用于自動(dòng)化樓宇供水系統(tǒng)的壓力傳感器
摘要:在現(xiàn)代化的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)中,任何住宅或商業(yè)建筑都需要供水,BAS系統(tǒng)的壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器的設(shè)計(jì)對(duì)于樓宇建設(shè)至關(guān)重要。
人們通常認(rèn)為大廈內(nèi)部的供水系統(tǒng)可靠、清潔,而來(lái)自城市供水網(wǎng)絡(luò)的自來(lái)水可能不滿足有些機(jī)構(gòu),甚至家庭用水的純度標(biāo)準(zhǔn)。賓館及其它商業(yè)機(jī)構(gòu)的“生活”用水可能需要經(jīng)過(guò)各種方式處理后方可使用,包括過(guò)濾、軟化和消毒。
水壓
高層建筑往往存在水壓?jiǎn)栴}。在一個(gè)靜態(tài)水柱中,每米之間的大氣壓差為1分巴,或者高度每下降10英尺,壓力減小4.33lb/sq。多層建筑的樓層間距大約為10英尺,對(duì)于一座100層的摩天大廈,大氣壓差會(huì)達(dá)到43psi。如此大的壓力落差足以導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。
為了克服這一問(wèn)題,需要用水泵為上層加壓,并需要用減壓閥將壓力限制在設(shè)備可接受的范圍之內(nèi)。如果每個(gè)部件開(kāi)始正常運(yùn)轉(zhuǎn),一般的系統(tǒng)設(shè)計(jì)足以滿足要求,但當(dāng)管道出些裂縫,甚至斷裂時(shí),大廈內(nèi)部很快會(huì)發(fā)生“洪水泛濫”。此時(shí),貫穿于整個(gè)BAS系統(tǒng)的壓力傳感器和電子控制單元可以快速關(guān)閉閥門,阻斷故障區(qū)域,并向BAS發(fā)出報(bào)警,指示故障和發(fā)生故障的位置。如果管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,進(jìn)行系統(tǒng)維修時(shí)就不會(huì)影響建筑的其它區(qū)域。采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵,可以限制壓力沖擊,從而降低“水柱”壓力以及對(duì)管道系統(tǒng)的沖擊,在保證合理使用的前提下也有助于降低整體功耗。
高層建筑內(nèi)總是有幾層位于地下,還需要水泵把污水抽回到地面排水管道的水位。這就要求把潛水泵、水位檢測(cè)、過(guò)濾及其它處理設(shè)備集成到BAS監(jiān)控系統(tǒng)。
用于自動(dòng)化樓宇供水系統(tǒng)的壓力傳感器
水的過(guò)濾和軟化
在發(fā)達(dá)國(guó)家,“城市”用水的質(zhì)量一般足以滿足洗滌等其它大多用途,但使用家庭過(guò)濾系統(tǒng)可確保水源沒(méi)有污染并且口感良好。軟水處理可以減少水垢的形成,并能提高肥皂和洗滌劑的效力。家用過(guò)濾器和軟化器通常沒(méi)有(尚未)連接到HAS:只是采用本地控制和指示,如果將這類設(shè)備集成在一起,將便于在發(fā)生故障或需要維護(hù)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)通報(bào)。
通過(guò)監(jiān)測(cè)流量、測(cè)量通過(guò)過(guò)濾器的總量,就能實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的估算。如果不能預(yù)測(cè)沉淀液位,也就無(wú)法確定更換過(guò)濾器的最佳時(shí)間。最好是在流量保持一定水平的情況下監(jiān)測(cè)濾芯兩側(cè)的壓力差??舍槍?duì)新過(guò)濾器及被阻塞的過(guò)濾器生成壓力與流量的關(guān)系曲線。需要在過(guò)濾器兩側(cè)安裝壓力傳感器和流量傳感器。此外,由于水溫一般會(huì)影響壓力傳感器的讀數(shù)(參見(jiàn)傳感器部分),系統(tǒng)中還會(huì)用到溫度傳感器??蓪⑦@些傳感器的數(shù)據(jù)收集起來(lái),送到監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并作進(jìn)一步處理。從分析結(jié)果判斷何時(shí)需要更換過(guò)濾器。另外,如果考慮過(guò)濾器發(fā)生破裂的情況,可能還需要檢測(cè)過(guò)濾器兩側(cè)的壓力是否太低。通過(guò)壓力監(jiān)測(cè),降低設(shè)備維護(hù)等級(jí),并充分利用過(guò)濾器的有效使用期限,把水壓保持在合理水平,并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,保證高質(zhì)量用水。
對(duì)于水軟化器,大型系統(tǒng)也需要類似的壓力和溫度檢測(cè),包括含鹽量、何時(shí)加鹽以及其它潛在因素。水軟化器的類型各種各樣,有些水軟化器還采用了其它化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于具備再生功能的系統(tǒng),可采用自動(dòng)加鹽裝置,此時(shí)需要監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作狀況是否正常。
熱水器和鍋爐
住宅中,由于熱水器只用于獨(dú)立住宅的熱水供應(yīng)(DHW),設(shè)備通常小而簡(jiǎn)單,一般不需要(尚未)連接到任何HAS。但在大型居民區(qū)或商業(yè)建筑中,熱水系統(tǒng)容量較大并安裝相應(yīng)的儀表。熱水器工作非常直觀,與簡(jiǎn)單觀察輸出溫度并在其變化時(shí)做出響應(yīng)相比,可以監(jiān)測(cè)入水口和出水口的溫度及流量,并預(yù)測(cè)所需要的加熱速度。
這種改進(jìn)的測(cè)量方法以及BAS功耗計(jì)算,能夠在入口水溫、環(huán)境溫度及流量變化時(shí),把出口水溫保持在穩(wěn)定狀態(tài)。這種測(cè)量方法有助于節(jié)約能源。如果控制器可以預(yù)測(cè)用量,例如,居民區(qū)在晚間的熱水用量較低,則可適當(dāng)調(diào)低水溫,以節(jié)省能源。
用于自動(dòng)化樓宇供水系統(tǒng)的壓力傳感器
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