地下汽车库智能(动态)通风控制系统施工及调试

中图分类号：TD724文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1. 前言

1.1地下汽车库智能（动态）通风控制系统必要性

根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中规定：地下车库的通风系统宜根据使用情况对机设置定时启停（台数）控制或根据车库内CO浓度进行自动控制。

近年来我国机动车辆增长极为迅速，建造地下车库已经成为最有效解决汽车存放问题的办法之一。汽车的启动及进出车库所排放的尾气中含有大量的有害气体，由于地下车库的自然通风受到限制，因此必须设置全面的通风系统，及时将有害物浓度稀释到规定要求的指标以下。地下车库通风系统主要停留在人工手动控制阶段，靠值班员的经验来人工开启或关闭通风设备，这就不可避免的会产生停车场内的空气质量不均匀并且设备寿命短等问题。

1.2地下汽车库智能（动态）通风控制系统的组成、工作原理

1.2.1组成

地下汽车库智能（动态）通风控制系统由信号传输单元、信号转换单元、动态控制单元组成。

1.2.2工作原理

一个或多个CO传感器输出一个或多个不同的模拟量值（0~10V）到信号转换单元（整流二极管+1进2出电压分配器），信号转换单元将信号传输给动态控制单元（同时启动本区域内送排风机），动态控制单元根据模拟量值的变化使风机启动的频率随之变化。

通风系统采用平时排风和消防排烟兼用，平时送风和消防补风兼用，当发生火灾时，变频控制停止，风机切入工频状态。

2. 产品及施工特点

2.1 CO传感器

2.1.1外观及内部结构见图1、2和3。

2.1.2使用范围：产品可应用于这些环境的CO浓度和温度检测与控制，实现监控通风系统，有效减少能源消耗，满足相关规定。

2.1.3主要特点：

1）环保型电化学传感器，提供准确，可靠和灵敏的长期监测；

2）相比普通电化学传感器1~3年寿命，本传感器寿命更长达超过5年,保证用户利益；

图1图2

图3

图3中1表示CO传感器工作电源输入端（24V、GND），接线时注意极性；2表示CO传感器模拟量信号输出端（OUT2、GND），接线时注意极性；3、4、5表示继电器；6表示CO传感器开关量信号输出端（COM2、NO2）

3）相比普通电化学传感器6~12月检定周期，本传感器在3年以上的使用期内无需另外检定，仍可保持5%精度，长期稳定性优异；

4）数字技术应用，多种输出可选，有过压及反接保护措施，高可靠性和抗干扰能力；

5）轻巧外壳，美观大方，安装方便。

CO传感器 环保型电化学气体传感器

量程 0～100ppm, 或其它 ( 0～400ppm )

精度

漂移

输出 4～20mA，0～10VDC，RS485/Modbus OUT1 : 温度, OUT2: CO

继电器 2×SPST，1A/30VDC，0.5A/125VAC

响应时间 ≤ 60s

负载 ≤600Ω(电流)，≥2KΩ(电压)

电源 18~30VAC/DC

显示 大屏幕LCD数字显示 ( CMW可选 )

显示精度 1ppm

工作环境 -10～60℃(连续)/-40～70℃(间歇),0~95%RH(非冷凝)

外壳材料 防火ABS

防护等级 IP30 (CMW), IP65 (CMD)

2.1.4主要技术指标：

2.2与消防排烟和消防补风系统合用（消防优先）。

2.3目前常用的控制方法

目前常用的控制方法为间歇控制、双速风机控制，需要专职人员控制，而且不能实时控制，不能有效地改善地下车库内的空气品质，不能最大限度的节约能源，本文根据CO传感器接收车库内CO浓度值变化来自动控制通风系统启停和变频控制风机的频率，达到实时控制，有效控制车库内CO,改善空气质量，同时大大的降低了管理成本和运行成本，而且控制可靠。

2.4根据本文可将落后的间歇控制和双速风机控制进行改造。

3. 工艺原理

图4

本文的关键技术是自动和动态控制风机。如图4所示：

CO传感器输出0~10V的电压，由于每个CO传感器输出的电压值不等，故通过整流二极管串联后并联，接入1进2出电压分配器，此时接入电压分配器的电压值为CO探测器中的一个最大值；电压分配器输出二个与输入值相等的模拟量信号给变频器，变频器根据接收的值的变化而变化，实现实时动态控制。

注：当车库内仅有排风系统时电压分配器则不需安装。

4. 工艺流程及操作要点

4.1施工工艺流程

4.1.1总体施工工艺流程

4.1.2信号传输单元安装工艺流程

4.1.3信号转换单元箱安装工艺流程

4.1.4信号控制单元安装工艺流程

4.2操作要点

4.2.1信号传输单元安装

1 图纸深化

一般设计图纸对CO传感器的安装位置、数量和电气配线无明确的规定，图纸设计说明要求500㎡安装一个，这就要求根据图纸深化来确定安装位置、数量和管线敷设。深化后的图纸必须经原设计师同意后才能施工。下面以苏州信托大厦地下二层其中一个分区为例：

图5（苏州信托大厦地下二层一分区智能通风电气控制系统平面图一）

图6（苏州信托大厦地下二层一分区智能通风电气控制系统平面图二）

CO传感器平面图中位置的确定：根据平面图中汽车车位和行车线路区域，用R=12.6m的圆进行覆盖，保证汽车车位和行车线路区域在CO传感器的保护面积和保护半径之内，图5和6所示。

布线原则：CO传感器工作电源线由控制单元引来，如同时有排风和送风单元，则就近取电，采用并联接线；CO传感器开关量信号线由传感器引至控制单元，采用并联接线；CO传感器模拟量信号线由传感器引至信号转换单元，再由信号转换单元分别引至排风和送风控制单元，要注意每个CO传感器单独敷设信号线。如图7所示：

图7

2 金属线槽安装

1）施工前，根据设计确认的深化图，与通风、给排水、强电等专业协商，进行金属线槽走向现场核对并确定线槽安装标高。

2）支架位置确定：在地面将线槽走向划出(中心线)，先确定弯通、三通位置的支架位置，直线段线槽按长度均匀设置支架，支架间距不大于2m,用红外线水准仪将支架固定点位由地面引至顶面。

3）支架安装：水平安装线槽支架在转弯、直线段20m处应安装固定防晃支架，其余均采用φ8mm丝杆和4#角钢做支架；垂直安装线槽支架采用4#角钢制作。支架与顶面、墙面、柱采用φ8mm金属膨胀螺栓固定。

4）线槽直线段连接应采用连接板，用垫圈、弹簧垫圈、螺母紧固，接茬处应缝隙严密平齐；线槽弯通、三通等应用成品配件连接；线槽穿过墙体时应设置套管，套管与线槽之间用防火材料封堵；线槽的所有非导电部分的铁件均应相互连接和跨接，使之成为一连续导体，并做好整体接地；线槽穿越人防防护单元时应预埋短管，管线到位后应进行密闭处理；线槽与盒、箱、柜等连接时，进线和出线口等处应采用抱脚连接，并用螺丝紧固，末端应加装封堵。

3 明配管

1）施工前，根据按施工图按线路段、弯曲少的原则确定线路、测量定位，同时将各种箱盒等固定定位。

2）配合土建施工，穿越人防防护单元的管道应预埋符合人防要求的短管。

3）钢管预制：镀锌钢管管径20mm，用拗棒弯管；用钢锯进行切管，将需要切断的管子量好尺寸，放在钳口内卡牢固进行切割，切割断口处应平齐不歪斜，管口刮锉光滑、无毛刺，管内铁屑除净；钢管套丝采用套丝板，应根据管外径选择相应板牙，套丝过程中，要均匀用力。

4）钢管安装：根据固定好的箱盒，确定支架，吊架的具置。固定点的距离应均匀（不大于1m），管卡与终端、转弯中点、电气器具或接线盒边缘的距离为150～300mm，并保持一致；沿梁、柱、墙安装时采用相应规格的离墙卡，顶板下安装时采用丝杆和卡子固定；镀锌钢管管路应作整体接地连接，穿过建筑物变形缝时，接地线应有补偿装置，接头两端应用配套的接地卡，采用4mm2的双色铜芯绝缘线作跨接线。

4 线槽配线和管内穿线

配线和穿线前，先清扫管路和线槽；检查钢管各个管口的护口是否齐全，如有遗漏和破损，均应补齐和更换；导线选择是否符合设计图的要求；管进入盒时内外根母是否锁紧，确认无误后再放线；放线时导线抻直、捋顺，盘成大圈或放在放线架（车）上，从始端到终端（先干线，后支线）边放边整理，不应出现挤压背扣、扭结、损伤导线等现象。每个分支应绑扎成束，绑扎时应采用尼龙绑扎带，不允许使用金属导线进行绑扎。

5 CO传感器安装

CO和空气的比重相当，所以传感器安装高度为1.6～2m；安装时底盒应紧贴墙面，并垂直安装；应远离冷、热及加湿源等地点；安装时应应考虑防水防尘和防高温措施。

安装前应将DC24电源接通传感器，并将开关量信号线和模拟量信号线引出，传感器内三组继电器连接片插至电压输出位置。用感烟探测器试验装置在传感器下方模拟测试，用万用表测试传感器两组输出端，COM2、NO2为开关量信号输出端，OUT2、GND为模拟量信号输出端，随着传感器CO浓度PPM值的升高，传感器左上角的指示灯变成红色后，COM2、NO2端子应变成导通状态，OUT2、GND端子电压值应从0V升至10V。试验合格后方可安装。通电后正常状态和试验状态分别图见8和9

图8通电后正常状态

图9通电后试验状态

4.2.2信号转换单元箱安装

1信号转换单元组装

1）根据分区CO传感器的数量确定中间继电器底座的数量，每个底座可接4套传感器（模拟量输出正极）；

2）根据分区CO传感器的数量确定接线端子的数量，每个端子可接1套传感器（模拟量输出负极）；

3）根据设计图纸，如分区内既有排风又有送风，则需要安装1套1进2出信号分配器，如只有其中之一，则不需安装信号分配器；

4）按图10所示，进行内部接线，图中中间继电器底座的5、6、7、8号端子为传感器模拟量信号正极的输入端，9、10、11、12号端子为输出端，将整流二极管（IN4007）的两端插入底座孔内，此时一定要注意整流二极管具有单向性，不可接反，接反则无电压输出，然后把底座上输相邻2个出端子短接，并接入信号分配器的2号端子（输入正极），把传感器输出的模拟量信号线（负极）与接线端子上排连接，将下排端子并接并接入信号分配器的3号端子（输入负极）。

图10

图11信号转换单元箱

2信号转换单元箱定位安装

信号单元转换箱安装位置分两种情况确定位置，分区内既有排风又有送风系统，宜安装在中间，只有其中之一则安装在信号控制单元附近，其安装要求与配电箱相同，安装在车库位置时安装高度宜为2.5m，并保证其处于良好的通风环境中。

3信号转换单元接线

信号转换单元安装结束，要仔细检查接线是否正确，一定要注意极性，信号分配器需要工作电源，为了避免强电的干扰，宜选用工作电压为DC24V的信号分配器。信号分配器的两个输出分别接至排风和送风系统控制单元变频器，也要注意极性。

4.2.3信号控制单元安装

1控制单元原理图确定

变频控制不能满足消防验收要求，所以在控制原理上始终以消防优先为原则。图11为控制原理图，其控制原理说明如下：

图12

1）手动状态：

按启动按钮SF1，KA1、KM1线圈得电，此时电压由供给KM1线圈实现自保持，手动工频运行实现，此时按启动按钮SF2(变频)，由于KM1闭点接点已将KM2合闸回路断开，所以KM2无法工作，变频不能启动，保证了消防优先；反之先按启动SF2，KA2、KT、KM2线圈得电，此时电压由 供给KM2实现自保持，手动变频运行实现(此时无模拟量信号，只能以变频器设定的频率运行)，此时按下SF1(工频)，KM1线圈得电，KM2线圈失电，工频运行，保证了消防优先。

2）自动状态：

当消防模块启动后，KA4线圈得电，然后KM1线圈得电，工频运行实现，此时给KA5供电，KM2无法工作，变频不能启动，保证了消防优先；反之，CO传感器启动KA5后，变频运行实现，消防模块启动后，停止变频运行，切入消防工频运行状态，保证消防优先。

3）手动或自动或停止状态：

在消防控制室室按自锁按钮SB，此时无论风机在停止还是在变频运行状态，风机都能实现工频运行，保证消防优先。

4）KT（时间继电器）的作用：

为防止在调试和正常运行过程中，工频运行后立即启动变频，此时电机还没完全停止，电机的转子与定子线圈切割磁力线产生的感应电动势会反供给变频器输出端，导致变频器毁坏，因此时间继电器的延时时间应大于电机失电后的惯力停止时间。

2控制单元安装（接线）

控制单元箱一般安装在风机房，在安装过程中应将变频器用干燥物保护，防止杂物等进入，安装结束后应将控制箱处于通风良好的环境中；根据设计确认后的原理图进行接线，接线过程一定要注意导线的极性，而且应将线号与接线端子对应起来。在控制单元内将这些导线与其他导线分开，应敷设在金属软管内，并绑扎牢固、平直。导线与端子连接应可靠，做到不虚接不压皮。

3控制单元变频器调试

1）变频器的调试工作主要是设定变频器的参数，品牌不一样参数的设定方法也不一样，可根据说明书进行设定。下面以西门子MM430为例，参数设定时一定要按步骤进行，详见表1

表1

MM430内部给定+模拟控制

一、复位为出厂时变频器的缺省设置值

二、 快速调试

三、命令和数字I/O设置

四、模拟量设置(变频器模拟量默认为0-10V，若系统反馈为4-20mA,将面板DIP拨到ON表示4-20mA)

五、变频器参数[P0003=3,P0004=12驱动装置的特征,P0100=0]

六、设定值通道和斜坡函数发生器

2）时间继电器动作时间的设定

风机工频运行后，停止风机，观察电机完全停止需要的时间，将时间继电器调整至工频运行后完全停止风机所需时间并延时5秒，然后变频手动启动，核对启动的时间是否满足，如有误，需继续调整，直至满足为止，设定结束后做好锁定装置并在控制单元做好永久醒目提示。每个控制单元应逐个调整。

4.2.4系统调试

1 准备工作

1）系统调试在系统安装完成后进行。

2）调试前应具备完整的技术资料及调试必须的其他资料：设计施工图、使用说明书；系统主要部件的产品合格证及相关检验报告。

3）调试人员应由专业技术人员担任，参加调试的人员应责任明确。

4）调试前应按设计要求检查通风系统单元、信号传输单元、信号转换单元、动态控制单元等的安装质量。

5）与消防报警施工人员联合调试。

2功能性模拟测试

1）控制单元通电后，智能（动态）、消防报警外部线路未接通之前先进行各功能模拟性测试，按图12要求测试；

2）将转换开关置于手动位置检查防火阀联锁停风机线路是否处于导通状态，如不导通，可用导线短接XT1、XT2按SF2,变频器应工作并以设定的频率运行短接XT3、XT4，KM2停止KM1开始工作；

3）将转换开关置于自动位置短接端子XT15、XT16用3V、6V、9V三种电压（干电池）分别与端子XT19、XT20连接（注意极性）变频器应以不同的频率运行；

4)消防报警部分:手动、停止、自动状态用万用表测试端子XT5和XT6、XT7和XT8、XT9和XT10应分别处于导通状态；自动状态时短接XT13和XT14，KM1应能动作。

3 系统调试

1）控制单元模拟测试结束后，将外部线路与对应端子连接，手动工频启动风机，调整各风口的风量，保证每个风口都能均匀出风或吸风，可用风速仪进行测试调整。

2）检查CO传感器应处于轮流显示环境温度和CO值。

3）用感烟探测器试验装置在传感器下方模拟测试，当一个CO传感器PPM值达到报警值时，随着PPM值的不断升高，观察风机运行速度也应不断升高，直至50Hz，而且排风和送风应同时运行，停止测试，PPM值下降，风机应能自动降速，直至报警解除后（传感器红色报警灯不亮），风机停止变频运行。在这个过程中，也要测试消防应急启动功能。

4）多个CO传感器同时报警，输出不同的模拟量值，风机应能以最大的一个模拟量值运行。