第五章楼宇常用设备及其电气控制

第一节常用控制电器第二节异步电动机典型控制原理图第三节生活给水泵的控制第四节排水泵及排污泵的控制第五节空调设备的控制

第六节空气源泵和地源热泵原理及应用技术简介

第七节楼宇电梯第五章楼宇常用设备及其电气控制

【知识目标】

1、理解常用控制电器（接触器、继电器、主令电器）的结构、工作原理、及选用；

2、掌握异步电动机典型控制线路（点动、长动、正反转、限位、时间）；

3、掌握生活给水泵的控制方法(水箱水位控制、变频控制)；

4、掌握排水泵和排污泵的启停控制；

5、掌握空调设备（制冷机组、空调系统、风机盘管）的控制；

6、理解电梯安全相关要求和操作；

7、理解空气源和地源热泵技术。

【能力目标】

1、具有分析楼宇常用电气设备工作原理的能力；

2、具有分析楼宇常用电气控制线路控制原理、过程的能力；

3、学会发现问题、探究问题和解决问题的方法，会应用电气设备与控制相关知识解决生产、生活中的实际问题。

【技能目标】

1、具备楼宇常用控制电器的维修、维护和保养技能；2、具备楼宇常用电气设备故障的应急处理及维护和保养技能。第一节常用控制电器

控制电器的作用是在电路中起通断、保护、控制作用，利用电能来保护、控制非电过程和非电装置。一、接触器 接触器是常用控制电器中使用量大，涉及面广的一种低压控制电器，用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。通常分为交流接触器和直流接触器两类。图5-1（一）结构和工作原理1、结构 接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成，结构简图如图5-1所示。 （1）电磁系统电磁系统包括动铁心（衔铁）、静铁心和电磁线圈三部分，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作。 （2）触头系统触头又称为触点，是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。 触头的结构形式很多，按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触头用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。

触头按其原始状态可分为常开触头（动合触点）和常闭触头（动断触点）。原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；原始状态时闭合，线圈通电后断开的触头叫常闭触头。线圈断电后所有触头复位，即回复到原始状态。 （3）灭弧装置触头在分断电流瞬间会产生电弧，电弧的高温能将触头烧损，并可能造成其他事故，因此，应采取适当措施迅速熄灭电弧。常采用灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。

2、工作原理 接触器是根据电磁原理工作的，当电磁线圈通电后产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作，使常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原，即常开触头断开，常闭触头闭合。 接触器的图形符号、文字符号如图5-2所示。图5-2（二）选择1、系列的确定 常用的交流接触器有CJ0、CJ20、CJ12等系列，常用的直流接触器有CZ0、CZ1、CZ2、CZ3、CZ5-11等系列产品。根据所控制的电动机及负载电流的类型选择接触器的系列，即交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器；如果控制系统中主要是交流电动机，而直流电动机或直流负载的容量比较小时，也可全用交流接触器进行控制，但是触头的额定电流应适当选择大一些，再根据接触器的工作任务，确定合适的系列。2、额定电压、额定电流的确定

通常情况下，选择接触器主触头的额定电压大于或等于负载回路的额定电压。主触头的额定电流不低于规定负载电路的额定电流或根据经验公式计算：

（A） 式中：K--为经验常数，一般取1.4；

Pe--被控电动机额定功率（kW）；

Ue--电动机额定线电压（V）；

IKM--接触器主触头电流（A）。 上式适用于CJ0、CJ10、CJ20系列。 如果接触器使用在频繁起动、制动和频繁正反转的场合时，容量应增大一倍以上。

3、吸引线圈额定电压的确定 吸引线圈的电压选择要考虑到安全和工作的可靠性，也就是使其额定电压与所用电源电压相符合。在控制线路比较简单、所用接触器的数量较少的情况下，可直接选用380V或220V。在线路复杂、电器元件较多时，为了保证安全，可选用较低的电压值，如110V、127V或220V，并由控制变压器供电。4、接触器的触头数量的确定接触器的触头数量、种类应满足控制线路的要求。如不能满足时，可用增加中间继电器等方法解决。 二、继电器

继电器是一种根据外界输入信号（电的或非电的）来控制电路中电流“通”与“断”的自动切换电器。它主要用来反映各种控制信号，其触点通常接在控制电路中。 继电器的种类很多，分类方法也较多。按用途分，可分为控制继电器和保护继电器；按反映的信号不同来分，可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、热与温度继电器、速度继电器和压力继电器等；按动作原理分，可分为电磁式、感应式、电动式、电子式和热继电器等。

（一）电流继电器、电压继电器和中间继电器 电磁式继电器（也叫有触点继电器）的结构和动作原理与接触器大致相同，但前者在结构上体积较小，动作灵敏，没有庞大的灭弧装置，触点的种类和数量较多。1、电流继电器 反映线路中电流变化状态的继电器称为电流继电器，使用时线圈串在线路中。随着使用场合和用途的不同，电流继电器分欠（零）电流继电器和过电流继电器。欠（零）电流继电器是在正常工作时动作，一旦电流低于某一整定电流时，欠电流继电器将释放，触头复位。

而过电流继电器则是当线圈通以额定电流时，它所产生的电磁吸力不足以克服反作用弹簧的反弹力，触头不动作，只有当通过线圈的电流超过整定值后，电磁吸力大于反作用弹簧拉力，铁芯吸引衔铁使触头动作，适用于作过电流保护。调节反作用弹簧力的大小，可以整定继电器的动作电流值。一般交流过电流继电器调整在110%～350%额定电流时动作，而直流过电流继电器调整在70%～300%额定电流时动作。 在选择用过电流继电器保护时，对于小容量直流电动机和绕线式异步电动机的线圈的额定电流一般可按电动机长期工作的额定电流来选择；对于频繁起动的电动机，考虑到起动电流在继电器中的发热效应，继电器的额定电流应选大一级。

过电流继电器的整定值，考虑到这类继电器的动作误差在±10%范围内，应再加上一定的余量，可以按电动机最大工作电流（一般为1.7～2倍额定电流）的12%来调整。 欠（零）电流继电器属于长期工作的电器，故应考虑其振动和噪音，应在铁芯中装有短路环，而过电流继电器属于短时工作的电器不需装短路环。

2、电压继电器 用以反映线路中电压变化的继电器称为电压继电器。在应用时，电压线圈并联在线路中。电压继电器有欠（失）压及过电压继电器之分。其区别在于：欠（失）压继电器在正常电压时动作，而当电压过低或消失时，触头复位；过电压继电器则是在正常电压下不动作，只有当其线圈两端电压超过其整定值后触头才动作，以实现过电压保护。与电流继电器原理相同，欠（失）压继电器装有短路环，而过电压继电器则不需短路环。

欠电压继电器是在电压为40%～70%额定电压时才动作，对电路实现欠压保护；零电压继电器是当电压降至0%～25%额定电压时动作，进行零压保护；过电压继电器是在电压为110%～150%额定电压以上时动作，具体动作电压的调整根据需要决定。3、中间继电器 中间继电器是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的继电器。它的输入信号为线圈的通电或断电。它的输出是触头的动作，将信号同时传给几个控制元件或回路。

中间继电器的特点是触头数目多（6对以上），可实现对多回路的控制；触头电流较大（5A以上）；动作灵敏（动作时间不大于0.05s）。与接触器不同的是触头无主、辅之分，所以当电动机的额定电流不超过5A时，也可用它代替接触器使用，可以认为中间继电器是小容量的接触器。 中间继电器的选择，主要是根据被控制电路的电压等级，同时还应考虑触点的数量种类及容量，以满足控制线路的要求。

4、时间继电器 时间继电器在电路中起着控制动作时间的作用。当它的感测系统接受输入信号以后，需经过一定的时间，执行系统才会动作并输出信号，进而操纵控制电路。 时间继电器的延时方式有两种，即通电延时和断电延时。 通电延时：接受输入信号延时一定的时间，输出信号才发生变化；当输入信号消失后，输出信号复原。 断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号；当输入信号消失后，延迟一定的时间输出才复原。

时间继电器的图形符号如图5-3所示，文字符号为KT。图5-3

时间继电器种类繁多，主要有直流电磁式、空气阻尼式（又称气囊式）、电动式及晶体管式等几种。其中电动式时间继电器的延时精确度高，且延时时间可以调整得很长（由几分钟到几小时），但价格较高；晶体管式应用越来越广泛，精确度高，延时时间长且价格低廉；电磁式时间继电器结构简单，价格便宜，但延时时间较短（约0.3～1.6s），而且只适用于直流电路，体积和重量又较大。 目前在交流电路中得到较广泛应用的是空气阻尼式时间继电器，它结构简单，延时范围较大（0.4～180s），更换一只线圈便可用于直流电路。

5、热继电器 热继电器是当电流通过发热元件时使双金属片弯曲而推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护。

（1）热继电器的结构及工作原理 图5-4为热继电器的结构原理图。它主要由双金属片、加热元件、动作机构、触点系统、整定调整装置和温度补偿元件等组成。它是利用电流热效应原理来工作的。

图5-4中，主双金属片2与加热元件3串接在接触器负载端（电动机电源端）的主回路中，当电动机过载时，主双金属片受热弯曲推动导板4，并通过补偿双金属片5与推杆1将触点9和6（即串接在接触器线圈回路的热继电器常闭触点）分开，以切断电路保护电动机。图5-4

调节旋钮11是一个偏心轮，它与支撑件12构成一个杠杆，转动偏心轮，改变它的半径即可改变补偿双金属片5与导板4的接触距离，因而达到调节整定动作电流值的目的。此外，靠调节复位螺钉8来改变常开静触点7的位置使热继电器能工作在自动复位或手动复位两种工作状态。手动复位时，在故障排除后要按下按钮10才能使动触点恢复与静触点6相接触的位置。 热继电器通常有一常开一常闭触点。常闭触点串入控制回路，常开触点可接入信号回路。 （2）热继电器的选择

1）原则上按被保护电动机的额定电流选择热继电器。一般应使热继电器的额定电流接近或略大于电动机的额定电流，即热继电器的额定电流为电动机额定电流的0.95～1.05倍。但对于过载能力较差的电动机，应选热继电器的额定电流为电动机额定电流的60%～80%。

2）在非频繁起动的场合，必须保证热继电器在电动机启动过程中不致误动作。通常，在电动机起动电流为其额定电流6倍、起动时间不超过6s的情况下，只要很少连续起动，就可按电动机的额定电流来选择热继电器。

3）断相保护用热继电器在选用时，星形接法的电动机一般采用两相结构的热继电器，而三角形接法的电动机，若热继电器的热元件接于电动机的每相绕组中，则选用三相结构的热继电器，若发热元件接于三角形接线电动机的电源进线中，则应选择带断相保护装置的三相结构热继电器。4）对比较重要的、容量大的电动机，可考虑选用半导体温度继电器进行保护。6、液位继电器液位继电器的浮筒置于被控锅炉或水柜内，浮筒的一端有一根磁钢，锅炉外壁装有一对触点，动触点的一端也有一根磁钢，它与浮筒一端的磁钢相对应。当锅炉或水柜内的水位降低到极限时，浮筒内触点动作，常开触点闭合、常闭触点断开。反之，水位升高到上限位置时，对应的触点复位，常开触点打开、常闭触点闭合。显然，液位继电器的安装位置决定了被控的液位，它主要用于不精确的液位控制场合。三、主令电器 主令电器包括按钮、刀开关、转换开关、行程开关和接近开关等，属于非自动切换的开关电器。它们在控制电路中用于发布命令，使控制系统的状态改变。（一）刀开关 刀开关是一种手动电器，主要用来手动接通与断开交、直流电路，通常只作隔离开关使用，也可用于不频繁地接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机、电阻炉等。 刀开关按极数划分有单极、双极与三极几种。其结构都由刀片、触点座、手柄和底板组成。

1、胶盖闸刀开关 胶盖闸刀开关主要用于频率为50HZ，电压小于380V，电流小于60A的电力线路中，作为一般照明、电热等回路的控制开关；也可用作分支线路的配电开关。三极胶盖闸刀开关适当降低容量时可以直接用于不频繁启动和停止的小型电动机控制，并借助于熔丝起过载保护作用。2、熔断器式刀开关（铁壳开关、负荷开关） 熔断器式刀开关适用于配电线路，用作电源开关、隔离开关和应急开关并可作电路保护之用，但一般不用于直接通、断电动机。

（二）组合开关 组合开关也是一种刀开关，不过它的刀片（动触片）是转动式的，比刀开关轻巧而且组合性强，能组成各种不同线路。 组合开关由若干分别装在数层绝缘件内的双断点桥式动触片、静触片（它与盒外的接线相联）组成。动触片装在附加有手柄的绝缘方轴上，方轴随手柄而旋转，于是动触片也随方轴转动并变更其与静触片分、合位置。所以，组合开关实际上是一个多触点、多位置式可以控制多个回路的主令电器，亦称转换开关。图5-5为其结构原理图。

组合开关根据接线方法不同可组成以下几种类型：同时通断（各极同时接通或同时分断）、交替通断（一个操作位置上，只有总极数中的一部分接通，而另一部分断开）、两位转换（类似双投开关）、三位转换、四位转换等。图5-5

组合开关在电气原理图中的画法，如图5-6中虚线表示操作位置，而不同操作位置的各对触点通断状态示于触点下方或右侧，规定用与虚线相交位置上的涂黑圆点表示接通，没有涂黑圆点表示断开。另一种是用触点通断状态表来表示，表中以“+”（或“×”）表示触点闭合，“－”（或无记号）表示分断。图5-6（三）转换开关 万能转换开关是具有更多操作位置和触点、能够换接多个电路的一种手动控制电器。 典型的万能转换开关如图5-7。它由触点座、凸轮、转轴、定位机构、螺杆和手柄等组成，并由1～20层触点底座叠装起来。其中每层底座均可装三对触点，并由触点底座中的凸轮（套在转轴上）来控制这三对触点的接通和断开。由于各层凸轮可制成不同形状，因此用手柄将开关转到不同位置时，通过凸轮的作用，可使各对触点按所需的变化规律接通或断开，以适应不同线路的需要。

图5-7

万能转换开关主要用作电气控制电路的转换。在操作不太频繁的情况下，也可用于小容量电动机的起动、停止或反向的控制。（四）控制按钮图5-8为控制按钮结构图。

结构型式有多种，适合于以下各种场合：紧急式－装有突出的蘑菇形钮帽，以便紧急操作；旋钮式－用手旋转进行操作；指示灯式－在透明的按钮内装入信号灯，以作信号显示；钥匙式－为使用安全起见，须用钥匙插入方可旋转操作，等等。控制按钮主要用于操纵接触器、继电器或电气联锁电路，以实现对各种运动的控制。

图5-8

（五）行程开关和接近开关 行程开关又称限位开关，能将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。它的种类很多，按运动形式可分为直动式和转动式；按结构可分为直动式、滚动式和微动式；按触点性质可分为有触点式和无触点式。

1、滚轮旋转式行程开关 能瞬时动作的滚轮旋转式行程开关结构如图5-9所示。

图5-9

2、接近开关 为了克服有触点行程开关可靠性较差、使用寿命短和操作频率低的缺点，可采用无触点式行程开关，也叫接近开关。 接近开关大多由一个高频振荡器和一个整形放大器组成，工作原理如图5-10所示。

图5-10一、点动控制点动控制指的是用手按下按钮后电动机得电运行，当手松开后，电动机失电，停止运行。图5-11为电动机点动长动控制电路。第二节异步电动机典型控制原理图

图5-11 二、长动控制线路长动控制又叫连续控制，指的是用手按下按钮后电动机得电运行，当手松开后，由于接触器利用常开辅助触头自锁，电动机照样得电运行，只有按下停止按钮后电动机才会失电停止运行，如图5-11所示。 三、正反转控制

有的生产机械往往要求实现正反两个方向的运动，例如主轴的正反转和起重机的升降等，这就要求电动机可以正反转。由电机原理可知，若将接至交流电动机的三相电源进线中任意两相接线对调，即可进行反转。 接触器联锁正反转控制线路如图5-12所示。

图5-12

线路要求接触器KMl和KM2不能同时通电，否则，它们的主触点便同时闭合，将造成L1、L3两相电源短路。为此，在接触器KMl与KM2线圈各自的支路中相互串联了对方的一副常闭辅助触点，以保证接触器KMl和KM2不会同时通电。KMl与KM2的这两副常闭辅助触点在线路中所起的作用称为联锁(或互锁)，这两副触点叫做联锁触点。

接触器联锁正反转控制线路动作原理如下；准备：合上QS→控制电路有电→为电动机起动做准备。正转起动：按下SBl→KMl线圈得电、触点动作

→KMl主触点闭合→电动机M正向运转→KMl常开辅助触点闭合→实现自锁→KMl常闭辅助触点闭合→实现联锁。

正转停止：按下SB3→KMl线圈断电、触点复位→KMl主触点断开→电动机M停止→KMl常开辅助触点断开→解除自锁

→KMl常闭辅助触点断开→解除联锁。反转起动：按下SB2→KM2线圈得电、触点动作→KM2主触点闭合→电动机M反向运转→KM2常开辅助触点闭合→实现自锁→KM2常闭辅助触点闭合→实现联锁。反转停止：按下SB3→KM2线圈断电、触点复位→KM2主触点断开→电动机M停止

→KM2常开辅助触点断开→解除自锁→KM2常闭辅助触点断开→解除联锁。保护：熔断器FU可以实现短路保护；接触器KM实现欠压保护和失压(零压)保护；热继电器FR实现过载保护。四、限位控制在生产实践中，有些生产机械的工作台运动到某个位置时需要停下来，等待下一回合的工作，图5-13为最基本的限位控制线路，它是利用行程开关实现的，这通常称为限位控制，又叫行程控制。图5-13五、星－三角起动的时间控制时间控制就是利用时间继电器与其他继电器、接触器等完成电动机的各种控制任务。图5-14为利用时间继电器KT的延时功能实现Y-△降压起动控制的控制线路图。图5-14 六、电动机控制线路维护与故障分析（一）电动机控制线路维护和保养1、经常保持电器元件的清洁完好。2、保持电气设备连线的线管、软管清洁，防止线管、软管被冷却液、油污等腐蚀损坏绝缘避免造成短路事故。3、在运行中注意接触器等电器元件的声音，若出现可疑的声响和较大的噪声，应及时找出原因，进行电器元件的修理或更换，避免故障扩大。4、对电器元件定期维护保养，以保障电气设备在较长的时间内安全稳定运行。（二）电动机控制线路故障检修方法

常用的电气控制线路故障的检查和分析方法有：调查研究法、试验法、逻辑分析法和测量法等几种。在一般情况下，调查研究法能帮助我们找出故障现象；实验法不仅能找出故障现象，而且还能找到故障部位或故障回路；逻辑分析法是缩小故障范围的有效方法；测量法是找出故障点的基本、可靠和有效的方法。

1、调查研究法调查研究法主要是通过询问设备操作工人；了解故障未发生前的一些现象及引起的原因，操作是否恰当。看、听、摸

2、试验法

是在不损坏电气和机械设备的条件下，可通电进行试验法。3、逻辑分析法

逻辑分析法是根据电气控制线路工作原理、控制环节的动作程序以及它们之间的联系，结合故障现象作具体的分析，迅速地缩小检查范围，然后判断故障所在。4、测量法

测量法是利用校验灯、试电笔、万用表、蜂鸣器、示波器等对线路进行带电或断电测量，是找出故障点的有效方法。（1）电压分段测量法（2）电阻分段测量法（3）短接法

5、修复及注意事项（1）在找出故障点和修复故障时，应注意不能把找出的故障点作为寻找故障点的终点，还必须进一步分析查明产生故障的根本原因。（2）故障后，一定要针对不同故障情况和部位相应采取正确的修复方法，不要轻易采用更换电器元件和补线等方法，更不允许轻易改动线路或更换规格不同的电器元件，防止产生人为故障。（3）故障点的修理工作中，一般情况下应尽量做到复原。 （4）电气故障修复完毕，需要通电试行时，应和操作者配合，避免出现新的故障。（5）每次排除故障后，应及时总结经验，并做好维修记录。（三）电动机控制线路的常见故障及排除1、长动运行下面结合图5-11(b）（按下SA后即为长动控制）进行长动运行线路的可能故障分析，见表5-1。图5-11

表5-1长动运行线路的常见故障及处理方法

2、正反转运行 正反转运行控制电路的一般性故障，其产生原因及排除方法与长动运行控制电路有相似之处，可参考表5-1中的有关内容。此外，正反转运行还有一些特有内容，现以图5-12为例，解说于表5-2中。图5-12 表5-2正反转运行线路部分故障与排除方法

3、Y-△降压起动现结合图5-14进行Y-△降压起动线路的故障进行分析，如表5-3所示图5-14

表5－3Y－△降压起动线路常见故障及排除方法

给水泵又称生活水泵，其对供电电源的要求将会根据建筑等级不同而有所不同。给水泵的控制有多种，可以采用水塔及高位水箱，按水位高低开停泵；也可采用变频调速系统，根据流量、水压进行泵的变速调节，直接从自来水管网提升水供给用户。不同的供水方式，对电源、控制的要求也各不相同。 第三节生活给水泵的控制一、生活水泵对电源的要求 生活水泵的电源，一般都是作为动力用电，因此应接入具有动力低压计费的回路中；营业性建筑(商场、餐饮、宾馆、游乐场所等)的生活水泵，与照明收费相同，可由动力变压器供电，也可由照明与动力合一的变压器供电。 对低层、多层建筑的生活水泵可用一般供电电源供电，当建筑物为一类建筑，它属于二类负荷，其余情况下均属三类负荷。对高层或超高层建筑，停水时将会对生活带来一定困难，因此常取用二路电源，一路引自动力回路，作正常工作电流，另一路来自另一台变压器的低压母线，或柴油发电机的供电母线。

水泵房有人值班时，这两路电源可在水泵房供电箱中人工切换；若水泵房无人值班时，则二路电源应在水泵房供电箱中采用变频调整的生活泵，由于水泵直接源源不断地向建筑物管网供水，没有高位水箱、水池等蓄水设备，一旦停电，管网就无水，因此它对电源的要求更高，除了有两个可行的市电电源外，一般都应设置柴油发电机，并在水泵房末级配电箱处设置备用电源自动投切装置。二、水泵按水箱的水位进行控制（一）概况生活供水常用的办法是在地面或建筑物地下室建储水池，城市管网中的水靠供水自然压力自动流人池中储存，储满水后，由浮球阀自动关闭供水阀，再用水泵将储水池中的水抽上多层或高层建筑的高位水箱或地面水塔，以供多层、高层、超高层建筑及小区分散的各建筑物用水。水泵采用自动控制。当高位水箱或水塔的水位达低水位时，水泵自动起动，水压上升，使高位水箱或水塔进水；达高水位时，则水泵自动停止。（二）常见控制线路 生活给水泵的控制方式有单台、两台(一用一备)、两台自动轮换工作、三台(两用一备)交替使用以及多台恒压供水等。当用水量较大时，室外管网的水压又经常处于不能满足要求时，多采用如图5-15的设置水箱及水泵的给水系统。若在高层建筑中，也可设置分区分压给水系统。在引入管处增设水泵装置，加压水泵是靠装设在楼顶水箱中的干簧管水位控制器控制而开启或关闭的，水泵可不必处于经常运转状态。当水位低于自动控制的低位继电器触点时，水泵电动机接通电源开始运转，水补至高水位继电器触点时，切断电源水泵停止。但水泵开启不宜过于频繁，一般不超过每小时6次。图5-15图5-16为两台互为备用水泵手动投入控制的电路图。图中的SAl和SA2是万能转换开关，如果是单台泵控制，只用一个万能转换开关。图5-16可以划分为水位控制开关接线图、水位信号电路图、两台水泵的主电路、两台水泵的控制电路。

图5-16三、水泵采用变频调速控制

在这种控制方式下，城市自来水以常压进入建筑物储水池，从储水池直接用水泵(受变频控制)将水压向建筑物的各用户。水泵应按各用户用水量的大小自动调节，相应地，电动机应自动减载或加载，通常采用变频调速实现此控制。 整个变频调速系统的组成如图5-17所示，该系统的工作原理如图5-18所示。

图5-17图5-18

在图5-18中，水泵电机为输出执行装置，其转速由变频器控制，实现变流量恒压供水。变频器接受控制器发出的信号，实现对水泵的速度控制；控制器综合给定信号与反馈信号后，经过PID调节，向变频器输出运转频率指令。压力传感器检测出管网的实时出水压力，并将其转变为控制器可接受的模拟信号(即反馈信号)，这样就构成了一个实时闭环控制系统。控制器可以采用单片机、PLC(可编程控制器)等，也有的变频器本身具有PID控制功能。PLC与变频器的接线如图5-19所示。图5-19

在变频调速中，核心的部件是变频器。变频器的基本构成如图5-20所示。其各部件的作用如下：

(1)整流器。电网侧的变流器I为整流器，它的作用是将工频电源经过电力电子器件变换成直流电源。

(2)逆变器。负载侧的变流器量为逆变器，与整流器的作用相反，它是经过开关管将直流电变换为所要求频率的交流电，供电动机使用。逆变器最常见的结构形式是利用6个半导体开关管组成的三相桥式逆变电路，通过有规律地控制逆变器中开关管的导通和关断，可以得到任意频率的三相交流输出波形。

图5-20

(3)平波回路(中间直流环节)。由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载，所以无论电动机处于电动状态还是发电状态，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量就要靠中间直流环节的储能元件（电容器或电感器）来缓冲，所以中间直流环节实际上相当于中间直流储能环节。

(4)控制电路。控制电路常由运算电路、检测电路、控制信号的输入输出电路、驱动电路和制动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能等。控制方法有模拟控制或数字控制。

如变频器和PLC配合使用，其基本控制接线原理通常如图5-21所示。变频器的频率变化通过变频器其他的控制端子或者外部输入信号来控制，通常通过电压或电流模拟量输入来控制，或者通过某几个端子的通断来进行选择预先设置的多段频率控制，或者通过设置相应的功能代码进行程序控制，或者通过数字二进制值输入来控制。四、变频调速无负压恒压供水系统（一）变频调速无负压供水系统原理

无负压变频调速恒压供水系统利用调节装置采用封闭式供水方式，消除了二次污染。它主要由无负压调节罐、水泵、气压罐、智能控制系统等组成。现就它的工作原理作如下的介绍。见图5-21所示。

图5-21

设定给水泵工作压力，即为用户用水压力。生活给水时，设备运行在低压变频状态，有变频器时刻监控管网压力，对反馈值和设定值进行运算和比较计算，若管网压力高于用户所需压力(设定压力)则自动减少输出频率，从而使泵的转速减少，出水量减少。若管网压力低于用户所需压力(设定压力)则自动增加输出频率，从而是泵的转速增加，出水量增加，当一台泵运行满足不了用户需要时，其他各台泵自动投入，以保证用户的使用压力。当自来水管网的压力升高到达与用户使用压力时候，变频器经过一段延时后便降低转速直到停机。只有当压力降到某一设定压力值时，变频器才重新开始工作。变频泵组的工作与否取决于用户的用水压力与管网压力之差。

当流量调节器内压低于一个大气压时，安装在流量调节器顶的负压消除器自动打开，使气体进入流量调节器内，消除负压。当流量调节器内压力升高时，又可以将多余的气体排除流量调节器外，使流量调节器内蓄满水，以备下次用水高峰期时使用。当流量调节器内蓄满水后，安装在流量调节器顶的负压消除器自动关闭，防止溢流。（二）无负压变频调速供水系统工作流程：管网压力高于或等于用户压力时，当自来水压力高于用户使用压力时，旁路止回阀导通，由自来水直接供给用户用水。用户压力高于或等于设定压力，变频设备不运行，水泵处于停机状态。管网压力低于用户压力时变频设备开始运行，水泵处于开始运转。

管网流量大于等于用户用水量时，若流量调节器内有空气则压力升高，又可以将多余的气体排出流量调节器外。使流量调节器内蓄满水以备下次用水高峰期时使用。当流量调节器内蓄满水后，安装在流量调节器顶的负压消除器自动关闭，防止溢流。流量调节器内压力恢复至自来水管网压力。若流量调节器内没有空气，流量调节器内压力保持自来水管网内压力。水泵提升压力为用户用水压力与管网压力之差。即：水泵提供扬程=用户用水压力-管网压力管网流量小于用户用水量时，流量调节器内压力降低，当流量调节器内压力低于一个大气压时，安装在流量调节器顶的负压消除器自动打开，使气体进入流量调节器内，消除负压。

流量调节器内压力降为零。流量调节器内的水与自来水的流入共同提供给用户用水。流量调节器内储备水补偿的是用户用水与管网流量之差。水泵提升压力为用户用水压力。 真空消除器。真空消除器它是本设备的核心，依靠它消除管网中负压，从而不影响周围用水，保护管网与设备，达到市政供水的要求。它的工作原理比较简单，跟一个复合排气阀如出一辙。它主要由一个浮球来工作的，根据无负压调节罐罐内水位的升降带动浮球的垂直上下移动控制阀门的开和关，从而达到调节罐吸气和排气，同时实现了罐内真空（罐内水未满的时候）的消除。（三）无负压变频调速供水设备的选型 无负压供水设备的选型是根据用户自来水管路、压力与流量，用户实际用水量、建筑物的高度等数据来确定的，设备选用的调节器容积是按照自来水流量满足要求的情况下估算的，如果自来水管路很细，流量不能满足用水高峰期的用水要求，需要重新计算调节器的容积，推荐如下：V容积=(Q出-Q进)△t

Q进=一天作高用水高峰期自来水进水量

Q出=一天最高用水高峰期用户用水量

△t=最大用水高峰持续时间第四节排水泵及排污泵的控制智能楼宇一般都建有地下室，有的深入地面下2～3层或更深些，地下室的污水不能以重力排除，在此情况下，污水集中于污水集水井，然后以排水泵将污水提升至室外排水管中。这部分排水、排污控制，一般都采用水位信号器控制，排污泵的水位信号器，为防止信号装置积污后失灵，常用UQK-12型，使钢丝绳、浮球在其过滤网的管壁中移动，重锤则在与池壁平行的无污水的通道中运行，以防积污后改变它的重量，使装置失衡。也可采用UQK-71干簧液位器，干簧管安装在硬塑料管中，磁钢浮球及硬塑料管安装在多孔的钢管中。 一、按液位信号控制排水泵的启停（一）一般机电控制 排水泵都比较分散，采用直接起动。其水位信号，绝大部分采用干簧浮子式液位计，它的触点容量为220V、300W，因此可以直接接通接触器线圈，但它的触点不能自锁，可通过接触器的常开辅助触点使其保持。其电气控制原理见图5-22。

图5-22（二）采用楼宇自动控制系统（BA）时建筑物设置BA系统时，亦可将每个集水井的水位信号输入BA系统的DDC控制站，经处理后输出启停排水泵的触点信号，接在图5-22的a、b两点之间，代替水位信号JX2及JX1。当Q合在自控位置时，由BA系统按水位控制排水的启停，同时将KM的一对常开触点输入DDC，则可由DDC将处理后的信号送入BA总控室，通过显示器可显示各排水泵的运行情况及集水井水位的高低。 二、按液位信号控制排污泵的启停（一）排污泵的水位信号 排污泵一般都采用两台泵，中水位开一台，高水位开两台。另外必须设漫水报警，以便使值班人员迅速处理。1、采用UQK-71水位信号装置 采用UQK-71水位信号装置时的水位信号原理见图5-23。

图5-23

2、采用UQK-12水位信号装置 采用UQK-12水位信号装置时，也是三位调节，但它的二次仪表仅输出一对触点，高位开启、低位闭合，并具有自锁功能，见图5-24。漫水信号部分与UQK-71相同。图5-24（二）控制系统接线1、一般机电控制 排污泵控制接线见图5-25。图中(a)为一次接线、(b)为二次接线。 它的水位信号可选UQK-71，如图5-24；若选用UQK-12，则如图5-25。在一次回路中利用空气断路器的复式电磁脱扣器，作电动机过电流及过负荷保护用，可省掉热元件；接触器作启停之用。在中水位时一泵运行，高水位时二泵运行，低水位时，二泵都停。利用SA开关，可选择省掉热元件；接触器作启停之用。在中水位时一泵运行，高水位时二泵运行，低水位时，二泵都停。利用SA开关，可选择1M泵中水位启动，2M泵高水位也启动，或2M中水位启动，1M高水位也启动。SA转换开关置于中间，则二泵可进行人工控制或维修。

图5-25

图5-23～25中虚线框里的设备，可集中安装在一个箱中，作为排污泵的运行和漫水信号，置于水泵值班室，供值班人员监视用。其余设备安装于一个箱内，置于排污泵附近，供维护操作用。2、采用BA系统时建筑物设有BA系统时，排污泵亦应进入此控制系统，应将污水池中的水位信号进入DDC控制站，经处理后输出高水位开泵及低水位停泵的触点，触点容量为220V(380V)，5A，将此触点接人图5-25中，代替1KA及2KA，使排污泵仍按水位高低进行排污，并将排污泵接触器的常开辅助触点亦输入DDC控制站，用作运行信号显示。

当污水达高水位而只开一台泵，或两台泵都不开时，由BA总站发报警信号，通知物业管理人员去检修。当给水泵、排水泵、排污泵数量多时，可在物业处的相应部门设置BA分站，安装微机、键盘及显示屏，可直接从显示屏取得各水泵的运行信号，水箱、水池的水位高低、污水池漫水信号及其他故障报警，便于按责分段管理。第五节空调设备的控制 空调系统通常由空气处理设备、空气输送设备、空气分布装置和空调制冷、热源设备组成。按照空气处理设备的设置情况，空调系统可分为分散空调、半集中空调和集中空调。分散空调通常把冷、热源和空气处理、输送设备（风机）集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。在半集中空调里，除了集中空调机房外，还设有分散在被调节房间的二次设备（又称为末端装置）。集中空调的所有空气处理设备（包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等）都设在一个集中地空调机房内，其特点是：经集中设备处理后的空气，用风道分送到各空调房间，因此，系统便于集中管理、维护。 一、分散空调的供电

仅供降温用的分散空调，在家居用的都采用单相220V供电，容量多为0.65～1.5kW，在公共场所、办公室用的有单相的，也有三相的，容量在0.65～3kW之间。此外也有热泵式空调器，可夏天降温，冬天采暖，容量自1.5～6kW不等。上述空调设备都自带完整的保护及控制，只要供上电源即可，可几台共用一个供电回路，在每个空调器处设带熔丝的单相三孔或带熔丝的三相四孔插座。

房间面积很大时，可采用三相供电的立柜式空调器，容量6～24kW。它也具有完整的控制及电气保护系统，因此也仅须设供电线路及线路的保护。可几台合用一个回路，即链式供电，在每个空调柜处设三相空气断路器及三相四孔插座或插板，容量大时也可单独回路供电，在现在的建筑里，一般都是每台空调单独使用一个供电回路。 二、集中空调的简易原理 在智能楼宇中，一般采用集中式空调系统，通常称为中央空调，对空气的冷热处理集中在专用的机房里，按照所处理空气的来源，集中式空调系统可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统，封闭式系统的新风量为零，全部使用回风，其冷、热消耗量最省，但空气品质差。直流式系统的回风量为零，全部采用新风，其冷、热消耗量最大，但空气品质好。由于封闭式系统和直流式系统的上述特点，两者都只在特定的情况下使用。对绝大多数场合，采用适当比例的新风和回风相混合，这种混合系统既能满足空气品质要求，经济上又比较合理，因此是广泛采用的一类集中式空调。

集中空调系统原理有风系统工作原理、水系统工作原理、盘管系统工作原理等，工作原理和家用空调工作原理差不多。集中空调是用水来作为冷媒来循环的，先用水来吸收中央空调机组产生的能量，使水的温度升高或降低，再把水通过水泵送到屋里的风机盘管内，来实现制冷或取暖。如图5-26所示。图5-26（一）制冷剂系统制冷剂系统是使空气降温的核心，它是由压缩机、冷凝器及蒸发器组成，统称为制冷机组。压缩机把制冷剂(氟里昂)压缩，压缩后的制冷剂温度较高，它进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体。液体制冷剂由冷凝器进入相对低气压的蒸发器，遇到蒸发器中的冷冻水管，吸收管中冷冻水的热量后大量蒸发，使冷冻水管中的水降温。蒸发后的气体制冷剂又进入压缩机进行压缩，这样周而复始，使冷冻水管中的水冷却。（二）冷冻水系统

冷冻水是建筑内的热量传递往制冷剂的中介。冷冻水管中的冷冻水由冷冻水泵加压，流入各层间内各种形式的风机盘管，吸收了盘管周围的空气热量后，使冷冻水升温，升温后的冷冻水，又自动回流至蒸发器，由制冷剂蒸发时再将其从空气中吸收到的热量带走，使冷冻水再次降温，由冷冻泵送入风机盘管，再次吸收盘管周围的空气热量，不断往复循环，使空气冷却。（三）风系统房间中由于周围墙壁的吸热、照明及其他用电设备的热损耗及人体的散热等，使房间热量增加，空气温度升高，这些高温空气由回风口进入风管，与室外一定量的新风混合后，经过滤进入风机盘管，由盘管中的低温冷冻水将其冷却，冷却后的空气由风机吹入室内，使室内空气降温，室内部分热空气再进入回风管，与新风混合过滤再进入风机盘冷却后吹入室内，周而复始，使室内空气新鲜、洁净又降温，达到舒适性空调的目的。（四）冷却水系统 冷却水是制冷剂中的热量散发到大气的中介。冷却水系统分成两部分：一部分进入压缩机的外套中，冷却压缩机的工作部件；另一部分进入冷凝器中吸收压缩后高温的气态制冷剂的热量，使其冷凝成液态制冷剂，这两部分吸收了热量的冷却水，由冷却水泵提升至冷却塔，在冷却塔中喷淋成水滴，再由风机进行强迫冷却，冷却后的水自动回流入压缩机及冷凝器，组成立闭式循环。制冷循环的过程，实际上是由冷冻水将被制冷房间吸收的热量，在蒸发器中交给制冷剂，制冷剂又将此热量在冷凝器中交给了冷却水，由冷却塔将热量散入大气中。三、制冷机组的控制 制冷机有多种，有离心式压缩机组；有模块式制冷机组，每个模块的制冷量1.9×104～50.2×104kJ，模块间可以相互叠装，因此机房占地面积小，但造价高；有直燃式制冷机组，其制冷剂为溴化锂，主机用电量很小，但冷却水用量大，同样制冷量时，冷却水泵的容量接近离心式机组配套的两倍；有热泵机组，可夏天制冷、冷天采暖，不需要另设热水锅炉，可直接安装在屋面或开敞式建筑内。制冷机组的驱动一般都为大中型鼠笼电动机，且大部分为低压380／220V电机，都自带控制屏，大容量的电机，都自带星—三角起动器或自耦变压器等设备，并具有针对压力、流量、润滑油油温及油压、冷却水有无、电气过载短路等的保护，并带有按进气压力、温度进行单机组能量自动调节的装置。

制冷机组与冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的启动先后顺序有一定要求。 启动时的顺序为：冷却塔风机→冷却水泵→冷冻水泵→制冷机组停止时的顺序为：制冷机组→冷冻水泵→冷却水泵→冷却塔风机。

在小容量制冷系统中，主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机控制箱大都集中安装在一起，不设顺序连锁控制，需由值班人员按操作规则进行操作。大容量机组，不是设有BA系统，就是采用单机组或多机组控制模块，可在BA系统或控制示范场中按先后启停设置程序，并将输出触点信号串入主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机电动机的启停控制回路中，就可依指令按顺序启停制冷系统。

在压缩机的进气及出气管上设有阀门，即进气阀及排气阀。不作能量调节时，设手动阀门，作能量调节时，设电动阀门。开机时，先关进气阀，后开排气阀，待电动机起动完毕后，作能量调节时，设电动阀门。开机时，先关进气阀，后开排气阀，待电动机起动完毕后，再开进气阀，这样可以使压缩机趋于空载起动。起动后，对于采用电动进气阀的系统，电动进气阀将按进气压力及温度进行自动调节，开大或关小，从而使压缩机自动卸载或上载，实现能量的自动调节。这部分自动控制，可以纳入单机控制模块中；当采用BA系统控制时，可将进气压力及温度输入到DDC控制站，再由DDC控制站送出控制信号。电动阀的电源可由BA系统提供，或另外提供220V电源。四、整个空调系统的控制 空调系统的主要电气设备除了制冷机组外，还有冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机，它们的容量和主机(制冷机组)是配套的，这些设备都可以直接起动，但泵的容量在90kW及以上时，为防止起动时出现过电流现象，常采用降压起动，这些泵的电动机都是Y型鼠笼电机，因此，可采用星-三角或自耦变压器降压起动。按常规制冷机组至少为二台，因此与其配套的冷冻泵、冷却泵、冷却塔及风机大都是三套，二用一备。（一）不按顺序启动的控制 小容量空调系统一般不按先后启停顺序相互联锁，而由值班人员按操作规则进行操作。

（二）按顺序启停由机电系统控制 每台泵的直接起动或降压起动控制线路与生活水泵相同，不同在于起动指令。1、电动机直接起动的控制 电动机直接起动时，控制接线如图5-27。冷却塔风机有的为一台，有的为二台，有的为四台，它们的启停控制可用同一套系统，但保护、接触器应每台都有。为方便，多台冷却塔风机的起动器联锁触点并联后通过中间继电器KA，再由KA进行联锁控制。

图5-27

合SA于左边，可手动就地启停。 合SA于右边，可自动联锁启停。 （1）启动控制（2）停机控制在运行过程中，任一机组出现故障，利用它自身接触器开断后的常闭触点闭合时间继电器(1KT1、2KT1、3KT1等)，利用时间继电器的延时闭合触点接通相应的备用设备，使其代替故障设备运行，其备用设备的自投控制接线见图5-28。

图5-28

当运行机组在自控位置时，备用机组亦应将其SA设在自控位置，便于必要时对应投入。1、电动机降压起动的控制 电动机降压起动的控制接线如图5-29。图中的“就地人工控制”框及“起动控制”框内的线路，凡是自耦变压器起动的，都与生活水泵的自耦变压器起停控制线路相同。系统的备用设备的自投控制与图5-29相似，仅是机组的起动部分改为自耦变压器起动或星～三角起动等。

图5-29

不论是人工单独控制还是机电联锁自动控制，若控制箱集中安装在空调机房控制室，则可分别在这些控制箱上进行人工控制或机电联锁控制；若控制箱分散安装在机组旁，范围又比较广，应在空调控制室设置集中控制台，如为人工控制，则将按钮、信号灯等串成一套送至集中控制台，如为机电联锁控制，亦将起停指令按钮设在集中控制台，同时将起动及运行信号灯并一组送入集中控制台。

3、按顺序启停由专用模块或BA系统控制 大容量机组大都采用专用控制模块或接入BA系统。由专用模块(即专用微机)或BA系统进行顺序控制时，只要在控制设备中设定程序，并对每组每台设备输出一对触点，将此触点串入自控启停回路中，控制某个继电器线圈的得电与否，即可。另外，哪台为备用机组也可由程序设定，可轮流改换，使所有机组使用时间均等，并能按机组运行信号自动投入备用机组。这样所有机组的自控都为一对接线接入，使强电控制大为简化。 凡是采用这种控制系统，不设集中控制台，而是在空调控制室设置专用微机系统或BA系统分站，设置监控器及键盘，必要时设置小型打印机。

采用这类控制时，各机组的控制设备仅与控制模块或BA系统有联系。而不再有二次接线的其他相互联系，所以，各机组的供电方式可以灵活选择。机组容量在75kW及以上时，常采用放射式供电：机组容量不是特别大时，可整个空调系统采用一台变压器，以放射式供电，所有冷却塔机供一路、所有冷却水泵供一路、所有冷冻水泵供一路，或三种设备每样一台成一套供一路；对于特别大容量的机组，可能一套或两套机组专门采用一台变压器，以放射式供电。 在设计中，当备用设备不固定，则按不同用途的设备集中设置自动或手动转换；若备用设备固定，则分套(即冷却塔风机、冷却水泵、冷冻泵、压缩机)设置自动或手动转换。

由专用模块或BA系统控制冷冻(冷却)泵的强电线路，以星—三角起动为例，见图5-30，此图中仅以一台为例，其他各台类同。置SA于自控位置时，由BA系统或模块控制通过自己的指令通道输出指令给线圈按顺序启停强电系统，在虚线框中可以见到KM1～KM3磁力越动器的常开触点与BA系统或控制模块相联作为反馈信号，在BA系统或模块控制中具有开机指令而KM1未如期工作时，则KMl常开触点开断，BA系统或模块自动开启相应的备用设备。

图5-30五、风机盘管的控制及供电

风机盘管是集中式空调系统中的空气局部处理装置、由空气的加热、冷却盘管和风机组成。通过温控器控制冷、热盘管的两通阀或三通阀，从而控制冷、热盘管水路的通、断。风机盘管根据功能可分为单一供冷型和热／冷两用型，其工作及控制原理分别如下。（一）二管式、单一供冷的风机盘管 它用作单一房间的降温调节。控制原理见图5-31。

图5-31

（二）二管式、热／冷二用的风机盘管 它可供单一房间的降温及采暖用，工作原理见图5-32。图5-32

单一供冷或热／冷二用的风机盘管都为单相(220V)设备，容量自50～240W，可几台合用一个供电回路，供电线路由相线（L）、零线（N）、及接地线（PE）三根组成，接线时只要将三根电源线路接入风机盘管中的电机接线盒，再从接线盒内引五根线（如图5-31、5-32所示）穿管后接人安装在墙上的温控器（TS-1）即可，接线盒至电动阀设备的线路出厂时厂家已自行接好。 风机盘管自成独立控制系统，即使有BA系统或专用模块自控，也不能接入。风机盘管布局比较分散，其供电电源绝大部分与照明合用，不是在电气竖井的干线上按配电箱供电，就是利用照明配电箱中的几个独立回路。因此，它与火警联动不是设在从竖井配出的总干线上，就是设在竖井的总配电箱上，火警确认后，切除全区非消防电源，它就停止运行了。

现代楼宇越来越注重采用节能环保技术。在这样的背景下，以节能和环保为主要特征的热泵技术应运而生。热泵技术就是指能够把能量从温度低(低品位能量)的设备系统传递到温度高(高品位能量)的设备系统。热泵虽然要消耗一定量的高位能，但所供给的能量却是消耗的高位能与吸取的低位热量的总和。第六节空气源泵和地源热泵原理及应用技术简介一、空气源热泵技术（一）空气源热泵技术原理 空气源热泵技术就是基于逆卡诺循环原理建立起来的，利用空气中低品位热能资源．通过输入少许的电能．实现低品位热能向高品位热能的转移．从而达到向用户输出能量一种节能、环保制热技术。 空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来取(供)暖或供应热水，整个系统集热效率甚高。（二）空气源热泵技术的特点 总的来说，空气源热泵的特点如下：1、空调系统冷热源合一，不需要专门的冷冻机房、锅炉房；

2、无冷却水系统，无冷却水系统动力消耗，无冷却水损耗；3、由于无锅炉、无相应的燃料供应系统，无烟气，无冷却水，系统安全，卫生，简洁；4、系统设备少而集中，操作、维护管理简单方便；5、规格齐全，工程适应性强，利于系统划分，可分层、分块、分用户单元独立设置系统等；

6、夏天运行COP值较冷水机组低，耗电较多，冬季运行节省能源消耗。对于冬冷夏热的城市的一般建筑而言，热泵系统的全年能耗低于水冷机组加锅炉的空调系统；7、造价较高；8、运行条件比水冷式冷水机组差，其寿命也相应要比水冷式冷水机组短；

9、热泵机组的噪音较大，对环境及相邻房间有一定影响，合理的位置设置与隔音措施的到位，热泵噪音的影响可以基本消除；10、空气源热泵的性能随室外气候变化明显。（三）空气源热泵的优点 热泵有四大优点，第一是节能，有利于能源的综合利用，第二点是有利于环境保护，第三点是冷热结合，设备应用率高，节省出投资，第四因为它是电驱动，所以它调控比较方便。

（四）空气源热泵有待解决的问题对于空气源热泵而言，除了具有种种优点之外，仍存在很多不足及有待解决的问题。空气源热泵的热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而降低。空气源热泵另外一个突出的问题就是蒸发器冬季结霜问题。

（五）空气源热泵的工作原理热泵用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，传输至水箱，加热热水，所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强，源源不断的供应热水。热泵可以与水泵相比拟，水是不能自发地从低处流向高处，要将低处的水输送到高处，必须用一台水泵，消耗一部分电力，才能将水送到高处的水箱中。

同样，根据热力学第二定律，热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移（传送），而要实现这个目的，必须要有一台机器，消耗一部分机械功（例如电能），才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。这样的机器就称之为“热泵”。

热泵的作用是将空气中或低温水中的热量取出，连同本身所用的电能转变成的热能，一起送到高温环境中去应用。图5－33为空气源热泵系统流程图。空气源热泵工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QA+QB。图5－33二、地源热泵技术（一）地源热泵技术原理 地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（电能），即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。（二）地源热泵技术特点1、环保2、一机三用

3、使用寿命长4、全电脑控制，性能稳定，可以电话遥控，可以进行温湿度控制和新风配送。（三）地源热泵优点1、地源热泵技术属可再生能源利用技术2、地源热泵属经济有效的节能技术3、地源热泵环境效益显著4、地源热泵一机多用，应用范围广5、地源热泵空调系统维护费用低（四）地源热泵缺点 当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约。（五）地源热泵工作原理 地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。

地源热泵工作原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。

图5-34为夏季供冷原理图。图5-34

地源热泵系统在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过热泵机组系统内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收向室内供暖。将地下的热量不断转移至室内。图5-35为冬季供热原理图。

图5-35

总的来说，地源热泵系统有两大优势：一是它能利用储存于地表浅层取之不尽的低温热源，不受地域、资源、季节、气候、日夜时段等限制，能实现一套系统三用：冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活热水。它的量大面广、稳定可靠且清洁无污染。二是它比锅炉节省70%以上的能源，制冷时比普通空调节能15%至20%。一、电梯的基本结构

电梯的整体结构如图5-36所示第七节楼宇电梯

图5-36

（一）四大空间 电梯所占空间主要包括机房、井道、轿厢和层站四大空间。 机房的主要部件是曳引机、控制柜、承重梁、导向轮、电源总开关、限速器、极限开关、发电机及励磁柜（直流电梯）、曳引钢丝绳锥套与绳头组合（曳引比为2:1）、曳引钢丝绳、地震报警保护器（VVVF电梯）。 井道的主要部件是轿厢导轨、对重导轨，导轨支架和压导板、配线槽、对重轮、曳引钢丝绳、平层感应装置、限速钢丝绳涨紧装置、随行电缆、电缆支架、端站强迫减速装置、端站限位开关、极限开关碰轮、限速器胀绳轮、缓冲器、补偿装置、轿厢、中间接线盒、底坑检修灯。

轿厢的主要部件为轿顶轮（曳引比为2:1）、轿厢架、轿厢底、轿厢壁、轿厢顶、轿厢门、自动门机构、自动安全触板、门刀装置、自动门调速装置、光电保护防夹开关、轿厢召唤钮、控制电梯功能钮、轿厢顶检修钮及安全灯、平层感应器、护脚板、平衡链、导靴、对重，轿厢导轨用的油杯、急停钮、安全窗及其保护开关、安全钳、轿厢超载装置、电话、绳头板。 层站的主要部件为层楼显示器、自动层门钥匙开关、手动钥匙开关、层门（厅门）、层门门锁、层门框、层门地坎、呼梯钮、到站钟。（二）八大系统

电梯有八大系统，分别为：曳引系统、导向系统、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气拖动系统、电气控制系统、安全保护系统。1、曳引系统可输出和传递动力，驱动电梯运行。2、导向系统可限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨上下做运动。3、门系统是乘客或货物的进出口，运行时厅（层）、轿门必须封闭，到站时才能打开。4、重量平衡系统可相对平衡轿厢重量以及补偿高层电梯曳引绳长度的影响。5、电力拖动系统可提供动力，对电梯实行速度控制。6、电气控制系统可对电梯的运行实行操纵和控制。7、安全保护系统可保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。二、电梯安全操作的基本要求（一）电梯的安全使用

确保电梯在使用过程中人身和设备安全必须做到以下几点。1、加强对电梯的管理，建立并坚持贯彻切实可行的规章制度。2、有司机控制的电梯必须配备专职司机，无司机控制的电梯必须配备管理人员。除司机和管理人员外，还应委托适应的电梯专业安装维修单位维修保养。3、制定并坚持贯彻安全操作规程。4、依据维保合同，监督维修人员的日常维护和预检修制度的执行情况。

5、司机、管理人员、维修人员等发现不安全因素时，应及时采取措施直至停止使用。6、停用超过一周后重新使用时，使用前应经认真检查和试运行后方可交付继续使用。7、电梯电气设备的一切金属外壳必须采取保护性接地或接零措施。8、机房内应备有灭火设备。9、照明电源和动力电源应分开供电。10、电梯的工作条件和技术状态应符合随机技术文件和有关标准的规定。（二）电梯的安全操作规程 制定并严格贯彻司机、乘用人员、维修人员的安全操作规程，是安全使用电梯的重要环节之一，也是提高电梯使用效果和避免发生人身设备事故的重要措施之一。其安全操作规程的主要内容一般如下。1、乘用人员的安全操作规程 （1）行驶前的准备工作

1）在多班制的情况下，司机在上班前应做好交接班手续，了解电梯在上一班的运行情况。

2）开启厅门进入轿厢之前，需注意电梯的轿厢是否停在该层站。

3）开始工作前（开放电梯前），对于有司机控制的电梯，司机应控制电梯上、下试运行数次，观察并确定电梯的关门、启动、运行、选层、换速、平层停靠开门、上下端站限位装置、安全触板、信号登记和消号等性能和作用是否正常，有无异常的撞击声和噪声等。对于无司机控制的电梯，上述工作应由管理人员负责进行。 4）做好轿厢、厅轿门及其他乘用人员可见部分的卫生工作。 （2）使用过程中的注意事项

1）有司机控制的电梯，司机在工作时间内需要离开轿厢时，应将电梯开到基站，锁梯后方可离开。

2）严格禁止乘用人员随便扳弄操纵箱上的开关和按钮等电器元件。

3）轿厢载重应不超过电梯的额定载重量。

4）装运易燃易爆等危险物品时，需预先通知司机或管理部门，以便采取稳妥的安全措施。

5）严禁在开启轿门的情况下，通过按应急按钮，控制电梯以慢速作正常运行的行驶。 除特殊情况外，不允许用电梯的慢速检修状态当作正常运送任务行驶。6）不得通过扳动电源开关或按急停按钮等方法作为一般正常运行中的消号。7）不得通过开启安全窗去搬运长件货物。

8）乘用人员进入轿厢后，切勿倚靠轿厢门，以防电梯启动关门或停靠开门时碰撞乘用人员或夹住衣物等。9）轿厢顶部除电梯自身的设备外，不得放置其他货物。

10）电梯在运行过程中不得突然换向。

11）运送重量大的货物时，应将物件放置在轿厢的中间位置上，防止轿厢倾斜。

12）司机、乘用人员及其他任何人员，均不允许在厅、轿门中间停留或谈话。 13）载货电梯在装货过程中发生溜车时，轿内司机或乘用人员不允许从轿门跳离轿厢。 （3）发生下列现象之一时，应立即停机并通知维修人员检修 1）作轿内指令登记和关闭厅门、轿门后，电梯不能启动，或司机关闭厅门、轿门后，电梯不能启动。2）在厅门、轿门开启的情况下，在轿内按下指令按钮时能启动电梯。

3）到达预选层站时，电梯不能自动提前换速，或者虽能自动提前换速，但平层时不能自动停靠，或者停靠后超差过大，或者停靠后不能自动开门。

4）电梯在额定速度下运行时，限速器和安全钳动作刹车。

5）电梯在运行过程中，在没有轿内外指令登记信号的层站，电梯能自动换速和平层停靠开门或中途停车。

6）在厅外能把厅门扒开。

7）人体碰触电梯部件的金属外壳时有麻电现象。

8）熔断器频繁烧断或空气开关频繁跳闸。

9）元器件损坏，信号失灵，无照明。10）电梯在启动、运行，停靠开门过程中有异常的噪声、响声、振动等。

（4）使用完毕关闭电梯时，应将电梯开到基站，把操纵箱上的电源、信号、照明等的开关复位，将电梯门关闭好。 （5）发生下列情况之一时，应采取相应措施

1）电梯运行过程中发生超速，超越端站楼面继续运行，出现异常响声和冲击振动，有异常气味等，对准备企图跳离轿厢的乘客进行严肃的劝阻。

2）电梯在运行中突然停车，在未查清事故原因之前应切断电源，指挥乘客撤离轿厢，若轿厢不在厅门口处，应设法通知维修人员到机房用盘车手轮盘车，使电梯与门口停平。

3）发生火灾时，司机和乘用人员要保持镇静，把电梯就近开到安全的层站停车，并迅速撤离轿厢，关闭好厅门，停止正常使用。

2、维修人员的安全操作规程 （1）维护修理前的安全准备工作

1）轿厢内或入口的明显处应挂上“检修停用”标牌。

2）让无关人员离开轿厢或其他检修工作场地，关好厅门，不能关闭厅门时，需用合适的护栅挡住入口处，以防无关人员进入电梯。

3）检修电器设备时，一般应切断电源或采取适当的安全措施。

4）一个人在轿顶上做检修工作时，必须按下轿顶检修箱上的急停按钮，关好厅门，在操纵箱上挂“人在轿顶，不准乱动”的标牌。 （2）检修过程中的安全注意事项

1）给转动部位加油、清洗，或观察钢丝绳的磨损情况时，必须停闭电梯。

2）人在轿顶上工作时，站立之处应有选择，脚下不得有油污。否则，应打扫干净以防滑。

3）人在轿顶上准备开动电梯以观察有关电梯部件的工作情况时，必须牢牢握住轿厢绳头板、轿架上梁或防护栅栏等机件。不能握住钢丝绳，并注意整个身体置于轿厢外框尺寸之内，防止被其他部件碰伤。需由轿内的司机或检修人员开电梯时，要交代和配合好，未经许可不准开动电梯。

4）在多台电梯共用一个井道的情况下，检修电梯应加倍小心，除注意本电梯的情况外，还应注意其他电梯的动态，以防被其碰撞。

5）禁止在井道内和轿顶上吸烟。

6）检修电器部件时，应尽可能避免带电作业，必须带电操作或难以在完全切断电源的情况下操作时，应预防触电，并由主持和助手协同进行。

7）使用的手灯必须采用带护罩的，电压为36V以下的安全灯。

8）严禁维修人员站在井道外探身到井道内，以及两只脚分别站在轿厢顶与厅门上坎之间或厅门地坎与轿厢踏板之间进行长时间的检修操作。9）进入底坑后，应将底坑检修箱上的急停开关或限速涨紧装置的断绳开关断开。 三、电梯发生故障时的安全操作

下面列举一些电梯故障情况下的安全操作方法以及正确的处理措施。（一）当电梯运行中突然停车时当电梯在运行中突然停车，轿厢处于平层区域时，操作人员应将