127暖通课件-空调控制系统磨石建筑暖通设计系列教程

暖通空调课程讲座空调控制系统设计1.基本概念1.0、绪论1.1、“控制工程”基本含义1.2.基本工作原理1.3.控制的基本要求二.基本控制2.1、新风机组自动控制2.2、空调机组自动控制2.3、风机盘管控制1.0、绪论设计时，中央空调系统是按计算室内、室外气象参数设计，但实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下的，存在较大的富余,又有四季的变化（图一），天气阴晴及白天与黑夜时（图二），外界温度不同，使得中央空调的热负荷在大部分时间里比设计负荷低。为了不浪费多余冷量必须考虑增加相关节能设备把能省的钱省下来，省下来钱等于投资者赚到钱。空调年运行符合图空调日运行符合图1.1、“控制工程”基本含义（1）控制工程：是一门研究“控制论”在工程中应用的科学。（2）自动控制：在没有人的直接参与的条件下，利用控制器使被控对象（如机器、设备）的某些物理量（或工作状态）能自动地按照预定的规律变化（或运行）。1.2.基本工作原理（以冬季工况）温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使阀门开大，进入（加热段）表冷器的量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使进水量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证（加热段）表冷器出口的水温不发生大的波动。按被调参数的给定值不同可以分为：恒值（定值）调节系统：恒值控制系统的参考输入为常量，要求它的被控制量在任何扰动的作用下能尽快地恢复（或接近）到原有的稳态值。由于这类系统能自动的消除或削弱各种扰动对被控制量的影响，又称为自镇定系统。随动调节系统：随动控制系统得参考输入是一个变化的量，一般是随机的。要求系统的被控量能快速、准确地跟随参考输入信号的变化而变化。1.3.控制的基本要求稳定性：稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。如稳定的恒值控制系统，被控量偏离期望的初始偏差应随时间的增长逐渐减小并趋于零。平稳性：如果控制过程中出现被控量围绕给定值的摆动或称振荡，振荡的幅值和频率都不能过大。1.3.控制的基本要求快速性：控制过程的总体调节时间应有所限制，应尽快进入稳定状态。准确性（精确性）：控制系统进入稳定状态后，系统的期望输出与实际输出之间的差值，差值越小准确性越好。是系统的稳态性能二.基本控制2.1、新风机组自动控制2.2、空调机组自动控制2.3、风机盘管控制2.1、新风机组自动控制*新风机组通常与风机盘管配合使用*1）、新风机组控制原理(1)运行参数与状态监控点/位(2)常用传感器新风机组控制原理图2）新风机组连锁控制新风机组启动顺序控制:新风风门开启→送风机启动→冷热水调节阀开启→加湿阀开启。新风机组停机顺序控制:关加湿阀→关冷热水阀→送风机停机→新风阀门全关。3）新风机组运行与节能控制(1)新风机组的温度调节与节能策略（重点）（2）湿度调节（3）新风风门的调节（4）过滤器堵塞、防冻保护（5）空气质量控制（6）设备定时启停与远程/关操作新风机组的温度调节与节能策略冷/热水阀PID调节器被控温度温度检测元件温度给定值偏差被控参数室外温度1.新风机组的节能控制新风机组的节能控制通常以出风口温度或房间温度为调节参数.把出风口或房间温度传感器测量的温度送入DDC控制器与给定值比较，产生偏差，有DDC按PID规律调节表冷器回水调节阀开度以达到控制冷冻（加热）水量，使夏天房间温度保持在28℃，冬季则高于16℃。同样室外温度在这里也是个变量，这个变量对上述调节系统也是一个扰动量，为了提高系统的控制性能，把新风温度作为被调信号加入调节系统中。如室外新风温度提高，新风测量值增大，这个温度增量经DDC运算后输出一个相应的控制电信号，使回水阀开度增大即冷量增大，补偿了新风温度增高对室温的影响。如室外新风温度降低，新风温度测量减少，这个温度负增量经DDC运算后输出一个相应的控制电信号，使回水阀开度减小即冷量减小。空调机的回水阀始终保持在最佳开度，最好地满足了冷负荷的要求，达到了系统节能的目的。2.2空调机组自动控制(1)处理的空气除有新风外,还有室内回风(2)形式多样,使用场合较多1定风量空调机组控制原理(1)运行参数与状态监控点/位（详见教科书）(2)常用传感器空调机组定风量空调机组所谓定风量空调机组就是指：保持风机转速不变，依靠回水管冷/热水调节阀来调节水阀的开度，进而调节室内的温度使其遵循设定值。定风量空调机组控制原理图2定风量空调机组连锁控制(1)启动顺序控制：新风风门、回风风门、排风风门开启→送风机启动→回风机启动→冷热水调节阀开启→加湿阀开启。(2)停机顺序控制：关加湿阀→关冷热水调节阀→送风机停机→新风风门、回风风门、排风风门关闭。3定风量空调机组运行与节能控制(1)定风量空调机组的温度调节与节能策略（重点）(2)空调机组回风湿度调节(3)新风风门、回风风门及排风风门调节(4)过滤器差压报警、机组防冻保护(5)空气质量控制(6)空调机组的定时运行与设备的远程控制定风量空调机组的温度调节与节能策略冷/热水阀PID调节器被控温度温度检测元件温度给定值偏差被控参数室外温度回风温度扰动量1.定风量机组的节能控制定风量空调机组的节能控制通常以出风口温度或房间温度为调节参数，全年使用的定风量组常以出风口温度和房间温度同为调节参数的控制系统。把出风口或房间温度传感器测量的温度送入DDC控制器与给定值比较，产生偏差，有DDC按PID规律调节表冷器回水调节阀开度以达到控制冷冻（加热）水量，使夏天房间温度保持在28℃，冬季则高于16℃。同样室外温度在这里也是个变量，这个变量对上述调节系统也是一个扰动量，为了提高系统的控制性能，把新风温度作为被调信号加入调节系统中。如室外新风温度提高，新风测量值增大，这个温度增量经DDC运算后输出一个相应的控制电信号，使回水阀开度增大即冷量增大，补偿了新风温度增高对室温的影响。如室外新风温度降低，新风温度测量减少，这个温度负增量经DDC运算后输出一个相应的控制电信号，使回水阀开度减小即冷量减小。空调机的回水阀始终保持在最佳开度，最好地满足了冷负荷的要求，达到了系统节能的目的。4定风量空调机组的使用(1)上图定风量空调机组常用在空调机房距空调区域比较远的场合。(2)在一些工业建筑中，由于空调机房不能布置在需要空调环境的控制中心、特种设备间、生产间的附近，上图的定风量空调机组是常用的方案。(3)建筑面积和空调空间比较大的会展中心、大型购物中心、博物馆等现代建筑中，上图的所示的定风量空调机用得也比较多。2.3、风机盘管的控制1）、独立盘管的控制独立运行风机盘管控制原理图2）可连网的风机盘管控制器末端变负荷对机房控制（按一次泵变流量系统）12°C1000m3/h7°C1000m3/h12°CDP1500m3/h2500m3/h3一次泵变流量系统设计工况12°C7°C12°C7°C12°C7°CT4T37°C旁通阀流量计关闭DDC设定最小流量远端压差3.2一次泵变频设计12°C700m3/h7°C700m3/h12°CDP1350m3/h2350m3/h3一次泵变流量系统部分负荷工况12°C7°C12°C7°C12°C7°CT4T37°C旁通阀流量计关闭DDC设定最小流量远端压差12°C100m3/h100m3/h9.5°CDP12200m3/h3一次泵变流量系统系统流量冷冻机的最小流量12°C7°C12°C7°C12°C7°CT4T37°C旁通阀流量计关闭DDC设定最小流量远端压差7°C100m3/h控制器风冷管道机控制器系统特点：适合风管机使用。内机台数：1台。电压使用AC160~260V。工作温度-20~50℃。工作频率15~100Hz。控温精确度±0.5℃。快速制冷/制热。设计及制作精良。抗干扰能力优异。LC05集中控制器不加中继器可管理400台风机盘管；通过外线电话或本机电话可控制任何房间的风机盘管；用户也可以使用KCC2000软件进行电脑中央控制。适用于别墅，酒店等高档住宅。户式中央空调控制系统1#风盘3#风盘16#风盘电话语音盒LC05集控器电话机1RS4852RS485RS485网线风盘中央控制系统LC05集控器中央计算机每台LC05可管理255台风机盘管。计算机可管理32台LC05。LC05对风盘可进行单台操作、快速开关机、群体控制、组别管理、全年定时、数据上传计算机。用户只需按房间号管理所有房间温控器，并可对单台进行能量计费。适用于酒店、宾馆、写字楼等场所128#风盘1#风盘RS232/485商用机LCD控制器线控特点：即可用作线控器，也可用于小型集中控制器。外形精美,LCD占据显示面板的一半。LCD画面采用了较多的图形，中英文共用。按键采用硅胶按键，以增强寿命和按压效果。同时还可以用作网络温控器使用。结束