劉昊

（同方泰德國際科技有限公司）

本文以滿洲里西郊機場擴建工程實例為背景，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制器功能、末端選擇、控制工藝等方面介紹Techcon樓控系統(tǒng)針對室外氣候惡劣、大空間、多數(shù)量多類型設(shè)備、非標空調(diào)機組的情況實現(xiàn)航站樓類型建筑設(shè)備管理系統(tǒng)自動化，起到改善系統(tǒng)運行品質(zhì)、提高管理水平、降低運行管理勞動強度、節(jié)省運行能耗的作用。

關(guān)鍵詞：樓控系統(tǒng) 大空間 非標空調(diào) 集散型 總線拓撲 熱交換 阻力平衡 節(jié)能

The article taken the example from the extension project of Manzhouli International Airport, introduced the realization of auto-control management using Techcon BAS system. The introduction focused on the aspects of system structure, control function, chosen of terminal unit and process control. The introduction work directed towards how the system realized the auto-control management of equipment in terminal building, especially under the conditions as bad outdoor weather, huge space, multi and polytypic equipment, and non-standard air conditioner system, and meanwhile reached the goal of improve system operation quality, raise management level, reduce intensity of labor in operation management , and save operation energy,

Keyword: BAS；huge space；non-standard air conditioner；diffuse type；bus topology； air to air energy recovery；resistance balance；energy saving

1 工程概述

滿洲里西郊機場擴建工程投資3.2億，新建航站樓工程總面積達1.91萬平方米，共分上下兩層，旅游旺季航站樓內(nèi)接待游客較多，人員流動大。

滿洲里位于內(nèi)蒙古自治區(qū)北部，西鄰蒙古國，北接俄羅斯處于草原氣候區(qū)，年均溫度-1.3 ℃，年均無霜期102天左右。冬季冰天雪地，歷達半年之久，平均氣溫為攝氏零下28°C左右，最低氣溫可達-40 ℃，室外氣候惡劣。夏、春、秋幾乎相連，五月至九月氣候溫和。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

滿洲里西郊機場航站樓規(guī)模龐大，雖然只有兩層，但是南北跨度較大達到200多米，東西跨度也達到了100多米，而且航站樓內(nèi)外機電設(shè)備數(shù)量眾多較為分散，其中包括65000立方米熱回收式組合式空調(diào)機組4臺、80000立方米熱回收式組合式空調(diào)機組1臺分布在樓內(nèi)南北兩側(cè)空調(diào)機房內(nèi)，龐大的空調(diào)系統(tǒng)在送風和回風管道上每個支路都安裝了風閥執(zhí)行器，風冷冷水機組位于航站樓外冷源機房，全自動換熱機組、全自動水處理器位于換熱機房，熱風幕16臺分布在一層幾個主要進出口以及國內(nèi)進出港行李分檢廳和國內(nèi)進出港行李分檢廳處，送排風機分部在航站樓各個送排風機房，還包括復(fù)雜的照明回路，樓控系統(tǒng)還需對樓內(nèi)變配電機房、行李設(shè)備、登機橋、電梯等設(shè)備進行監(jiān)視。針對控制區(qū)域過大、設(shè)備種類多樣、數(shù)量繁多、位置分散的特點，Techcon系列樓宇自動控制系統(tǒng)采用先進的集中管理、分散控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠應(yīng)對于大規(guī)模的建筑物，大規(guī)模的設(shè)備，具 有很強的區(qū)域性集散管理功能。

還考慮為航站樓工程保留足夠的技術(shù)先進性、開放性和升級能力，因此建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用了具有強大拓展能力的系統(tǒng)架構(gòu)，結(jié)構(gòu)示意圖如下：

滿洲里西郊機場航站樓建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用控制層和管理層兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。航站樓內(nèi)設(shè)置服務(wù)器、操作站、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等通過管理層網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)，管理層網(wǎng)絡(luò)采用100M BASE-T以太網(wǎng)，以標準TCP/IP協(xié)議互相通信，在物理連接上利用機場已有的綜合布線路由，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)置將管理層網(wǎng)絡(luò)連通。所有控制器能通過控制層網(wǎng)絡(luò)以CAN總線方式通信，允許在線增減設(shè)備，其靈活的結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)實施和維護帶來最大的便利。本系統(tǒng)采用分布智能式控制系統(tǒng)，控制層網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點故障時均不致影響系統(tǒng)的正常運行和信號的傳輸，從而保證了這樣大型系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

管理層網(wǎng)絡(luò)除了將樓控系統(tǒng)自身的管理設(shè)備連接起來外，還將建筑物中冷水機組、熱交換系統(tǒng)、電梯、變配電、機場設(shè)備等其他相關(guān)系統(tǒng)和獨立的智能化系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信、信息共享以及其他廠商設(shè)備和系統(tǒng)的通訊。

同時管理層網(wǎng)絡(luò)還將建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中的所有監(jiān)控信息及時地反饋到機場信息共享管理系統(tǒng)中的中心數(shù)據(jù)庫，并獲取信息共享管理系統(tǒng)的相關(guān)運行信息，實現(xiàn)相關(guān)信息的雙向通訊。

管理層采用TCP/IP協(xié)議，一層中央操作站和在機場各層各區(qū)域設(shè)置的分站，數(shù)據(jù)管理服務(wù)器等設(shè)備分布其上。網(wǎng)上各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換采用點對點（peer to peer）方式，各節(jié)點均具備動態(tài)數(shù)據(jù)訪問（Dynamic Data Access）功能，機場工作人員可以在網(wǎng)絡(luò)的任意節(jié)點添加計算機，通過數(shù)據(jù)共享，即可以輕松訪問權(quán)限范圍內(nèi)的被控設(shè)備。應(yīng)需要不在機場附近的機場人員辦公大樓和宿舍也可以通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)進行顯示和控制操作。

控制層網(wǎng)絡(luò)采用標準化現(xiàn)場總線 CAN，采用 MS/TP 標準協(xié)議，將通用控制器、專用控制器、以及擴展模塊等現(xiàn)場設(shè)備連接在一起。高達 38.4K 的通訊速率，對于機場航站樓這種擁有大量的數(shù)據(jù)通訊提供了硬件條件。同時系統(tǒng)還支持靈活的拓撲結(jié)構(gòu)，易于在網(wǎng)絡(luò)中添加或減少設(shè)備，為組網(wǎng)實施和今后升級改造提供了最大的便利。面對面積龐大的機場其傳輸距離允許 1200 米的最遠端，通過中繼可以擴展至4800米，同事針對機場的結(jié)構(gòu)在距離過于長、位置分散的被控設(shè)備配置中繼設(shè)備，保障網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量和穩(wěn)定性，還為工程節(jié)約了通訊線的造價。

在系統(tǒng)的兩層結(jié)構(gòu)中，無論是管理層還是控制層，均具有同層資源共享功能。在系統(tǒng)主機發(fā)生故障時，所有控制模塊之間仍保持通訊和數(shù)據(jù)的交換，而倘若任何一個控制模塊掉線，其余控制網(wǎng)絡(luò)的全部現(xiàn)場控制器之間亦能保持直接通訊，從而保障系統(tǒng)不間斷的可靠運行。

3 空調(diào)系統(tǒng)控制

根據(jù)滿洲里地區(qū)的氣候條件和使用情況,采用超大型組合式空調(diào)機組非標化設(shè)計，空調(diào)系統(tǒng)也十分復(fù)雜，以下針對大空間空調(diào)系統(tǒng)的特殊性，Techcon樓宇自動化控制系統(tǒng)對其運行中容易出現(xiàn)的問題給予了很好的解決方案。

滿洲里的氣候特征不同于其它城市，特點是晝夜溫差很大。冬季室外環(huán)境惡劣，氣候寒冷，而夏、春、秋氣候溫和。機場航站樓的建筑結(jié)構(gòu)和使用功能也很特殊。根據(jù)其氣候特征和使用要求，我們在樓控系統(tǒng)深化設(shè)計過程中對滿洲里機場空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化運行方案。

如下圖航站樓空調(diào)機組采用了板式熱回收裝置，利用熱回收裝置回收排風中的冷熱量是一種有效節(jié)能的方式,。影響排風熱回收效果的有熱交換器的換熱效率、排風裝置運行時間、室內(nèi)外溫差(焓差) 等幾個因素，所以在具體應(yīng)用時要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H溫濕度、空調(diào)運行時間等來分析,合理確定回收裝置運行的時間等,以使得系統(tǒng)具有最好的節(jié)能性。通過驗證，根據(jù)滿洲里的氣候特征冬季氣候寒冷、濕度較小，室內(nèi)外溫差大，較適宜用熱回收裝置。

而其夏季和過渡季，室外氣候溫和，應(yīng)盡量將新風作為“免費冷源” 來抵償負荷，節(jié)省空氣處理的能耗，縮短制冷機的運行時間。同時，當使用板式換熱器時，新風、排風通過熱回收裝置時會增加空氣阻力，從而增加動力消耗，在空調(diào)夏季和過渡季中，室內(nèi)外焓差很小，熱回收的冷（熱）量不足以抵償其動力消耗，這種情況下使用熱回收裝置是不經(jīng)濟的。所以，在過渡季節(jié)根據(jù)室內(nèi)外的焓差控制板換熱回收兩側(cè)的旁通閥門，盡量利用外界天然冷源不僅可以滿足全年空調(diào)的溫、濕度要求，提高空調(diào)室內(nèi)的空氣品質(zhì)，而且還能節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)運行能耗。

冬季情況下，室外環(huán)境惡劣，機組板式換熱器段，新風旁通內(nèi)閥門開啟，外閥門關(guān)閉，排風旁通外閥門關(guān)閉；新風經(jīng)過過濾段過濾，預(yù)熱盤管后，在板式換熱器與排風進行熱交換，然后經(jīng)過混風段與回風混合，再進入熱盤管段加熱，最后送風；排風則經(jīng)過過濾段和板式換熱器，最后排風。

在夏季和過渡季節(jié)情況下，機組板式換熱器段，新風旁通內(nèi)閥門關(guān)閉，外閥門開啟，排風外閥門開啟；新風和排風都不經(jīng)過板式換熱器。

機場航站樓內(nèi)主要房間為綜合迎送廳，幾乎占據(jù)了整個航站樓的面積，而且貫穿了整個一層和二層，空間非常大。綜合迎送廳也是航站樓內(nèi)負荷最大的區(qū)域，航站樓內(nèi)的大量的乘客和工作人員都聚集在綜合迎送廳內(nèi)。所以，綜合迎送廳是空調(diào)系統(tǒng)中最重要的調(diào)節(jié)區(qū)域。通過圖紙看到，綜合迎送廳周圍多是機場工作人員辦公室、各類設(shè)備機房、商店、急診室等小房間，規(guī)模和設(shè)計負荷都遠遠小于綜合迎送廳，而受到預(yù)算和機房面積的原因，沒有為小房間單獨配置空調(diào)機組，而是綜合迎送廳和周偉小房間公用1臺大型空調(diào)機組。負荷的差異帶來了到不同區(qū)域的各支路通風管道橫斷面積相差懸殊，通風管道阻力不平衡的問題。

通風管道是空調(diào)系統(tǒng)的主要組成之一，通風管道的阻力平衡問題非常重要，它關(guān)系到整個系統(tǒng)的造價、運行的經(jīng)濟性以及運行效果。面對現(xiàn)有無法改變的的條件，我們制定了很好的空調(diào)系統(tǒng)控制方案。