空调系统自动化

7.2.3空调系统自动化7.2.3.1空调系统的控制内容(1)空气温度调节(2)空气湿度调节(3)空气气流速度调节(4)空气质量调节(5)空气压力调节(6)空气的特殊控制工艺7.2.3.2新风机组自动控制新风机组通常与风机盘管配合进行使用，为各房间提供一定的新鲜空气，满足人员卫生要求。为避免室外空气对室内温、湿度状态的干扰，在送入房间之前需要对其进行热湿处理，新风不再增加室内的空调负荷。室内负荷通常由风机盘管处理。新风机组只有一个换热器，冬夏季共用。在冬季送入热水对空气进行加热；在夏季送入冷冻水对空气冷却去湿。加湿器仅在冬季对新风加湿。新风机组在南方地区作为舒适性空调使用时，时常取消了加湿器。(1)新风机组运行参数与状态监控点/位及常用传感器(2)新风机组联锁控制1).新风机组启动顺序新风门开启→送风机启动→冷热水阀开启→加湿阀开启2).新风机组停止顺序关加湿阀→关冷热水阀→送风机停→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DDC控制器按照新风机出风口温度或房间温度传感器测量的温度值与给定值比较的偏差，用PID规律调节冷/热水调节阀开度以达到控制冷冻(加热)水量，夏季使房间温度低于28℃，冬季则高于16℃。采用前馈补偿方式消除新风温度变化对输出的影响。在过渡季节，可停止对空气温度的调节以节约能源。2).湿度调节把出风口(房间)湿度传感器测量的湿度信号送入DDC控制器与给定值比较，产生偏差，由DDC按PI规律调节加湿电动阀的开度，以保持空调房间内的相对湿度。3).新风风门调节根据新风的温湿度、房间的温湿度及焓值计算以及空气质量的要求，控制新风门的开度，使系统在最佳的新风风量的状态下运行，以便达到节能的目的。4).过滤器压差报警采用压差开关测量过滤器两端压差，当压差超限时，压差开关报警，表明过滤网两侧压差过大，过滤网积灰积尘、堵塞严重，需要清理、清洗。5).防冻保护换热器内的水温接近0℃时，其体积膨胀，使换热器被胀裂。一般情况下，新风机停止工作时，通常水量调节阀都关闭至零位，换热器内水流停止流动。因此，当空气温度下降时极易发生冻裂现象。A.防止冻裂的措施a.首先应关闭新风阀，防止冷空气进入。同时关闭风机，防止换热器温度进一步降低。b.机组停止工作后仍然把水量调节阀打开(如开启30％)，使换热器内的水流缓慢循环流动起来；若水泵已停机，则整个水系统还应开启一台小功率的水泵，保证水系统有一定的水流，而不至冻裂。B.出现下列情况之一时，应启动防冻保护程序：a.风机停机，室外空气温度不高于5℃时；b.风机未停机，换热器出口水温低于8℃时。6).空气质量控制当房间中的CO2、CO浓度升高时，空气质量传感器输出信号到DDC，经计算，输出控制信号，控制新风门开度以增加新风量。7).设备定时启停与远程开/关操作按照预设的运行时间表，实现新风机组按时启停；应对设备进行远程开/关操作功能，在控制中心能实现对新风机组现场设备的控制。(1)定风量空调机组运行参数与状态监控点/位及常用传感器(2)定风量空调机组联锁控制1).定风量空调机组启动顺序新风风门、回风风门、排风风门开启→送风机启动→回风机启动→冷热水阀开启→加湿阀开启2).定风量空调机组停止顺序关加湿阀→关冷热水阀→回风机停→送风机停→新风风门、回风风门、排风风门全关(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DDC控制器计算回风温度传感器测量的回风温度与给定值比较的偏差，用PID规律输出信号控制空调冷/热水调节阀开度以控制冷/热水量，夏季使房间温度低于28℃，冬季则高于16℃。采用前馈补偿方式消除新风温度变化对输出的影响。在过渡季节，可采取全新风工作方式。2).空调机组回风湿度调节把回风湿度传感器测量的回风湿度信号送入DDC控制器与给定值比较，产生偏差，由DDC按PI规律调节加湿电动阀的开度，以保持空调房间内的相对湿度在设定值。3).新风风门、回风风门、排风风门调节根据新风的温湿度、回风的温湿度在DDC中进行回风及焓值计算，按回风和新风的焓值比例以及空气质量检测值对新风量的要求，控制新风门和回风门的开度比例，使系统在最佳的新风/回风比状态下运行，以便达到节能的目的。4).过滤器压差报警采用压差开关测量过滤器两端压差，当压差超限时，压差开关报警，表明过滤网两侧压差过大，过滤网积灰积尘、堵塞严重，需要清理、清洗。5).防冻保护A.采用防霜冻开关监测表冷器出风侧温度，当温度低于5℃时报警，表明室外温度过低，应关闭风门、风机，防止换热器温度进一步降低。B.可靠方法是机组停止工作后仍然把水量调节阀打开(如开启30％)，使换热器内的水流缓慢循环流动起来；若水泵已停机，则整个水系统还应开启一台小功率的水泵，保证水系统有一定的水流，而不至冻裂。6).空气质量控制当房间中的CO2、CO浓度升高时，空气质量传感器输出信号到DDC，经计算，输出控制信号，控制新风门开度以增加新风量。7).设备定时启停与远程开/关操作按照预设的运行时间表，实现空调机组按时启停；应对设备进行远程开/关操作功能，在控制中心能实现对空调机组现场设备的控制。(4)定风量空调机组常见形式7.2.3.4变风量空调系统变风量空调系统(VariableAirVolumeSystem，VAV)是通过空调送风温度的调节实现空调区域温湿环境的控制。(1)基本思想1).当室内空调负荷改变以及室内空气参数设定值发生变化时，自动调节空调系统进入房间的送风量，使通过空气进入房间的负荷与房间的实际负荷相匹配，以满足室内人员的舒适要求或工艺生产的要求。2).送风量的自动调节可以最大限度地减少风机的动力，节约运行能耗。3).送风量与空调负荷呈正比例的线性关系，空调系统所需风量随负荷的减少而减少。7).空调系统运行的绝大部分时间内，空调系统总处于部分负荷状态，达到设计负荷的运行状态的时间很少，一般不超过总运行时间的5%。(2)VAV系统特点A.能实现局部区域(房间)的灵活控制，可根据负荷的变化或个人的舒适度要求调节个性化的工作环境，能适应多种室内舒适性要求。B.由于能自动调节送入各房间的冷量，系统内各用户可以按实际需要调配冷量，考虑各房间的同时使用系数和负荷的时间分布，系统冷源的总冷量配置可以减少20%--30%左右，设备投资相应有较大的削减。C.室内无过冷过热现象，由此系统运行时可减少空调负荷15%--30%左右。(3)变风量系统组成与工作原理1).单风管VAV系统A.在每个房间入口处的支风管上安装称为VAVbox的送风量调节装置。B.VAV空调机组根据系统实际用户运行所需的总风量对风机进行变速（变频）调节。正常工作的最小风量一般设定为满负荷风量的60%。2).单风管再加热VAV系统在系统达到最小风量时，通过再加热盘管的调节，保证室内的温度不会出现过冷或过热状态，充分保证室内的舒适度。3).单风管送回风机联动VAV系统能实现室内压力控制。通过室内分支送风管上的VAVbox与回风管上的VAVbox联动控制，将送风量、回风量之差控制在设定值，满足室内静压一定的要求。4).单风管旁通式VAV系统当室内负荷变化时，送入室内的风量减少，多余的风量通过旁通管口排入吊顶，与室内回风一起返回空调机组。总送风量未变，末端风量改变。5).VAV系统变风量末端装置及控制VAV空调系统的运行由VAV末端控制装置根据室内要求进行送风量控制，同时通过网络设备向VAV系统控制器(SC)传送自己的运行信息。系统控制器根据系统内所有末端装置传送来的数据，计算出系统总的风量需求，并输出对应的风机转速控制信号，通过变频器控制风机转速，以节约送风动力。A.普通型VAV末端装置控制器根据室内温度传感器的测量值与设定值的偏差，输出控制信号调节电动风门的开度，使室温维持在设定值。并将风速传感器的测量值上传到系统控制器，为系统控制器进行空调机组风机调速提供风量数据。B.再热型VAV末端装置C.风机型VAV末端装置(4)变风量系统自动控制1).变风量空调系统运行参数与状态监控点/位及常用感器2).变风量空调机组联锁控制A.变风量空调机组启动顺序新风风门开启→回风风门启动→送风机启动→排风风门开启→回风机启动→冷/热水阀开启→(加湿器启动)加湿阀开启B.新风机组停止顺序(加湿器停机)加湿阀关闭→冷/热水阀关闭→停回风机→排风风门关闭→送风机停机→回风风门、新风风门关闭3).变风量空调系统运行与节能控制A.变风量空调机组的送风量、送风温度调节与节能策略总风量控制是VAV系统控制的核心。a.定静压定温度法(CPT)保证系统风管上某一点或几个点平均静压保持一定，由静压设定值与实际静压值的偏差控制变频器的输出频率，以调节风机转速来实现总送风量调节。(静压和送风温度都保持不变)b.定静压变温度法(CPVT)当VAV末端负荷改变时，一方面可通过调节空调机组送风量来保持末端静压和送风温度不变，以适应负荷变化；另一方面通过调节空调机组送风温度来适应末端负荷变化引起VAV系统总负荷的变化。(静压恒定、送风温度可调)c.变静压变温度法(VPVT)在VAV末端负荷改变时，可以考虑在最小末端静压(最大限度地节约风机送风动力)的条件下，同时调整风量和温度来满足末端负荷变化的需要。d.VAV总风量控制法通过统计计算出各末端风量的总量，并通过送风机的相似特性计算出此风量对应的空调机组送风机的转速，并控制空调机组送风机组在此转速运行，从而保证送风量与负荷需求一致。B.回风机转速自动调节根据不同系统的不同要求，确定送、回风量的差值，再根据风管末端的静压信号，来调节风机的风量。DDC将送风机前后风道压差测量值和回风机前后风道压差测量值与各自的给定值比较，并根据比较所得的偏差值，控制回风机转速以维持送风、回风量之比满足要求。C.湿度调节以空调机组回风的相对湿度作为被调量，它代表了空调区域湿度的平均值。空调机组回风相对湿度的调整通过改变送风含湿量来实现。DDC控制器把回风管中的湿度传感器测量与给定值比较，产生偏差，由DDC按PI规律调节加湿电动阀的开度，将空调机组回风的相对湿度控制在设定值。D.空气质量控制当房间中的CO2、CO浓度升高时，空气质量传感器输出信号到DDC，经计算，输出控制信号，控制新风门开度以增加新风量。E.新风量、回风量及排风量的比例控制在保证室内新风量的前提下，DDC根据新风的温湿度、回风的温湿度进行回风及新风焓值计算，按回风和新风焓值比例控制新风门和回风门的开度比例，使系统在最佳的新风/回风比状态下运行，达到节能目的。在过度季节，可采用全新风运行。F.过滤器压差报警采用压差开关测量过滤器两端压差，当压差超限时，压差开关报警，表明过滤网两侧压差过大，过滤网积灰积尘、堵塞严重，需要清理、清洗。G.防冻保护a.采用防霜冻开关监测表冷器出风侧温度，当温度低于5℃时报警，表明室外温度过低，应关闭风门、风机不使换热器温度进一步降低。b.可靠方法是机组停止工作后仍然把水量调节阀打开(如开启30％)，使换热器内的水流缓慢循环流动起来，若水泵已停机，则整个水系统还应开启一台小功率的水泵，保证水系统有一定的水流，而不至冻裂。H.设备定时启停与远程开/关操作按照预设的运行时间表，实现空调机组按时启停；应对设备进行远程开/关操作功能，在控制中心能实现对空调机组现场设备的控制。当室温升高并超过设定点温度时，恒温器的触点接通，电动阀被打开，风机运行，风机盘管对室内空气制冷；当室温在冷气作用下降低并低于设定温度时，恒温器的触点断开，电动阀被关闭，风机停止运行，风机盘管停止对是内空气制冷。7.2.3.5风机盘管的控制(1)独立盘管的控制1).夏季工作模式(COOL挡)2).冬季工作模式(HEAT挡)当室温下降并低于设定点温度时，恒温器的触点接通，电动阀被打开，风机运行，风机盘管对室内空气加热；当室温在热空气作用下升高并高于设定温度时，恒温器的触点断开，电动阀被关闭，风机停止运行，风机盘管停止对是内空气加热。(2)可连网的风机盘管控制器风机盘管的启/停、冷/热或冬/夏季模式设定、风机转速的高/中