
智能建筑是用通信技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù),按照系統(tǒng)工程原理將建筑物有機地結(jié)合起來,通過對建筑設(shè)備系統(tǒng)的自動監(jiān)控和信息資源的有效管理,向使用者提供智能的綜合信息服務(wù),使其獲得舒適、高效和便利的建筑環(huán)境。在智能建筑中,節(jié)約能源是最重要的問題之一。為了實現(xiàn)智能建筑節(jié)能,需要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)去感知建筑物中各項設(shè)備的當前工作狀態(tài)和工作環(huán)境,并將感知的信息及時地發(fā)送至中央控制系統(tǒng),從而對建筑物中的機電設(shè)備進行合理控制,在滿足人的各項基本需求情況下,使得建筑物總能耗最小。而感知建筑物的狀態(tài)就是各種傳感器。在整個樓宇自控系統(tǒng)傳感中占有不可忽視的地位,本文就典型傳感器的選型及安裝做些簡單介紹。
1、關(guān)于傳感器
樓宇自控系統(tǒng)作為智能建筑系統(tǒng)的一個重要組成部分,它利用數(shù)據(jù)、狀態(tài)采集設(shè)備(傳感器)、電動執(zhí)行機構(gòu)和閥門等前端設(shè)備和現(xiàn)場控制器(DDC)、通訊路由網(wǎng)絡(luò)、計算機、監(jiān)控軟件等構(gòu)成一個對建筑物(或建筑群)內(nèi)的電力 、照明 、冷熱源 、空調(diào)通風(fēng) 、給排水 、電梯等系統(tǒng)進行集中監(jiān)視和管理的系統(tǒng),實現(xiàn)對各系統(tǒng)的機電設(shè)備進行自動控制和監(jiān)視,在滿足舒適度及使用要求的前提下,達到節(jié)能降耗的基本目的,而且也為業(yè)主節(jié)省了人力物力。在樓宇自控系統(tǒng)中,要實現(xiàn)各種預(yù)期的功能,數(shù)據(jù)采集的合理性、準確性和精確性至關(guān)重要。
國家標準《傳感器通用術(shù)語》GB/T7665-2005中對傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。因此傳感器的種類和量程選擇、安裝位置及精度選擇正確與否都將影響我們整個系統(tǒng)的合理運行與正確控制。
目前樓宇自控系統(tǒng)中常用的傳感器有如下幾種:
* 溫度和濕度傳感器——檢測空間環(huán)境、工作介質(zhì)等的溫度和濕度值;
* 壓力/壓差傳感器、壓差開關(guān)——檢測空間環(huán)境、工作介質(zhì)等的壓力值或壓力狀況;
* 流量傳感器——檢測工作介質(zhì)的瞬時流量和累計流量值;
* 空氣質(zhì)量傳感器——檢測或量化空間環(huán)境的空氣質(zhì)量值或濃度值。
* 液位傳感器——檢測水箱、水池等容器的液位情況。
另外,還有一些對機電設(shè)備和建筑物進行保護的傳感器,如:防凍開關(guān)、漏水傳感器等。
2、在傳感器實際使用中常見的問題或錯誤
傳感器對于樓宇自控系統(tǒng)的重要性不言而喻,但在工程實際中,經(jīng)常會出現(xiàn)各種偏差或錯誤,導(dǎo)致系統(tǒng)測量的環(huán)節(jié)出現(xiàn)各種問題。
2.1傳感器的量程選擇問題
傳感器確定之后,與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。
傳感器量程的選擇遵循在允許的測量范圍內(nèi),量程越小越好,以保證其工作在線性范圍內(nèi)。
我們對水管壓力傳感器的量程的選擇,不同類型的建筑物(廠房、辦公樓),由于總體高度不同,水泵前端的壓力供給差距很大,但大多數(shù)情況下,卻選用了同種規(guī)格的傳感器,由此導(dǎo)致實際所測值不在其線性范圍內(nèi),使得系統(tǒng)測量精度下降,從而影響控制精度。
對于空調(diào)系統(tǒng)常用的壓差開關(guān),不同位置的壓差開關(guān)量程也應(yīng)有所不同。如壓差開關(guān)應(yīng)盡量選擇較小量程,用于過濾網(wǎng)的按照過濾網(wǎng)堵塞壓差選擇,而用于監(jiān)視風(fēng)機運行狀態(tài)的應(yīng)按照機組全壓和傳感器最大可承受壓差選擇,否則將無法正常的提供風(fēng)機運行狀態(tài)給控制系統(tǒng),造成系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視不正確。但如果選擇的壓差開關(guān)量程過小,超出它最大限制壓力,還會造成傳感器的損壞。
2.2傳感器的安裝位置問題
在樓控系統(tǒng)中安裝位置不準確會給我們的系統(tǒng)帶來錯誤的判斷,從而影響系統(tǒng)的正常運行,更有甚者會帶來直接的經(jīng)濟損失。
(1)防凍開關(guān)的安裝
比較典型的是防凍開關(guān)的安裝。在工程中由于防凍開關(guān)安裝錯誤而發(fā)生的故障很多。無論工程中防凍開關(guān)安裝位置正確,但是安裝方法不對,還是安裝方法正確、安裝位置錯誤都會給我們的系統(tǒng)造成不必要的干擾。
防凍開關(guān)毛細管必須安裝在加熱盤管的下游距離熱交換器約5厘米處, 如果安裝在熱盤之前會經(jīng)常誤報警,而通常防凍開關(guān)會跟風(fēng)機、水閥有聯(lián)鎖關(guān)系,防凍報警時,系統(tǒng)會關(guān)閉新風(fēng)閥、停風(fēng)機、水閥開至最大,由于防凍的誤報警,所以導(dǎo)致風(fēng)機無法正常啟動。其安裝圖如下所示:
如果安裝時不使毛細管均勻的貼在盤管表面,容易使沒有防凍監(jiān)測部分的盤管發(fā)生凍裂的危險。
(2)風(fēng)道溫濕度傳感器的安裝
風(fēng)道溫濕度傳感器的安裝要注意:如果有混風(fēng)靜壓箱混風(fēng)段氣流比較穩(wěn)定, 風(fēng)道溫度傳感器應(yīng)根據(jù)風(fēng)道尺寸選擇適合長度安裝在風(fēng)道上,而不是安裝在空調(diào)機組上。風(fēng)道溫度傳感器應(yīng)避開風(fēng)管死角位置和蒸汽放空口位置,如果工程中把傳感器安裝在死角位置和蒸汽放空口位置,測得的環(huán)境溫度值不能代表大環(huán)境的溫度,從而通過該值與預(yù)先設(shè)定的溫度值進行比較后去進行PID調(diào)節(jié)水閥,導(dǎo)致其他地方空間溫度過冷,失去了通過自動進行空氣調(diào)節(jié)而使空間達到舒適溫度的目的,也浪費了能源。
(3)電磁流量計的安裝
在水路系統(tǒng)上我們常用的電磁流量計,其安裝要注意的地方也比較多:
* 電磁流量計應(yīng)安裝在避免有較強的交直流磁場或有劇烈振動的場所。
* 流量計、被測介質(zhì)及工藝管道三者之間應(yīng)該連成等電位,并應(yīng)接地。
* 電磁流量計應(yīng)在流量調(diào)節(jié)閥的上游,流量計的上游應(yīng)有直管段,長度L為10D(D-管徑),下游段應(yīng)有4-5倍管徑的直管段。
* 在垂直的工藝管道安裝時,液體流向自下而上,以保證導(dǎo)管內(nèi)充滿被測液體或不致產(chǎn)生氣泡,水平安裝時必須使電極處在水平方向,以保證測量精度。
除此以外,我們在實際工程中還要注意即使安裝位置正確,但是安裝方式也要正確才行,如右圖所示,如果不按此圖要求安裝,而安裝在管的底部,一則底部會有沉淀,影響測量的準確度,二則如果水管漏水,容易損壞傳感器。
2.3傳感器的安裝環(huán)境問題
針對其安裝位置及其工作環(huán)境,進行針對性的選型,才能確保傳感器的測量準確。
例如,空調(diào)機組混風(fēng)溫度傳感器選型, 對于沒有混風(fēng)段的空調(diào)機組,由于氣流不夠穩(wěn)定, 應(yīng)采用平均溫度傳感器而不是普通風(fēng)道溫度傳感器,這樣測量出來的值才能準確,根據(jù)這個值系統(tǒng)才能進行精確控制。
3、如何正確有效地選擇和安裝傳感器
從上述情況可以看出傳感器錯誤選擇或錯誤安裝帶來的問題或影響,因此,必須重視傳感器的選型,才能充分發(fā)揮系統(tǒng)的功能和作用。應(yīng)從下列方向入手,確保傳感器選型和安裝的正確性。
* 熟悉產(chǎn)品的特性和性能;
* 熟悉工況的各項相關(guān)參數(shù)和日常運行情況;
* 加強安裝前的技術(shù)交底和安裝監(jiān)督;
* 要求工藝設(shè)備的安裝為傳感器預(yù)留安裝空間和位置。
綜上所述,傳感器在樓控系統(tǒng)中所占的資金比例不大,但是其在系統(tǒng)中的地位是不容忽視的,是非常重要的一個環(huán)節(jié)。所以我們在設(shè)計時對傳感器的選擇、在施工過程中對傳感器的安裝都要非常準確才能使我們的樓控系統(tǒng)達到預(yù)期的要求,在滿足環(huán)境舒適性的各項基本需求情況下,被控機電設(shè)備合理、安全地運行,使得建筑物總能耗最小。
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