楼宇空调先进控制晋欣桥制冷与低温工程学科前言

制冷与低温工程学科前言楼宇空调先进控制AdvancedControlsinBuildingHVACSystems晋欣桥发展状况背景知识社会背景生活和工作环境舒适性要求的提高能源问题热舒适性：1.温度2.湿度3.风速4.环境的辐射温度5.活动状态和衣着状况环境舒适性：1.空气品质2.磁场辐射3.环境噪声发达国家：建筑物能耗占总能耗30%空调能耗占建筑物能耗50%建筑结构和功能要求复杂性的增加发展状况背景知识技术背景HVAC系统结构型式的变化和发展建筑结构规模和型式的发展和变化推动了HVAC系统的变化及发展变流量系统的广泛应用VAV系统VWV系统VRV系统高层及超高层建筑数目迅速增加发展状况背景知识技术背景微电子、计算机和现代通信技术飞速发展单片机的性能以惊人的速度提高单片机的产量以吨计发展状况背景知识技术背景DDC控制器逐步取代气动控制器性能对比DDC控制器气动控制器信息量大信息量小可以进行复杂计算难以进行复杂计算发展状况背景知识技术背景智能化楼宇的应用与推广什么是智能化楼宇？OA,OfficeAutomation－办公自动化BA,BuildingAutomation－楼宇自动化AT,AdvancedTelecommunication－先进通讯智能化楼宇－3A1.由局域网联接各个sever或PC2.通过internet和inerrant实现业务处理3.资源和信息共享1.能源控制管理系统2.安保管理系统3.物业管理系统中心－楼宇数字专用交换机内联－程控电话系统、电视会议系统和多媒体声像服务系统外联－广域网(WANs)或域域网(MANs)和卫星通讯系统实现－声像数字通讯发展状况背景知识技术背景智能化楼宇的应用与推广BA系统的应用推动了HVAC系统控制的发展对系统设计和配置提出了要求信息交换便捷，信息量大综合分析能力增强空气侧室内舒适性节能水侧节能系统层次HVAC系统运行及控制的可靠性和稳定性各现场控制器之间的相互配合与协调舒适性和节能优化控制（OptimalControl）故障诊断（FDD，FaultDetectionandDiagnosis）硬故障（HardFault）引起系统全部或局部无法正常运行的故障软故障（SoftFault）虽然不影响系统的正常运行，但影响系统运行性能的故障先进控制技术先进控制技术－系统优化控制空气侧送风静压优化（变静压）控制送风温度优化控制新风优化控制先进控制技术－系统优化控制水侧冷水机组启停优化冷媒水出水温度实时优化冷媒水二级供水压差实时优化先进控制技术－传感器故障诊断传感器故障诊断的重要性传感器是控制系统的“眼睛”，故障的直接后果是影响系统运行的稳定性和可靠性，而且影响系统的能耗及室内舒适性传感器的故障约占系统故障总数70％以上传感器出现故障时通常难以发觉系统其他故障大多可以通过传感器发现传感器数量很多，人工校验工作量很大先进控制技术－传感器故障诊断传感器故障诊断的方法基于模型的诊断方法基于知识的诊断方法基于信号处理的诊断方法楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）基本结构第一层次第二层次第三层次现场控制器：对一台或多台设备，或对象Localcontroller参数实行自动检测、自动保护和自动调节系统监督控制器：对某个子系统进行监督控制，Supervisor控制管理子系统内的现场控制器中央控制器：BA的核心，对整个BA系统实施组CentralUnit织、协调、监督、管理、控制的任务楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）基本结构楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）基本功能数据采集运行参数和状态显示历史数据管理及数据处理远程控制控制指导、协调能耗统计及计量楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）基本功能数据采集收集各子系统的全网运行数据和运行状态，以数据文件形式存储在存储器中楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）基本功能运行参数及状态显示可显示各子系统的流程图，并可用数字、曲线或其他形式显示系统的运行参数及运行和工作状态系统流程图运行参数和运行状态楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）基本功能历史数据管理及数据处理将一定时间内的运行数据和运行状态存储起来，可按照用户的要求进行数据处理并输出各种报表楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）基本功能远程控制可以通过中央管理计算机实施远程操纵控制各个设备，可人为开停各个现场控制器并修改它们的参数楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）基本功能能耗统计及计量统计并计量楼宇各能耗设备的能耗状况以供离线分析对一些特殊区域（如租用单元等）或设备单独计量能耗使用情况，以进行单独计费简单的系统能耗对比分析楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）的先进功能系统层次上的控制优化功能故障诊断功能在线（Online）定义功能楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）的先进功能系统层次上的控制优化功能对于VAV和VWV的系统，在气候变化以及室内外负荷变化时，自动进行系统层次上的控制优化，即根据系统运行数据，通过一定的优化控制算法，单独或同时将几个对系统能耗以及室内舒适性影响较大的控制变量进行优化，实时修正其控制设定值以达到节能、保证室内舒适性的目的。楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）的先进功能故障诊断功能在系统设备和控制系统出现故障时，不仅通知管理人员（报警），而且还表明故障的发生地以及是何种故障。这些故障不仅包括硬故障，而且还包括软故障。对于软故障，BA应能根据对系统长期运行参数的分析而发现它们，并能够自动进行消除或尽量减小其影响。如对传感器进行重新标定（Re-calibration），实施容错控制（FaultTolerantControl）等。楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）的先进功能在线（Online）定义功能BA的开发定义软件与中央实时软件集成在一起，用户在运行时可随时定义新的显示参数，增加或修改图形画面等。一般只能在有限的功能范围内定义，很难实现一些分析计算或其它特殊要求。楼宇自控系统－先进控制技术实现平台楼宇自控系统（BA）附加功能能耗统计及计量统计并计量楼宇各能耗设备的能耗状况以供离线分析对一些特殊区域（如租用单元等）或设备单独计量能耗使用情况，以进行单独计费简单的系统能耗对比分析