控制精度,达到了节能的目的。
(3)室内温度浮动(新风补偿)控制
采用室外新风温度补偿调节策略,随着室外空气温度的变化,夏季适当提高室内空气温度,冬季适当降低室内空气温度医院楼宇自控原理图,为居室提供健康舒适的动态热环境,带来显着的有利于空调制冷系统的节能效果。
(4)空调系统与制冷站连接的节能优化控制
本项目空调制冷设备容量配置按最大负荷需求选择。 但是一年中设备处于最大负荷状态的时间很少。 当空调负荷变小时,应相应调整冷水机以满足空调需求,降低运行能耗。
将空调机组与冷冻站相结合,考虑其在线运行节能方案,为冷冻站提供量调质调综合节能控制方案。
///391/true 中关村在线///391/. 系统采取的节能措施及效果 本项目选用的楼宇自控系统具有良好的节能管理功能。 充分合理使用,减少不必要的能源消耗,将能源成本用在最经济的地方,实现节能15%~20%。 这个项目...
7 医院特殊需求控制措施
(1) 不同区域的分区控制
本项目的公共区、手术区、病房区、洁净区,以及同层的南区和北区,对空调系统的要求各不相同。 本项目空调系统采用南区和北区逐层控制的模式,既满足了各区域的空调需求,又实现了节能。
本项目共有8间手术室。 每个手术室对温度、湿度和空气洁净度都有严格要求,利用率高。 分区空调系统单独设置的模式。
为使各手术室处于受控状态,本项目设置风机值班,非工作手术室仅开启风机值班,维持手术室压力梯度。 在这种系统形式下,可以方便地调节各个房间的温度和湿度,不同压力等级的设置不会相互影响,可以很好地实现各个手术室的压力控制。
除了监测常规空调机组的相关状态并对空调机组进行控制外,洁净空调系统还响应新风初效过滤器堵塞、中效过滤器堵塞、高效过滤器堵塞报警,手术室温度湿度、手术室微正压情况实时监测,出现报警时及时处理。
(二)病区特殊温湿度要求及相应解决方案
在项目调试过程中,笔者在与医院的沟通中了解到,合适的空调可以促进治疗和调理,甚至在某些场合是重要的治疗手段。 然而,不同的患者往往对空调的要求也大相径庭。
由于各个病房对温度的要求差异较大,患者对环境的要求也不同; 笔者在设计病房空调控制时,根据实际使用情况对空调进行分区,采用闭环控制算法,满足该区域普通患者的需求,有特殊需要的患者可通过室内供暖或局部加湿来满足。
(3)空气过滤措施
本工程采用3级空气过滤,即初效、中效和高效过滤器。
由于细菌不能独立生存,必须附着在较大的浮游颗粒上,所以过滤这些载有微生物的颗粒才能达到去除细菌的目的。 用过滤器过滤空气是去除这些细菌最经济有效的方法。
(四)手术室正压控制措施
在本项目中,为了保持手术室的无菌状态,在手术室的控制设计中需要考虑正压。 在本项目投产过程中,正压的作用体现在以下三个方面:
◆门窗关闭时,防止洁净室外的污染物通过缝隙渗入洁净室内;
◆在开门瞬间,保证有足够的气流向外流动,减少开门瞬间或人员进入瞬间的干扰气流;
◆确保洁净区气流合理、有序、充足。
本项目调试试运行期间,缓冲间与负压隔离病房的最小静压差设置为8Pa,病房与卫生间的最小静压差设置为4Pa。 该区域与半污染区域的最小静压差设置为4Pa,取得了较好的效果,也得到了医院的认可。
8 结论
本项目楼宇自控系统对楼内机电设备和医用气体监控系统进行分散控制和集中监控管理,实现控制、监控、管理一体化,提供舒适、安全的生活和工作环境; 通过优化控制,提高管理水平,达到节约能源和人工成本的目的,方便实现物业管理自动化。 经过3个月的试运行,楼宇自控系统达到了满足医院特殊需求、实现系统节能、实现物业管理现代化的目标。
(一)满足医院特殊需要
本项目的楼宇自控系统满足医院的特殊需求,确保楼内环境满足各功能分区的要求。 系统通过对楼内冷热源和空调系统的分区控制、温湿度的自动调节、新鲜度的控制,确保楼内各区域的环境和功能满足要求。风量、给排水、照明等设计合理; 根据治疗康复要求设置环境参数,根据医院医疗活动安排自动设置设备控制策略,使设备运行数量与环境控制要求相匹配。
(2) 实现系统节能
根据为本项目设计的最佳供能方案,系统采用优化运行方式,实现节能运行,从而降低运行成本。
(3)实现了物业管理现代化
楼宇自控系统实现了现代化的物业管理,包括管理功能、显示功能、设备操作功能、实时控制功能、统计分析功能和故障诊断功能等,降低了人工管理成本,延长了设备的使用寿命。
///391/true 中关村在线 ///391/. 医院特殊需求控制措施(一)不同区域分区控制本项目公共区、手术区、病房区、洁净区,南、北区空调系统不同. 本项目空调系统采用按楼层分南北区的控制方式,既满足了各区域的空调需求,又实现了节能。 ...
全球领先的电源管理与散热解决方案厂商台达今日亮相美国芝加哥的AHR 2018,展示其针对智能楼宇与空调的解决方案。 台达楼宇自控解决方案兼容多种开放式楼宇控制通信协议(如KNX、DALI等),广泛应用于商业办公、医院、学校等多个领域。 空调应用方面,台达展示物联网连接的工业自动化空调应用、空调设备节能的风机、水泵矢量控制变频系列,以及电控智能风扇等。与传统风扇相比减少 30%。 台达产品及解决方案具有高效率、高可靠性、易安装使用等优点,可有效降低客户的总体拥有成本。
台达美洲区总经理黄明晓强调:“台达致力为客户提供最佳建筑节能解决方案,期望应用尖端能源转换及再生能源技术,同时兼顾楼宇环境,打造智慧型建筑。符合台达理念的建筑。而在空调和楼宇自控的重点领域,台达的产品线涵盖楼宇综合控制、直流风机、变频控制等技术,也将在AHR上全面展示。”
台达楼宇自控及空调相关解决方案已应用于全球各个领域。 例如,台达美洲总部采用LEED白金级绿色建筑,应用楼宇自动化及空调节能解决方案,较传统建筑节能高达90%; 英国曼彻斯特机场内置的DALI智能照明系统,结合LED照明,可帮助机场照明节能高达89%。
台达在 AHR 2018 的展品及解决方案亮点如下:
楼宇管控解决方案:AHR台达及其子公司台达首次联合展出融合传感、数据分析和楼宇自动化技术的解决方案,包括兼容各种开放式楼宇控制通信协议(如、、KNX、DALI、、 M-bus等)楼宇管理系统,以及台达可编程房间控制器-O3 Room。
Delta 应用冷却和工业自动化技术,帮助客户在商业、工业和家庭应用中创建更智能、更节能的空调和冷却系统。 此次展出的相关解决方案包括:
空调控制解决方案:台达还展出了工业自动化产品在空调领域的应用,其中包括首次亮相展会的多功能仪表DPM-C520系列,可以监控和采集机器功耗和电能质量信息。 其DPM-C520W型号还可以通过WiFi无线传输数据; 还有具有远程监控和管理能力的工业物联网云水泵控制系统、配备旁路()功能的逆变器方案、有源前端(Front End)整流方案。 此外,台达还将展示一系列专为风机水泵应用设计的变频器,可应用于空调系统中风机水泵电机转速的变频控制,实现空调设备节能。
电控智能风扇:与传统AC风扇相比,台达电控智能风扇(Fan)不仅更耐用,而且节能高达30%。 此外,电控智能风扇可支持广泛的应用电压,为数据中心精密空调、冷冻水主机、空调箱、蒸发式冷凝器等暖通及工业设备领域提供优质、高效的解决方案。
Breez呼吸机:台达Breez呼吸机以其节能、静音的特点深受消费者欢迎。 Breez部分产品的能效远超能源之星节能标准339%。 此次AHR将展出STAR®认证系列产品中的全新产品,这些产品具有许多创新功能,包括内置湿度感应、可调光LED光源和可选的蓝牙扬声器功能。 此外,吊扇、强力鼓风机、空气净化器等产品也将在展区展出。
机柜制冷空调解决方案:台达提供低能耗、低噪音、轻量化设计的机柜制冷解决方案。 此次展出的重点产品有柜式空调系统、热交换器、热电制冷器和加热器。
UNO室内环境质量服务解决方案:采用物联网架构结合云技术开发的一体化室内环境传感器、高效全热交换设备和云服务,响应城市化动态的室内外环境和人体行为检测,实现室内环境质量、舒适度和节能的最优平衡控制策略。
AHR 2018将于1月22日至24日举行。 台达展位号为3923,欢迎莅临参观。
关于台达
台达成立于1971年,是领先的电源管理与散热解决方案制造商,在多个产品领域处于世界级地位。 面对日益严峻的气候变化问题,台达秉承“环保、节能、关爱地球”的经营使命,运用电力电子核心技术,整合全球资源与创新研发,深耕三大领域事业领域包括“电源及元器件”、“自动化”及“基建”。同时,台达积极发展品牌,持续提供高效可靠的节能整体解决方案。台达在各地均设有营运网点遍布全球,在中国大陆、台湾、美国、泰国、日本、新加坡、墨西哥、印度、巴西、欧洲设有研发中心和生产基地。
近年来楼宇自控空调,台达陆续获得多项国际荣誉与认可。 自2011年起,台达连续七年入选道琼斯可持续发展指数“DJSI世界指数”。 2016、2017年,台达在国际碳信息披露项目( ,CDP)评级中获得气候变化“领导级”。