Đang tải... (xem toàn văn)
Tự động hóa, trong những năm gần đây khái niệm này đã trở nên quen thuộc chứ không còn là khái niệm chỉ được sử dụng trong những lĩnh vực chuyên môn kỹ thuật đặc thù. Tự động hóa đã góp mặt trong mọi lĩnh vực từ sản xuất cho đến phục vụ cuộc sống hằng ngày. Mục tiêu của công nghệ tự động hóa là xây dựng một hệ thống mà trung tâm là con người, ở đó con người thực hiện việc đặt ra các yêu cầu còn mọi thao tác thực hiện yêu cầu đó, tùy theo từng lĩnh vực, từng quá trình, được đảm nhận bởi những hệ thống kỹ thuật đặc trưng. Hệ quả là giải phóng sức lao động con người, nâng cao hiệu quả sản xuất. Trên thế giới, các hệ thống thông minh, tự động điều khiển đã được áp dụng từ rất sớm và cho thấy những đóng góp quan trọng không thể phủ nhận. Việc xây dựng công trình ngày nay gần như không thể thiếu việc triển khai, áp dụng các hệ thống tự động. Với các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng, các hệ thống kỹ thuật tự động gọi chung là hệ thống tự động hóa tòa nhà đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì một điều kiện làm việc lý tưởng cho công trình, cho con người và các thiết bị hoạt động bên trong công trình. Một hệ thống tự động hoàn chỉnh sẽ cung cấp cho công trình giải pháp điều khiển, quản lý điều kiện làm việc như nhiệt độ, độ ẩm, lưu thông không khí, chiếu sáng, các hệ thống an ninh, báo cháy, quản lý hệ thống thiết bị kỹ thuật, tiết kiệm năng lượng tiêu thụ cho công trình, thân thiện hơn với môi trường. Ở Việt Nam, những năm gần đây cũng không khó để nhận ra những đóng góp của các hệ thống tự động trong các công trình công nghiệp và dân dụng. Những khái niệm về quản lý tòa nhà, tiết kiệm năng lượng công trình, bảo vệ môi trường… không còn quá mới mẻ. Tuy nhiên, mức độ áp dụng các hệ thống này nói chung vẫn có giới hạn, chưa thực sự sâu và rộng. Điều này sẽ thay đổi nhanh chóng trong những năm tới đây, khi nhịp độ xây dựng những công trình hiện đại ngày càng cao, khi những hệ thống tự động hóa tòa nhà ngày càng có năng lực và độ tin cậy lớn hơn, lợi ích của việc áp dụng những hệ thống này ngày càng rõ nét
TỦ SÁCH KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÒA NHÀ NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG LỜI GIỚI THIỆU Tự động hóa, năm gần khái niệm trở nên quen thuộc khơng cịn khái niệm sử dụng lĩnh vực chuyên môn kỹ thuật đặc thù Tự động hóa góp mặt lĩnh vực từ sản xuất phục vụ sống ngày Mục tiêu công nghệ tự động hóa xây dựng hệ thống mà trung tâm người, người thực việc đặt yêu cầu thao tác thực yêu cầu đó, tùy theo lĩnh vực, trình, đảm nhận hệ thống kỹ thuật đặc trưng Hệ giải phóng sức lao động người, nâng cao hiệu sản xuất Trên giới, hệ thống thông minh, tự động điều khiển áp dụng từ sớm cho thấy đóng góp quan trọng khơng thể phủ nhận Việc xây dựng cơng trình ngày gần khơng thể thiếu việc triển khai, áp dụng hệ thống tự động Với cơng trình xây dựng cơng nghiệp dân dụng, hệ thống kỹ thuật tự động gọi chung hệ thống tự động hóa tịa nhà đóng vai trị quan trọng việc trì điều kiện làm việc lý tưởng cho cơng trình, cho người thiết bị hoạt động bên cơng trình Một hệ thống tự động hồn chỉnh cung cấp cho cơng trình giải pháp điều khiển, quản lý điều kiện làm việc nhiệt độ, độ ẩm, lưu thơng khơng khí, chiếu sáng, hệ thống an ninh, báo cháy, quản lý hệ thống thiết bị kỹ thuật, tiết kiệm lượng tiêu thụ cho công trình, thân thiện với mơi trường Ở Việt Nam, năm gần khơng khó để nhận đóng góp hệ thống tự động cơng trình cơng nghiệp dân dụng Những khái niệm quản lý tòa nhà, tiết kiệm lượng cơng trình, bảo vệ mơi trường… khơng cịn q mẻ Tuy nhiên, mức độ áp dụng hệ thống nói chung có giới hạn, chưa thực sâu rộng Điều thay đổi nhanh chóng năm tới đây, nhịp độ xây dựng cơng trình đại ngày cao, hệ thống tự động hóa tịa nhà ngày có lực độ tin cậy lớn hơn, lợi ích việc áp dụng hệ thống ngày rõ nét Cuốn sách này, Hướng dẫn thiết kế hệ thống quản lý tòa nhà, cung cấp cho độc giả kiến thức việc thiết kế hệ thống tự động hóa tịa nhà, từ hệ thống điều hịa thơng gió đến hệ thống quản lý chiếu sáng, an ninh, báo cháy, quản lý lượng cơng trình Tài liệu khơng đề cập chi tiết vấn đề kỹ thuật mà cung cấp nhìn tổng quan giải pháp hệ thống Việc xây dựng hệ thống kỹ thuật cụ thể nêu tài liệu chuyên sâu khác mà hy vọng sớm đến với độc giả Hy vọng tập tài liệu mang lại hình dung tổng qt, hữu ích q trình thiết kế, xây dựng cơng trình giai đoạn tương lai Cuốn Hướng dẫn thiết kế hệ thống quản lý tòa nhà soạn thảo chuyên gia cao cấp, nhiều kinh nghiệm lĩnh vực hệ thống quản lý tòa nhà tập đồn Nhật Bản VỤ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ & MÔI TRƯỜNG xin giới thiệu tài liệu hướng dẫn đến với độc giả ngành xây dựng MỤC LỤC PHẦN 1 Hệ Thống Quản Lý Toà Nhà 1.1 Hệ Thống Quản Lý Toà Nhà Là Gì? 1.2 Ưu Điểm Của Hệ Thống Quản Lý Toà Nhà 2 Cơ Sở Điều Khiển Tự Động 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Tổng Quan Về Điều Khiển Tự Động Phương Pháp Điều Khiển Tự Động Ứng Dụng Thiết Bị Điều Khiển Tự Động BMS & Tổng Quan Thiết kế Hệ Điều Khiển Tự Động 11 Quy Trình Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Tự Động 15 Quy Trình Lập Kế Hoạch Bổ Sung Hệ Thống Điều Khiển Tự Động 17 Thiết Bị Điều Khiển Tự Động 3.1 3.2 3.3 3.4 Thiết Bị Điều Khiển Điện 19 Thiết Bị Điều Khiển Điện Tử 19 Bộ Điều Khiển Kỹ Thuật Số Trực Tiếp DDC 22 Phần Tử Thông Minh 25 Tổng Quan Hệ HVAC 4.1 Điều Hịa Khơng Khí AHU 26 4.2 Hệ Thống Máy Làm Lạnh 27 Chức Năng Điều Khiển 5.1 Điều Khiển Tự Động HVAC 28 5.2 Ứng Dụng Tiết Kiệm Năng Lượng 31 Hệ Thống Quản Lý Toà Nhà Hệ Thống Quản Lý Tịa Nhà 1.1 Hệ Thống Quản Lý Tồ Nhà Là Gì? Hệ thống quản lý tồ nhà (BMS) hệ thống toàn diện thực điều khiển, quản lý nhiều thiết bị khác nhà Hệ thống giám sát trung tâm theo dõi trạng thái hoạt động bắt lỗi thiết bị máy điều hịa khơng khí(AHU), máy lạnh, thiết bị phụ trợ khác thiết bị nguồn điện Với phát triển máy tính cơng nghệ thơng tin kỹ thuật số, thiết bị điều khiển tự động hệ thống điều hòa khơng khí tích hợp với thiết bị trung tâm để theo dõi điều khiển tất thiết bị nhà Thiết bị trung tâm cịn gọi hệ thống quản lý tồ nhà tích hợp, có chức theo dõi số lượng lớn thiết bị gồm đèn chiếu sáng, thang máy, hệ thống phòng cháy thiết bị an ninh kiểm soát vào xâm nhập hệ thống từ cổng người dùng Có khả mở rộng thành hệ thống quản lý thơng minh để điều khiển tồn thiết bị nhà đảm bảo cho chúng hoạt động hiệu Các BMS chia thành bốn loại sau (3) Hệ thống báo cháy, an ninh Hệ thống an ninh giám sát trình vào tồ nhà phịng cá nhân thơng qua hệ thống thiết bị, cung cấp khả theo dõi truy tìm người xâm nhập, phát tín hiệu chng báo động ghi lại hình ảnh Có hai loại hệ thống : sử dụng hộp quản lý khoá sử dụng đầu đọc thẻ Những hệ thống đảm bảo an ninh mà vận hành 24 ngày Hệ thống báo cháy đề phòng phát đám cháy nhà, ngăn chặn lan rộng đám cháy, đưa báo động dừng máy điều hịa khơng khí (4) Hệ thống quản lý tồ nhà thơng minh Hệ thống quản lý tồ nhà thơng minh lựa chọn, lưu giữ xử lý thông tin nhiều loại thiết bị nhà giúp người điều hành thực kiểm tra, bảo dưỡng, tính hố đơn tiết kiệm lượng giúp người sử dụng quản lý giá Ví dụ, phần mềm kèm hỗ trợ lập sổ quản lý thiết bị, quản lý vận hành, quản lý lịch biểu, ghi đo kết toán hoá đơn (1) Hệ thống điều khiển tự động Hệ thống điều khiển tự động đảm bảo điều khiển liên tục, thường xuyên tiết kiệm lượng thông số làm việc máy điều hịa khơng khí, máy làm lạnh thiết bị hỗ trợ v.v Trong máy điều hịa khơng khí, việc điều khiển nhiệt độ độ ẩm thực cách làm mát/sưởi ấm thơng gió Các máy làm lạnh thực điều khiển khối vận hành điều khiển áp suất máy bơm nhiệt, máy làm mát hệ thống bơm Việc điều khiển mực nước bể chứa để cấp nước xử lý nước thải thực tự động ⋅ Tích hợp chiều dọc chức ⋅ Phân cấp dọc hệ thống Quản lý thông tin IBMS Hệ thống quản lý nhà Theo dõi / vận hành Điều khiển trung tâm Giám sát khói Báo cháy tự động Điều khiển khu vực Giám sát xâm nhập Máy lạnh Kiểm tra nước Quạt thơng gió Nguồn điện Thang máy Giám sát vào (2) Hệ thống quản lý nhà Hệ thống quản lý nhà theo dõi tình trạng hoạt động, phát sai hỏng thiết bị nhà, hiển thị chức năng, ghi nhật trình vận hành hệ thống Nó điều khiển thiết bị mở rộng hệ thống điện hệ thống điều hịa khơng khí Ví dụ, thơng qua lịch hoạt động để vận hành thiết bị, điều chỉnh nguồn điện để đảm bảo phù hợp với thiết bị khoảng nhà sản xuất u cầu Hệ thống có chức cập nhật thơng tin quản lý BMS hiển thị hình người dùng từ vận hành thiết bị Đèn chiếu sáng Cổng người dùng Hệ thống điều khiển tự động ⋅ Tích hợp ngang thiết bị cuối ⋅ Phân cấp ngang hệ thống Hình Mơ hình hệ thống quản lý tồ nhà thơng minh 1 Hệ Thống Quản Lý Tịa Nhà Tồ nhà thơng minh Thiết bị dự trữ Chuông báo cháy Hệ thống thang máy Máy chủ (IBMS) Máy chủ liệu tích hợp (IDS) Hệ thống Quản lý Năng lượng Toà nhà Máy chủ liệu lượng (EDS) Máy chủ quản lý hệ thống (SMS) Máy tính khách Máy chủ trung tâm hệ thống (SCS) Infilex ZM Điều khiển hệ thống làm mát Infilex AC Infilex GD Infilex VC Infilex FC ACTIVAL ACTIVAL PLUS VAV BOX ACTIVAL MINI Neoplate Neopanel Chuỗi thiết bị thơng minh Building Management Hình Hệ thống điều khiển tự động máy điều hoà nhiệt độ thiết bị vệ sinh Hệ Thống Quản Lý Tòa Nhà Hệ thống Quản lý Màn hình trợ giúp Quản lý thiết bị Quản lý vào Màn hình hiển thị thông tin chung Hệ thống An ninh Máy chủ lưu giữ liệu (DSS) Máy chủ OPC Máy chủ liệu an ninh (SDS) Điều khiển trung tâm vào CCTV Thiết bị Lontalk Khoá điện Infilex GC IR Cảm biến thụ động Thiết bị đầu đọc thẻ Hệ thống đèn ACTIVAL Đầu đo mật độ khí CO2 Cảm biến nhiệt độ ống Cảm biến nhiệt độ độ ẩm phòng Bảng vận hành Cảm biến nhiệt độ độ ẩm ống gió Thiết bị BACnet Mạng Modbus PLC Đồng hồ đo Hệ thống Hình Hệ thống tự động hóa tịa nhà tích hợp điển hình Hệ Thống Quản Lý Tòa Nhà 1.2 Ưu Điểm Của Hệ Thống Quản Lý Toà Nhà Ưu điểm lớn hệ thống quản lý nhà cung cấp cho người dùng mơi trường thoải mái, an tồn thuận tiện Ngoài người dùng chủ sở hữu tiết kiệm lượng giảm thiểu nhân lực lao động, đảm bảo thiết bị làm việc tốt, độ bền cao BMS rõ ràng tạo lợi vượt trội Đặc biệt, hệ thống điều khiển máy điều hồ khơng khí cho phép tạo mơi trường dễ chịu cho người ở, chống lãng phí lượng nhờ điều khiển tối ưu liên tục trì ưu điểm Các lợi điểm cụ thể sau: (1) Quản lý hiệu quả, tiết kiệm nhân cơng Do việc tích hợp cho phép điều khiển khối lượng lớn liệu, nên việc vận hành nhà thiết bị thực số nhân cơng Có thể thực nhiều chức quản lý nhờ sử dụng hiệu nguồn thông tin (4) Đảm bảo yêu cầu an tồn Bằng việc tập trung thơng tin tồn thiết bị đơn vị xử lý trung tâm, ta dễ dàng xác định trạng thái thiết bị, vận hành khắc phục cố điện, hỏng, cháy Với hệ thống an ninh tích hợp, ta n tâm an toàn người sử dụng nhà, bảo mật thông tin cá nhân mà không làm thoải mái (5) Nâng cao thuận tiện cho người sử dụng tồ nhà Việc tích hợp nhiều tính thiết bị giúp người dùng cảm nhận thoải mái Ví dụ, ln thoải mái vào suốt 24 giờ, cài đặt nhiệt độ dễ dàng, đặt chế độ thời gian, theo dõi trạng thái thời tiết bên ngồi thơng tin quản lý, điều hành tồ nhà Các phần sau trình bày ví dụ hệ thống tự động điều khiển hệ điều hồ nhiệt độ hệ thống tự động hóa tịa nhà tích hợp điển hình (2) Duy trì tối ưu hóa mơi trường Duy trì điều kiện mơi trường tối ưu, nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ khí CO2, bụi cường độ sáng cho người sử dụng thiết bị sản xuất (3) Tiết kiệm lượng, nhiên liệu Sử dụng hiệu lượng tự nhiên hạn chế lãng phí nguồn nguyên liệu, dùng biện pháp điều khiển trì nhiệt độ đặt trước sử dụng khí trời cần thiết kiểm sốt tải tòa nhà Cơ Sở Điều Khiển Tự Động Phần trình bày sở điều khiển tự động, yếu tố quan trọng điều khiển máy điều hịa khơng khí nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu tốc, phản ứng, phương pháp cách thức đọc sơ đồ khối ý thiết kế hệ thống điều khiển tự động Lưu ý để làm cho nội dung tài liệu đơn giản hơn, số diễn giải dễ hiểu sử dụng để giải thích lý thuyết điều khiển tự động 2.1 Tổng Quan Về Điều Khiển Tự Động Hình biểu diễn ví dụ điều khiển tay hình ví dụ điều khiển tự động Như ta thấy hình 5, hệ thống điều khiển tự động gồm phần tử cảm biến, điều khiển phần tử điều khiển cuối Phần tử cảm biến thực chất thay cho cảm nhận người, điều khiển não dùng để so sánh đưa định phần tử điều khiển cuối thay cho tay chân Các hệ thống điều khiển tự động liên tục so sánh nhiệt độ thực tế với nhiệt độ mong muốn để triệt tiêu sai số Đối với hệ thống điều khiển, thay đổi yếu tố bên nhiệt độ, độ xạ mặt trời thay đổi phòng số người xem nhiễu loạn Nếu khơng có thay đổi điều kiện bên bên ngồi van (phần tử điều khiển cuối) đóng chế độ vị trí tối ưu, nhiệt độ giữ không đổi Tuy nhiên ln có dao động điều kiện bên trong, bên ngồi, ln cần đến điều khiển tự động Ở hình bên phải, có thay đổi đặt lại nhiệt độ nhiễu loạn có Độ trễ Hằng số giai đoạn thời gian trễ xảy hệ thống tác động thực nhiệt độ thực tế phòng bắt đầu thay đổi Giai đoạn gọi độ trễ Thời gian từ nhiệt độ bắt đầu thay đổi đến ổn định gọi số thời gian Yêu cầu chất lượng hệ điều khiển tự động gồm tốc độ phản ứng độ ổn định Tốc độ phản ứng nhanh nghĩa đạt giá trị điều chỉnh nhanh tốt Còn độ ổn định đánh giá khả trì khơng đổi giá trị điều chỉnh Để thiết kế hệ điều khiển tự động, chức chất lượng phải xác định phù hợp với đặc điểm ứng dụng ngân sách Não Hơi nước So sánh Quyết định Điều khiển Van tay Máy ĐHKK Nhiệt độ phòng 20°C Phòng Đo Lường a)Điều khiển nhiệt độ phòng tay 20°C Nhiệt độ đặt 25°C Khi điều khiển tay, bạn nhìn lên nhiệt độ thực phịng, so sánh với nhiệt độ mong muốn, định nên đóng hay mở máy phải dùng tay để xác lập giá trị dòng nước vào máy Kết nhiệt độ phòng thay đổi bạn phải tự xác nhận điều cảm giác b)Nhiệt độ hình vẽ ví dụ Hình Điều khiển tay Điều khiển nhiệt độ Nhiệt độ khí trời Thẩm thấu, xạ mặt trời Thay đổi số người Bộ ổn nhiệt Hơi nước Sai số điều khiển Van động Điểm đặt a)Điều khiển nhiệt độ phòng tự động Nhiễu So sánh + (Nhiệt độ đặt) 25°C Bộ đk Phần tử đk cuối Đơn vị đk Đối tượng đk Lượng điều khiển (nhiệt độ phòng) AHU (Phòng) Van động Bắt đầu tác động có tín hiệu điều khiển nhiệt độ đối tượng điều khiển thay đổi Xuất tín hiệu tới đ.khiển để làm giảm sai lệch Cảm biến Đo nhiệt độ phịng 20°C b) Nhiệt độ hình vẽ ví dụ Hình Điều khiển tự động 20°C Cơ Sở Điều Khiển Tự Động 2.2 Phương Pháp Điều Khiển Tự Động Có nhiều phương pháp vận hành thiết bị điều khiển tự động Chúng lựa chọn theo đặc điểm đối tượng điều khiển, mức độ xác yêu cầu khả tài Điều khiển Đối tượng Mục trình bày phản ứng điển hình điều hịa khơng khí Điều khiển hai vị trí (Bật/tắt) Điều khiển tỉ lệ (P) Điều chỉnh Điều chỉnh Kết cấu khí (thiết bị điều khiển điện) Hướng tăng nhiệt độ Hướng tăng nhiệt độ Chiết áp Khoá chuyển Sai lệch Dải tỉ lệ ･Vị trí giá trị mong muốn thay đổi theo điều khiển ･Vị trí giá trị mong muốn thay đổi theo điều khiển Mở hoàn toàn Vị trí Vị trí Mở Đồ thị tác động (sưởi ấm) Tấm ngăn Tấm ngăn Đóng hồn tồn Đóng Nhiệt độ Giá trị mong muốn Nhiệt độ Giá trị mong muốn Nhiệt độ Dải tỉ lệ Giá trị yêu cầu Thay đổi nhiệt độ phòng Sai lệch Giá trị yêu càu Phản ứng (khi tải hệ thống thay đổi) Nhiệt độ Sai số Thời gian Phần tử điều khiển Nhiễu loạn Hệ thống điều khiển khuyên dùng Thời gian Độ trễ Ngắn Ngắn tới trung bình Hằng số thời gian Trung bình tới dài Trung bình tới dài Cỡ Nhỏ Nhỏ tới trung bình Tốc độ Thấp Thấp tới trung bình ･Chọn hai lượng điều khiển đặt trước ･Cài đặt giá trị mong muốn Khơng đạt xác điểm mong muốn ･Nếu sai lệch lớn, nhiễu loạn tăng;nếu nhỏ, tăng-giảm liên tục, gọi hiệu ứng “hunting ” ･Lượng điều khiển tỉ lệ với giá trị thời tín hiệu điều khiển ･Cài đặt giá trị mong muốn Tồn độ lệch khơng có tác động để đạt điểm đặt mong muốn ･Nếu dải tỉ lệ đủ rộng, độ dịch lớn;nếu nhỏ, xảy hiệu ứng hunting ･Hệ ổn định nhỏ tương đối nhỏ ･Điều khiển nhiệt độ nơi chấp nhận nhiệt độ phòng thay đổi quanh giá trị mong muốn ･Đối tượng điều khiển có nhiễu loạn độ trễ nhỏ ･Điều khiển nhiệt độ phịng khơng địi hỏi độ xác cao Đặc điểm Ứng dụng Hình 6.1 Hoạt động thiết bị điều khiển tự động (1) Cơ Sở Điều Khiển Tự Động Mục Điều khiển Điều khiển động Điều khiển tỉ lệ + tích phân (PI) Điều khiển tỉ lệ + vi tích phân (PID) Giảm lượng vận hành Nhiệt độ Giá trị mong muốn Lượng vận hành Tấm ngăn Đồ thị hoạt động (sưởi ấm) Tắt Lượng vận hành Tăng lượng vận hành Nhiệt độ Dải chết Nhiệt độ Dải tỉ lệ Dải tỉ lệ Điểm đặt Điểm đặt Phần tử điều khiển Nhiễu loạn Dải tỉ lệ Thời gian Thời gian Hệ thống điều khiển nên dùng Điểm đặt Dải tỉ lệ Điểm đặt Dải trễ Vị trí Phản ứng (khi có nhiễu loạn tải hệ thống) Nhiệt độ Nhiệt độ Nhiệt độ Thời gian Độ trễ Ngắn Ngắn đến trung bình Ngắn đến dài Hằng số thời gian Ngắn Ngắn đến dài Ngắn đến dài Cỡ Nhỏ tới lớn Nhỏ tới lớn Nhỏ tới lớn Tốc độ Chậm Chậm tới trung bình Chậm tới cao Đặc điểm Ứng dụng ･Khi tín hiệu vượt giá trị cụ thể ･Bổ sung điều khiển tích phân vào ･Bổ sung tác động vi phân vào (dải trễ), lượng vận hành điều khiển tỉ lệ để xóa bỏ sai số điều khiển PI tăng/giảm với tốc độ tương ứng đưa tín hiệu điều khiển gần sát với ･Đảm bảo tốc độ phản ứng nhanh điểm đạt ･Cài đặt giá trị mong muốn Không đạt xác điểm mong muốn ･Hệ có độ trễ số thời gian ･Hệ thống với nhiễu loạn lớn ･Hệ thống với tải thay đổi lớn nhỏ nhất; nhiễu loạn lớn ･Điều khiển nhiệt độ phịng điều địi hỏi độ xác cao ･Điều khiển mực nước bể v.v khiển áp suất nơi cần điều khiển ･Điều khiển số nhiệt độ độ nhiệt độ đầu vào cần độ ẩm đặc biệt, điều khiển áp suất xác cao v.v Lưu ý: P: Tỉ lệ I : Tích phân D: Vi phân Hình 6.2 Hoạt động điều khiển tự động (2) Thiết Bị Điều Khiển Tự Động Nguyên tắc hoạt động điều khiển loại tín hiệu vào, sau: Phần tử Cảm biến nhiệt điện trở (Pt100) Dòng đến 20mA DC đến 20mA DC Điện áp đến 10mV DC - 10 đến 10mV DC đến 100mV DC đến 5V DC đến 5V DC Loại tác động Các loại tín hiệu Hai vị trí Tiếp điểm rơ le (SPDT) Tỉ lệ theo thời gian Cực góp mở (điện áp) Tiếp điểm tỉ lệ vị trí + chiết áp phản hồi •P(Tỉ lệ) •PI(Tỉ lệ,Tích phân) •PID(Tỉ lệ,Tích phân,Vi phân) Dịng đến 10V DC đến 5V DC đến 10V DC Điện áp Các cảm biến nhiệt độ cho máy điều hịa khơng khí bao gồm loại lắp phịng, ống dẫn gắn lên trần Các phần tử cảm biến nhiệt có dạng điện trở nhiệt Các cảm biến điện trở nhiệt làm từ bạch kim ký hiệu Pt100 Pt100 tiêu chuẩn nhật JIS, dùng máy điều hịa khơng khí với nhiệt độ độ ẩm khơng đổi điều khiển máy làm lạnh địi hỏi độ xác cao Các cảm biến độ ẩm chia làm loại lắp phịng lắp với ống gió Các giá trị đo độ ẩm tương đối, nhiệt độ điểm sương nhiệt bầu khô Các phần tử cảm biến gồm có loại làm từ mỏng polyme bậc cao nén lại đảm bảo độ ổn định cao, đáp ứng nhanh Các cảm biến loại đòi hỏi cấp nguồn Chúng có mạch điện tử bên thực truyền nhận tín hiệu điện Các phần tử điều khiển cuối van điều tiết, van vận hành, máy phun ẩm v.v Ngồi cịn sử dụng biến tần thyristơ có đầu vào dịng điện 19 đến 20 mA DC 300 Điện trở Các loại tín hiệu vào 200 JES Pt100 100 -200 200 400 Nhiệt độ 600 Đặc tính cảm biến nhiệt điện trở bạch kim Thiết Bị Điều Khiển Tự Động Cảm biến nhiệt độ phòng Neosensor TY7043 Bộ điều khiển hiển thị nhiệt độ R36 Khí hồi lưu Thiết bị điều khiển mơ tơ RN796A Van mơ tơ hai ngả Actival VY5117 Khí cấp Khí trời Nước lạnh Hình 13 Nước nóng Máy điều hịa khơng khí Bản vẽ thiết bị mẫu phương pháp điều khiển điện tử 20 Thiết Bị Điều Khiển Tự Động 3.3 Bộ Điều Khiển Kỹ Thuật Số Trực Tiếp DDC Theo định nghĩa hiệp hội sản xuất thiết bị đo lường điện Nhật Bản, DDC "q trình điều khiển, chức điều khiển thực thiết bị số" Tuy nhiên, đây, DDC "một điều khiển, tích hợp chức hệ điều khiển tự động chức giám sát từ xa sử dụng vi xử lý để xử lý liệu" Các đặc điểm DDC, cấu trúc mẫu, so sánh với thiết bị điện tử liệt kê Chức truyền phát tích hợp Chỉ yêu cầu cảm biến vừa thực đo lường vừa điều khiển Thành phần có chức tự chẩn đốn cho phép phản ứng nhanh phát sinh lỗi Thiết bị cài đặt hình LCD cảm biến khơng dây kết nối dễ dàng giúp điều khiển dễ dàng Chương trình dễ dàng bổ sung sửa đổi để thích ứng với thay đổi phòng, chẳng hạn dịch chuyển phận, thiết bị Chức điều khiển trạm kiểm soát từ xa tích hợp điều khiển để tiết kiệm diệc tích tủ điều khiển Dễ dàng nâng cấp bổ sung cảm biến điều khiển cuối loại Có khả truyền phát tín hiệu tín hiệu vào cảm biến phần tử điều khiển cuối Các đặc điểm DDC Cài đặt, hiển thị xử lý, khử lỗi trình truyền tính tốn, cho phép đo lường điều khiển độ xác cao Tất tín hiệu vào chuyển thiết bị giám sát trung tâm Có thể quản lý xác chi tiết DDC cho phép điều khiển quản lý phân tán tới đơn vị, không cho máy điều hịa khí mà cịn với dàn lạnh (FCU), khối VAV (đơn vị thể tích khí thay đổi) máy làm lạnh Khí thải Hệ trung tâm Khí hồi lưu Bộ điều khiển đa Infilex GC WY5111 Van điều tiết khí MY6050 QY9010 Cảm biến nhiệt/độ ẩm phòng HTY7043 Van điều tiết khí MY6050 QY9010 Van hai ngả VY5118 Van hai ngả Actival VY5117 Hơi Nước Khí cấp Khí trời Cảm biến nhiệt độ ống gió TY7803 Máy điều hịa khơng khí Van điều tiết khí MY6050 QY9010 Nước nóng/lạnh Hình 14 Bản vẽ thiết bị mẫu dùng DDC 21 Thiết Bị Điều Khiển Tự Động Hệ quản lý tòa nhà Savic-net Đường truyền số Chênh áp đầu lọc khí Quạt khí hồi lưu AHU Quạt cấp khí AHU Cảm biến mật độ CO2 Thiết bị kỹ thuật cài đặt Cảm biến nhiệt độ /độ ẩm Cảm biến nhiệt độ /độ ẩm Khối giám sát trung tâm ⋅Điểm gọi ⋅Bật/tắt, điểm đặt, trạng thái, cảnh báo ⋅Dữ liệu thời gian, liệu tổng ⋅Dữ liệu chương trình Tới điều khiển số trực tiếp khác (truyền thông ngang hàng) Tệp truyền thông Tệp liệu cài đặt Giao diện đầu vào Khối tính tốn điều khiển Giao diện đầu Cổng người dùng Bộ điều khiển số trực tiếp DDC Hình 15 Quạt hồi lưu AHU Quạt cấp khí AHU Van điều tiết khí Máy phun ẩm Biến tần Van điều tiết khí Van Dàn quạt lạnh Ví dụ cấu hình điều khiển số phân tán 22 Thiết Bị Điều Khiển Tự Động Bộ điều khiển điện tử + RS (trạm từ xa) Đường truyền Đo lường nhiệt độ Đo lường độ ẩm Cài đặt nhiệt độ Tủ điều khiển tự động Cài đặt độ ẩm Bộ điều khiển nhiệt độ Quạt bật/tắt Bộ điều khiển độ ẩm Tủ nguồn Khối điều khiển trung tâm Máy điều hịa khơng khí DDC Đường truyền (Tín hiệu số) Đo nhiệt độ Đo độ ẩm Cài đặt nhiệt độ Cài đặt độ ẩm Quạt bật / tắt Lỗi điều khiển Quạt bật/ tắt Tủ nguồn Khối điều khiển trung tâm Máy điều hịa khơng khí RS: DDC: T: H: Hình 16 So sánh phương thức điều khiển 23 Trạm từ xa Bộ điều khiển số trực tiếp Cảm biến nhiệt độ Cảm biến độ ẩm Thiết Bị Điều Khiển Tự Động 3.4 Phần Tử Thông Minh Để bổ sung chức cho DDC, người ta tạo chuỗi phần tử thiết bị cấp trường cung cấp thông tin thân thiết bị điều kiện điều khiển Đặc tính cấu hình mẫu chúng ACTIVAL PLUS thành phần chuỗi phần tử thông minh Đây van điều khiển động với chức đo lường điều khiển lưu lượng để điều khiển vận tốc dòng nước lạnh nóng cách đo lưu lượng khơng điều chỉnh độ mở van ACTIVAL PLUS tính tốn lưu lượng cách đo độ chênh áp, đo cảm biến áp suất lắp bên trong, nhân với Cv, tính vị trí mở van nhân với số Màn hình LCD lắp tường để hiển thị giá trị đo áp suất, nhiệt độ, tốc độ dịng tính từ ACTIVAL PLUS Đặc điểm chuỗi phần tử thơng minh Truyền tất tín hiệu vào/ra tới BMS trung tâm thông qua kênh truyền thông SA-net Tốc độ truyền liệu tốt đường dây thường Từ cảm biến nhiệt độ phòng đến van điều khiển, thiết bị điều khiển AHU nằm thành phần chuỗi Khí thải Khí hồi lưu Hệ trung tâm Van điều tiết khí MY8040 Bộ điều khiển đa Infilex GC WY5111 Cảm biến nhiệt độ phòng HTY7043 Van động hai ngả thường đóng VY516X Van hai ngả đo điều khiển lưu lượng FVY5160 Van điều tiết khí MY8040 Hơi nước Khí cấp Khí trời Van điều tiết khí MY8040 Máy điều hịa khơng khí Nước nóng/lạnh Hình 17 Bản vẽ ví dụ mẫu chuỗi phần tử thông minh 24 Cảm biến nhiệt độ ống gió TY7803C Tổng Quan Hệ HVAC Tổng Quan Hệ HVAC 4.1 Điều Hịa Khơng Khí AHU Các hệ điều hịa khơng khí chia thành ba hệ chính: điều hịa khơng khí ngồi trời, phòng quanh phòng, phụ thuộc vào tải trọng đặt lên máy điều hịa khơng khí Tùy hệ thống điều hịa khơng khí, ta có loại AHU khác Có nhiều cách khác để phân loại AHU Các cách sau ứng dụng cho điểu khiển tự động (1) Máy điều hịa khơng khí ngồi trời Trong AHU này, khí trời hút vào xử lý mà khơng có khí hồi lưu trả hệ thống Trong số trường hợp người ta thêm vào máy trao đổi nhiệt tổng Khối phù hợp để kết hợp với dàn quạt lạnh, dùng cho phòng đơn khách sạn bệnh viện AHU tầng nhà văn phòng Trong loại này, điều khiển thực dựa nhiệt độ khí cung cấp nhiệt độ đọng sương Tuy nhiên khơng sử dụng chuyển đổi nhiệt làm mát khơng khí thời tiết mùa thuận lợi Khí trời Khí thải Khí trời (4) Điều hồ khơng khí cục Đây thiết bị đặt phịng có gắn thêm máy nén Có hai loại: máy nén lạnh kèm máy sấy điện loại bơm nhiệt Ngồi có loại dùng nguồn nước số loại kết hợp Phương pháp dùng chủ yếu để điều hịa khơng khí cho nơi có đặc tính tải thời gian vận hành đặc trưng, phịng máy tính, kho chứa, văn phịng cỡ nhỏ Trong hệ điều hồ khơng khí cục bộ, thực điều khiển bật/tắt khối điều hành máy nén tương ứng với nhiệt độ phòng v.v Khí cấp Tới AHU (2) Bộ điều khiển lưu lượng gió cố định (CAV) Phương pháp để xử lý tải phịng (khí hồi lưu) tải khí trời (khí ngồi), tải phịng phân bố lượng khí khơng đổi ống Người ta sử dụng ống nóng/lạnh kết hợp ống nóng ống lạnh Phương pháp điều khiển khu vực có đặc tính tải khơng đổi sử dụng rộng rãi, từ khu rộng lớn nhà hát trung tâm thương mại, không gian tồ nhà từ nhỏ đến trung bình, tới tồ nhà lớn cho tứng tầng CAV AHU thực điều khiển nhiệt độ độ ẩm phòng việc điều chỉnh lượng khí trả phịng Nó điều khiển nhiệt phịng nồng độ CO2 cách kiểm sốt tải khí trời điều chỉnh lượng khí trời lấy vào Khí cấp Khí hồi lưu Khí thải Khí trời (5) Dàn quạt lạnh (FCU) Khí trời Máy điều hồ khơng khí thu gọn gồm quạt, ống dẫn lọc, v.v Nói chung, khơng hút khí trời vào thực phun ẩm, mà đơn giản thực tuần hồn khơng khí Có loại đặt sàn, treo lên trần dạng khối xách theo Phương pháp phù hợp cho phòng khách sạn, bệnh viện hành lang tồ nhà văn phịng FCU điều hồ nhiệt độ phịng khối khí trả cách điều chỉnh van độc lập nhóm (cho vùng) Chúng dùng để tối ưu tải chung với máy điều hịa khơng khí thực điều khiển tiết kiệm lượng (3) Bộ điều khiển lưu lượng gió (VAV) Phương pháp chia nhỏ vùng điều khiển thành vùng chịu tải nhau, dùng khối VAV đơn để ổn định chúng, dùng biến tần để giảm khối lượng khí tổng cộng AHU v.v So sánh với CAV AHU, VAV AHU điều khiển khu vực tốt tính đến tải khu vực nhỏ có khả tiết kiệm lượng Phương pháp phù hợp cho tồ nhà cơng sở từ trung bình đến lớn với diện tích cần xử lý khơng khí rộng quan tâm đến yếu tố giá thành Các VAV AHU điều khiển nhiệt độ khu vực nhỏ, điều khiển nhiệt độ khí cấp, khối lượng khí quạt Chúng điều khiển khí trời mật độ CO2 giống CAV AHU 25 Tổng Quan Hệ HVAC 4.2 Hệ Thống Máy Làm Lạnh Có nhiều loại máy làm lạnh có cấu tạo nguyên lý hoạt động khác máy lạnh kiểu hút, kiểu bơm nhiệt kiểu nồi đun Các thiết bị bổ trợ gồm bơm nước nóng/lạnh, bơm nước mát tháp giải nhiệt Cũng phân loại máy làm lạnh theo kiểu ống kín, ống mở, phương pháp nhận DHC (làm lạnh sấy nóng khu vực) kiểu máy lạnh đơn lẻ điều hồ khí cục Tài liệu trình bày kiểu ống kín mở Phương pháp ống kín chia thành phương pháp dịng khơng đổi dịng thay đổi Trong phương pháp dịng khơng đổi, nước nóng/lạnh cấp cho tồn tồ nhà với tốc độ không đổi điểu khiển van ba ngả theo tải máy điều hịa khơng khí Phương pháp dịng thay đổi, dịng cấp nước nóng/lạnh thay đổi theo điều chỉnh van hai ngả theo tải Phần chủ yếu mơ tả phương pháp dịng thay đổi, cho phép tiết kiệm lượng (1) Hệ thống bơm đơn ống kín (3) Hệ thống bể chứa ống mở Hệ thống sử dụng kép thùng làm bể chứa nước nóng/lạnh từ máy làm lạnh (chủ yếu kiểu động cơ) trực tiếp cung cấp cho máy điều hịa khơng khí v.v Để tiết kiệm lượng, hệ thống sử dụng lượng cao điểm ngưng chạy thiết bị cao điểm để hạ giá thành nâng cao hiệu sử dụng nguồn điện Nó sử dụng hệ dự phòng để hồi nhiệt trường hợp máy lạnh hỏng hóc Dù hệ thống đòi hỏi đầu tư ban đầu tốn để lắp đặt bể nước, bơm thứ cấp, đo đạc chống sói mịn, tiết kiệm sử dụng Hệ dùng chủ yếu cho tồ nhà lớn trung tâm máy tính Hệ thống thùng chứa điều khiển van ba ngả đầu vào máy lạnh để giữ nhiệt giá trị định, số lượng bơm thứ cấp, van bypass van giữ áp suất ống phía tải Phương pháp cung cấp nước nóng/lạnh tới tồn tòa nhà kết hợp máy làm lạnh hệ thống bơm (nước lạnh nước nóng riêng rẽ) Hệ thống đơn giản có giá thấp Nó dùng chủ yếu cho tồ nhà cỡ nhỏ Hệ thống bơm đơn điều khiển máy lạnh theo lưu lượng dòng chảy điều khiển van bypass để giữ độ chênh áp cho tải không đổi Hệ điều khiển ngoại vi gồm tháp lạnh chuyển nhiệt Máy điều hịa khơng khí Máy lạnh Bơm nước nóng/lạnh Máy điều hịa khơng khí (2) Hệ thống bơm đơi ống kín Phương pháp gọi hệ bơm thứ cấp bơm kép Bơm sơ cấp điều khiển phần đầu hệ máy lạnh, bơm thứ cấp chia sẻ tải phần đầu cân với tải máy điều hịa Dù chi phí ban đầu không gian lắp đặt lớn so với hệ bơm đơn tiết kiệm lượng việc sử dụng bơm thứ cấp riêng biệt cho hệ máy lạnh điều khiển khối vận hành Phương thức dùng chủ yếu cho nhà cỡ trung bình tới lớn Hệ bơm đơi điều khiển số bơm thứ cấp vận hành theo lưu lượng điều khiển van bypass chuyển đổi theo áp suất chênh lệch phía trước sau bơm Nước nạp vào (ở nhiệt độ thấp) Máy điều hòa khơng khí Bơm thứ cấp Máy lạnh Bơm nhiệt Bơm thứ cấp Bơm sơ cấp 26 Bể nước lạnh Bơm sơ cấp Nước nạp vào (ở nhiệt độ cao) Chức Năng Điều Khiển Chức Năng Điều Khiển 5.1 Điều Khiển Tự Động HVAC Mục giải thích chi tiết phần điều khiển mô tả ví dụ điều khiển tự động Mục 6.1 (1) Điều khiển nhiệt độ phịng (khí đầu vào khí hồi lưu) Mở van 〈1〉 Điều khiển van nước nóng lạnh (Sấy nóng cuộn đơn) •Xác định nhiệt độ phòng cảm biến nhiệt điều khiển tỉ lệ van nước nóng, lạnh Khi sử dụng DDC, điều khiển tích phân •Trong phương pháp cuộn đơn, tác động van nằm bên đường nét đứt hình bên •Vị trí điểm đặt phương pháp cuộn kép (bốn ống) biểu diễn hình bên Khi sử dụng DDC, điểm đặt chính, điểm đặt sấy nóng làm mát đặt theo yêu cầu (Làm mát cuộn đơn) Van nước lạnh Van nước nóng Nhiệt độ phịng Điểm đặt sấy nóng Điểm đặt nhiệt độ (cuộn kép) Điểm đặt làm lạnh Mở van 〈2〉 Điều khiển van nước nóng, lạnh + làm mát khí trời (Sấy nóng cuộn đơn) Van nước nóng (Làm mát cuộn đơn) Van nước lạnh Van điều tiết khí trời Mở tối thiểu Nhiệt độ phịng Điểm đặt sấy nóng Điểm đặt làm mát khí trời Điểm đặt làm mát Điểm đặt nhiệt độ (cuộn kép) •Xác định nhiệt độ phịng cảm biến nhiệt, điều khiển tỉ lệ van nước nóng, lạnh, van điều tiết khí trời/khí hồi lưu /khí thải (khi làm mát khí trời) Khi sử dụng thiết bị điện tử DDC, thực điều khiển tích phân •Sử dụng lượng tự nhiên thực làm mát khí trời việc hút khí vào có hiệu •Khi có trao đổi nhiệt tổng cộng, hệ thống chuyển thành ống bypass vận hành động liên tục trình làm mát Khi khí trời thoả mãn điều kiện sau đây, việc hút khí vào có hiệu I Nhiệt độ khí trời < Nhiệt độ phịng (so sánh nhiệt độ) II Enthalpy khí trời < III Nhiệt độ khí trời > Enthalpy phịng (so sánh lượng) Nhiệt độ giới hạn điểm đặt (so với tải độ ẩm) IV Nhiệt độ đọng sương trời < Nhiệt độ đọng sương giới hạn điểm đặt (so với tải sấy khơ) •Đảm bảo độ mở nhỏ cho đầu hút khí trời để đảm bảo với lượng khí trời mật độ CO2 thiết kế 27 Biểu diễn điều kiện hút khí ngồi trời theo đồ thị ẩm Các điều kiện từ I tới IV phần 〈2〉 trang trước biểu diễn đồ thị độ ẩm hình bên Nhiệt độ phịng Diện tích hút khí trời hiệu Độ ẩm truyện đối Chức Năng Điều Khiển Nhiệt độ bầu khô 〈3〉 Điều khiển nhiệt độ túi bơm nhiệt cục Sấy nóng •Thực điều khiển bật/tắt máy nén khí theo nhiệt độ phịng Làm mát Máy nén Trạng thái Máy nén Nhiệt độ Điểm đặt sấy nóng Chuyển qua sấy nóng/làm mát thực tay Điểm đặt làm mát (2) Điều khiển độ ẩm phịng (khí hồi lưu) 〈1〉 Điều khiển máy phun ẩm Trạng thái •Thực điều khiển bật/tắt máy phun ẩm theo nhiệt độ phịng •Chủ yếu sử dụng phun ẩm hố hơi, phun ẩm nước, phun ẩm siêu âm đun ẩm Độ ẩm Điểm đặt độ ẩm 〈2〉 Điều khiển van phun ẩm van nước lạnh Van ẩm Mở van Van nước lạnh Độ ẩm Điểm đặt phun ẩm Điểm đặt vắt ẩm Điểm đặt độ ẩm 28 •Thực điều khiển PI van phun ẩm van nước lạnh theo độ ẩm phịng (khí hồi lưu) để trì độ ẩm điều khiển nhiệt vắt ẩm •Đối với hệ thống làm ẩm, tác động van đường nét đứt •Để vắt ẩm, độ ẩm tăng, van nước lạnh mở Kết cuộn nóng mở để bù lượng nhiệt độ giảm phịng (cấp khí, khí hồi lưu) •Điều khiển tỉ lệ trình phun ẩm thực hiển máy phun •Khi sử dụng máy phun ẩm, sử dụng nhiệt độ đọng sương để điểu khiển Chức Năng Điều Khiển (3) Điều khiển bậc thang nhiệt độ khí đầu vào Thay đổi điểm đặt nhiệt độ khí đầu vào để điều khiển nhiệt độ đầu vào giúp điều khiển nhiệt độ đầu phòng điểm đặt nhiệt độ phịng Do đó, giảm độ trễ nhiễu loạn [3] Tắt chuyển nhiệt tổng Tắt chuyển nhiệt tổng khơng hút khí trời vào (8) Điều khiển khoá liên động quạt AHU tắt [1] Loại bỏ phun ẩm [2] Van nước nóng/lạnh đóng hồn tồn [3] Van điều tiết khí trời/khí thải/van bypass khí trời/ van bypass khí thải đóng hồn tồn [4] Điều chỉnh khí hồi lưu mở hồn tồn [5] Tắt chuyển nhiệt tổng [6] VAV mở hoàn toàn (4) Điều khiển giới hạn nhiệt độ khí đầu vào Chức điều khiển nhiệt độ khí đầu vào giới hạn cao thấp Điều để tránh nhiệt sấy nóng, tránh phân tầng nhiệt độ ngưng tụ đầu làm mát (5) Điều khiển tối ưu điểm đặt nhiệt độ khí đầu vào Trong máy điều hịa khơng khí lưu lượng khí thay đổi, việc tính tốn điểm đặt nhiệt độ tối ưu dựa khối lượng khí VAV nhiệt độ phịng để tránh lưu thơng nhiệt không hiệu (9) Truyền thông với hệ thống giám sát trung tâm Trường hợp hệ DDC, tín hiệu vào, giá trị tính tốn truyền tới điều khiển yêu cầu, trừ khi: [1] [2] [3] [4] [5] [6] (6) Điều khiển lưu lượng khí đầu vào VAV Bổ sung lượng khí VAV CAV để tạo tốc độ quay phù hợp với đặc tính tốc độ quạt AHU Điều khiển tốc độ quạt giai đoạn dựa độ mở VAV Đặt tốc độ quạt nhỏ để đảm bảo lượng khí trời nhỏ đủ lưu thơng khơng khí Khơng kiểm sốt trạng thái quạt Kiểm tra báo động chênh áp lọc Đo độ ẩm nhiệt phịng (khí hồi lưu, cấp khí) Đặt nhiệt độ độ ẩm phịng Lệnh khởi động Giám sát lỗi điều khiển DDC (10) Điều khiển hệ máy lạnh Điều khiển số bơm vận hành thiết bị máy lạnh để tạo cấp nhiệt theo yêu cầu tải AHU (7) Điều khiển khởi động Trong trình khởi động máy điều hịa khơng khí (tiền sấy nóng/tiền làm lạnh), điều khiển sau thực Thời gian từ bật máy AHU đến thực làm việc gọi thời gian khởi động Độ dài giai đoạn khởi động xác định việc tính tốn khối giám sát trung tâm đồng hồ đo trễ [1] Điều khiển số bơm vận hành Đáp ứng với thay đổi tải, thực điều khiển chênh áp đầu bơm hệ bơm đơn, điều khiển vận hành số bơm thứ cấp van bypass theo lưu lượng dịng hệ thống bơm đơi Dùng điều khiển PID van bypass hai ngả với tải không đổi để trì áp suất đầu với tải khơng đổi [2] Điều khiển máy đun nước nóng/lạnh Trong hệ bơm đơi, điều khiển số tạo nước nóng/lạnh phụ thuộc vào tải theo nhiệt độ trả Điều tăng tốc độ phản ứng với thay đổi lưu lượng vùng thứ cấp (máy điều hịa khơng khí), nhiệt độ nước đầu vào, lưu lượng nhiệt hồi lưu [1] Đầu hút khí trời khơng làm việc (van điều tiết khí trời/khí thải, van bypass khí trời/ khí thải: đóng hồn tồn, van điều tiết khí hồi lưu: mở hồn tồn) Để giảm tải khí trời, đầu hút khí trời đóng lại Điều làm giảm thời gian khởi động giảm lượng tiêu thụ quạt Tuy nhiên, trình làm lạnh khí trời có hiệu quả, đầu hút khí trời làm việc [2] Loại bỏ trình phun ẩm Khi khởi động, có thay đổi nhiệt độ, độ ẩm tương đối phịng có xu hướng ổn định điều khiển không ổn định Để chống ngưng tụ ống cấp khí, người ta loại bỏ phun ẩm khoá liên động (Máy phun ẩm tắt đóng hồn tồn van làm ẩm) 29 Chức Năng Điều Khiển 5.2 Ứng Dụng Tiết Kiệm Năng Lượng (1) Chức điều khiển, quản lý nguồn điện/đèn chiếu sáng Để sử dụng hiệu an tồn, thực đo nguồn, dịng, hệ số cơng suất để giám sát, điều khiển thông báo trạng thái nguồn nhận, trạng thái rơ le, xuất dòng dò/chạm đất trạng thái vận hành máy phát [3] Điều khiển lỗi nguồn/phục hồi nguồn, điều khiển phân bố tải máy phát Khi lỗi nguồn, máy phát phải hoạt động khẩn cấp Nếu công suất máy phát đảm bảo, thiết bị bình thường đưa vào tuỳ theo mức quy định Khi lượng phục hồi, điều khiển vận hành thiết bị trở lại hoạt động bình thường có tính đến thời gian chuyển đổi [1] Điều khiển công suất tiêu thụ Dự báo công suất tiêu thụ điều khiển vận hành thiết bị nằm giới hạn hợp đồng điện với công ty cung cấp Do ưu tiên cho mục đích máy điều hịa khơng khí nên quạt khí thải máy làm lạnh tắt cao điểm, giảm ảnh hưởng đến môi trường [4] Điều khiển lịch chiếu sáng Giảm cường độ chiếu sáng xuống nửa tắt đèn gần cửa sổ vào ăn trưa (2) Điều khiển mơi trường tiện ích, tiết kiệm lượng Bổ sung trình điều khiển tự động khu vực, thực điều khiển trung tâm sử dụng lịch biểu liên quan đến tồn ngơi nhà liệu mùa, nhiệt độ độ ẩm bên Cân đối nhu cầu tiết kiệm lượng mức độ thoải mái việc loại bỏ lãng phí (điều khiển toạ độ), tối ưu tồn phịng, phân phối, hệ máy lạnh (điều khiển liên kết) vận hành tối ưu dựa tải dự báo (điều khiển dự báo) Năng lượng dự báo Mức sụt Năng lượng mong muốn Tiêu thụ lưọng [1] Điều khiển lịch / lịch biểu thời gian Lập lịch (thời gian ngày nghỉ) cho hệ thống quản lý nhà để thi hành chuyển đổi mẫu lịch biểu bao gồm việc vận hành máy xử lý khí nguồn điện, đèn chiếu sáng Dịng [2] Điều khiển hệ số công suất Điều khiển loại bỏ công suất phản kháng sinh sụt giảm hệ số công suất, tắt động máy điều hịa khơng khí cách sử dụng máy bù công suất Điều cho phép chấp nhận chiết khấu điều chỉnh hệ số công suất nhà cung cấp điện để loại trừ thất Phương pháp bù thường xun quay vịng lựa chọn tuỳ theo việc kết hợp máy bù hệ số công suất với điện dung khác Công suất phản kháng Giới hạn điều khiển hiệu Sớm pha [2] Điều khiển tối ưu khởi động dừng Như bắt đầu sử dụng tịa nhà nhiệt độ phịng điểm đặt , tính tốn thời gian khởi động tự động kích hoạt máy điều hịa khơng khí Khi dừng lại, điều khiển tắt máy điều hòa khơng khí thời điểm tối ưu khoảng mà việc dừng hoạt động chúng không gây ảnh hưởng đến mơi trường văn phịng Thiết bị máy lạnh tự động khởi động trước máy điều hịa khơng khí với thời gian khởi động sớm Mức sụt bù hệ số công suất (TX) Nếu công suất tăng đến đây, thực bù trừ Nhiệt độ xác lập Giá trị mong muốn Cơng suất hữu ích Trễ pha Vùng sụt Nhiệt độ đích khởi động, dừng Nhiệt độ phịng Bù cộng (CX) Giới hạn hệ số cơng suất mong muốn (PFL) (Nếu công suất giảm đến đây, thực bù cộng.) Vận hành máy AHU Sử dụng phịng Khơng thực bù lượng Tính tốn để lượng nằm dải thời quanh điểm xác lập cách bù cộng/trừ Khởi động tối ưu Bắt đầu sử dụng phòng 30 Dừng tối ưu Kết thúc sử dụng phịng Chức Năng Điều Khiển •Điều khiển nhiệt độ phòng [3] Điều khiển dải lượng điểm không Cho phép đặt dải xác lập nhiệt độ, độ ẩm lớn khoảng môi trường thuận lợi đặt giá trị đích riêng lẻ, làm nóng phun ẩm Kiểu điều khiển giúp giảm thất lượng q lạnh, q nóng mát nóng, lạnh hỗn hợp, hiệu ứng hunting van nước nóng lạnh đóng, mở luân phiên để trì mơi trường tiện nghi mà khơng tiêu thụ thêm lượng Để đặt giá trị đích cần quan tâm đến số môi trường nhiệt PMV Mặc dù nhiệt độ phòng nằm vùng thoải mái, nhiệt độ cảm nhận hành lang thay đổi phụ thuộc vào thời tiết nhiệt độ ngồi trời sai lệch với vùng thoải mái Nhiệt độ cảm nhận Nhiệt độ xạ ngồi cửa sổ Vùng thích ứng Cài đặt nhiệt độ phịng Dải nhiệt độ khơng lượng Van cuộn nóng Nhiệt độ Điểm đặt q trình sấy nóng Điểm đặt vắt ẩm Đo nhiệt độ xạ trực tiếp thực bù Do đó, nhiệt độ cảm nhận trì Nhiệt độ cảm nhận Nhiệt độ xạ ngồi cửa sổ Vùng thích ứng Cài đặt nhiệt độ phịng [5] Chương trình quản lý PMV Loại trừ q lạnh nóng cách sử dụng số (chỉ số PMV) mô tả cảm giác nhiệt người (từ lạnh, thoải mái đến nóng) để quản lý xác lập nhiệt độ độ ẩm phòng thực xác lập nhiệt độ phòng tối ưu Điều vừa làm mơi trường phịng thoải mái tiết kiệm lượng Việc lựa chọn cảm biến thích ứng, cảm biến xạ, hay cảm biến nhiệt độ phòng tuỳ thuộc vào cách sử dụng phịng hay tồ nhà Van cuộn lạnh Điểm đặt trình làm lạnh [4] Điều khiển nhiệt xạ Điều khiển đo nhiệt độ xạ khơng gian hành lang tồ nhà nơi cảm biến nhiệt độ không đo từ thể người mà từ xạ mặt trời Điều khiển thay đổi điểm đặt nhiệt độ phòng sở nhiệt độ xạ, đo cảm biến nhiệt độ xạ Cảm biến lắp trần nhà đo nhiệt lượng xạ từ tường cửa sổ Phản ứng lại thay đổi môi trường gây lượng xạ mặt trời với thay đổi thời tiết, trì mơi trường thân thiện phạm vi vùng hành lang PMV Đối tượng môi trường Nóng Nhiệt độ phịng Ấm Nhiệt độ xạ Dịng khí Độ ẩm Tính tốn PMV Van phun ẩm Độ ẩm Dải độ ẩm khơng lượng •Điều khiển hành lang theo nhiệt độ xạ Điểm đặt phun ẩm Van cuộn lạnh •Giải thích •Dải khơng lượng hoạt động van nước nóng/lạnh/phun ẩm Hơi ấm Thoải mái Hơi lạnh Đối tượng người Mức hoạt động Mức quần áo 31 Lạnh Rét Chức Năng Điều Khiển máy điều hịa khơng khí cách giảm điểm đặt áp suất tải thấp (với yêu cầu thấp cho làm lạnh sấy nóng) giảm tốc độ quay bơm biến tần So sánh với điều khiển áp suất cuối không đổi, lượng tiết kiệm năm vào cỡ 30 % [6] Điều khiển áp suất đầu vào thể tích nước thay đổi (VWV) Trong áp suất điểm cuối áp suất đầu giữ cố định thực điều khiển áp suất nước khơng đổi thời điều khiển VWV giúp giảm công suất máy bơm tải Áp suất KPa Áp suất KPa Đặc tính bơm Đóng van Đặc tính bơm Van mở gần hết Biến tần Biến tần P1 P1 P2 Đặc tính trở kháng ống Q2 Tốc độ dịng Đặc tính trở kháng ống Q1 lít / phút Q2 Tốc độ dịng Điều khiển áp suất cấp nước khơng đổi thời Q1 lít / phút Điều khiển VWV [7] Điều khiển dự báo tải máy điều hịa khơng khí Dựa tải thực tế tính đến ngày trước đó, dự báo tải sử dụng cho ngày để thực tối ưu khởi động ngừng thiết bị máy lạnh trước Nhờ thực điều khiển vận hành tối ưu, giảm thiểu chi phí vận hành Tải điều hịa khơng khí dự đốn dùng để tính tốn giá trị lưu trữ nhiệt bể chứa tải cơng suất dự báo dùng cho điều khiển công suất mong muốn [9] Điều khiển chu kỳ công suất Tiết kiệm lượng tiêu thụ cách vận hành máy điều hịa khơng khí ln phiên trì điều kiện thích ứng Cũng thay đổi khoảng dừng Điều khiển bù nhiệt độ Chu trình cơng suất Kiểu hoạt động tải trung bình (Khi nhiệt độ nằm giá trị đích) [8] Điều khiển hút vào CO2 Dựa giá trị đo cảm biến khí CO2, điều khiển van điều tiết khí trời để thay đổi lượng hút vào khí trời tuỳ theo số người sử dụng Khuyến cáo sử dụng khối VAV để điều chỉnh khí trời sử dụng cảm biến tốc độ khí để đảm bảo đủ khí trời [10] Điều khiển enthalpy Hút khí trời vào cách mở van điều tiết sử dụng lượng thiên nhiên hiệu nhiệt độ, enthalpy khí trời thấp phịng; khí trời dùng để làm lạnh Nếu DDC sử dụng, thực việc tính tốn Hút khí trời vào theo enthalpy Khí trời Enthalpy Vùng hút khí trời hiệu Điều kiện phịng 25°C 60%RH) Nhiệt độ phịng 32 Nhiệt độ bầu khơ Chức Năng Điều Khiển - Đầu đo độ ẩm ống gió - Cảm biến nhiệt độ điểm đọng sương ống gió - Van điều tiết khí đầu vào - Van động điều khiển (nước) - Van động điều khiển (hơi) - Van động điều khiển với chức đo lưu lượng điều khiển (nước) Chuỗi thiết bị thông minh sử dụng mạng truyền thông SA-net để gửi, nhận tín hiệu số liệu Lợi ích chúng giảm thiểu giá thành lắp đặt nối dây (3) Hệ thống quản lý lượng nhà Hệ thống quản lý lượng nhà gồm: máy chủ liệu lượng, ứng dụng tiết kiệm lượng thiết bị điều khiển chuỗi thông minh Những phận kết hợp với để tính chu trình tiêu hao lượng [1] Máy chủ liệu lượng Máy chủ liệu lượng (EDS) lựa chọn lưu trữ thông số đo nhiệt độ, độ ẩm, tiêu hao lượng, lượng, lưu lượng trạng thái thiết bị thông qua hệ thống quản lý tồ nhà savic-net FX Hiển thị thơng số đo dạng đồ thị riêng biệt kết hợp dạng đồ thị cột, đường, tấm, phân bố, trạng thái vòng tròn để biểu diễn hình thái tiêu thụ lượng giúp dễ dàng đánh giá hoạt động nhà (4) Hệ thống an ninh Hệ thống an ninh bao gồm hệ thống điều khiển truy nhập để tự động kiểm soát vào ra, kiểm sốt đột nhập để dị tìm thơng báo đột nhập, kiểm sốt hình ảnh để kiểm soát người đột nhập thiết bị quan trọng, hệ thống điện thoại nội đóng vai trị hệ thống phụ kiểm sốt vào BMS quản lý thông tin phát sinh từ hệ thống khối thống đảm bảo khoá liên động tới thiết bị khác [1] Kiểm sốt tình hình an ninh Kiểm sốt trạng thái vào ra/an tồn phịng, khu vực trạng thái cất giữ chìa khố [2] Kiểm sốt đột nhập Truy tìm đột nhập nhờ cảm biến an ninh truy tìm kiểm sốt có kính vỡ hay xáo trộn không v.v [3] Quản lý thông tin thẻ Quản lý thông tin thẻ dùng cho điều khiển vào [4] Quản lý thông tin lưu trữ vào ra/đột nhập Thông tin lưu trữ liên quan tới điều khiển vào kiểm soát đột nhập để thực quản lý lưu trữ [5] Điều khiển khố liên động điều hịa khơng khí chiếu sáng Căn theo thông tin điều khiển vào ra, đóng, tắt thiết bị điều hịa khơng khí chiếu sáng phịng có người sử dụng để tiết kiệm lượng mà đảm bảo thuận tiện Báo động đột nhập tự bật đèn để cảnh báo kẻ đột nhập bị theo dõi [2] Các ứng dụng tiết kiệm lượng Nhiều ứng dụng sử dụng để nâng cao hiệu tiêu thụ lượng sở ước lượng lượng sử dụng tồ nhà có từ máy chủ liệu lượng Xem chi tiết “5.2 Ứng dụng tiết kiệm lượng” (từ trang 31 đến 34) [3] Thiết bị chuỗi thông minh Các sản phẩm thông minh thiết bị điều khiển cảm biến thiết kế đặc biệt cho quản lý lượng Hiện có loại sau: - Cảm biến nhiệt phịng - Đầu đo độ ẩm phòng - Cảm biến nhiệt độ ống gió [6] Điều khiển thang máy liên tục Nâng cao mức độ an toàn thang máy việc đảm bảo thang máy khơng dừng tầng khơng có người sử dụng 33