第十章-空调系统的运行调节

第十章空调系统的运行调节主要内容第一节室外空气状态变化时的运行调节1第二节室内热湿负荷变化时的运行调节23第三节集中式空调系统的自动控制2第四节变风量空调系统的全年运行调节456755第五节半集中式空调系统的全年运行调节空调系统的空气处理方案和处理设备的容量是在室外空气处于冬、夏设计参数及室内负荷最为不利时确定，设备冗余量大。全年大部分时间内，空调系统运行在冬、夏设计参数之间，能源浪费大。空调房间所要求的温湿度设计参数在满足人体舒适性的条件下，允许在一定范围内波动分析前提条件——假设室内热湿负荷不变,总送风量不变根据室外空气状态的变化，可在湿空气i－d图上将全年气候划分为若干气象区域，每对应一个区域就有一个空气处理方式，称为工况，该区域则称为空调工况区，每一个区采用不同的运行调节方式空调系统运行调节常采用“露点控制”调节法（保证系统的除湿能力）第一节室外空气状态变化时的运行调节室外气象分区——设冬、夏季室内空气设计状态点为N1和N2，区域N为室内空气状态允许波动范围，图中室外气象包络线与相对湿度Ǿ＝100％的饱和曲线所围之区域为室外气象区，全年由四条典型等焓线将气象区分为五个空调工况区室外气象包络线工况区：根据当地的气象变化情况，在I-D图上分成若干个气象区，即空调工况区，对应每个工况区采用不同的运行调节方法。工况区划分原则：在保证室内温湿度要求的前提下，使运行经济，调节简便；考虑气象频度，尽量减少分区和调节环节。室外空气状态的变化，一方面引起送风状态的变化；另一方面会引起负荷变化。第一节室外空气状态变化时的运行调节WWCNNCLLO'WN11212112w'w1L1L2N2Wiiiiii1N()OLCC排风新风室外气象包络线2=100%εε'φL2L1一、一次回风空调系统的全年运行调节图6-12一次回风空调系统的运行调节第一节室外空气状态变化时的运行调节图6-13第区域W1Lw'iw1i'iL11O1CW11Nε1=100%φC1C't1第区域（寒冬季节）保持%m冬W'N1W11CL11Oε1N1空气处理过程：另外两种空气处理过程......采用改变预热器加热量最小新风比m％%1111miiiiLNNw调节方法第一节室外空气状态变化时的运行调节第Ⅰ区域调节预热器加热量的方法——控制预热器供、回水阀门以改变热媒流量来进行调节调节预热器的旁通联动风阀预热器调节效果判断——以处理后的空气是否能达到控制露点L1为依据第一节室外空气状态变化时的运行调节空气处理过程（不节能）：1L2第区域（冬季）w1iiL1'W=100%CO11LC'φεN11NW'1C冬m%εO11N1W''空气处理过程（节能）：100%Lm1N'WC%冬ε1O1N11若保持''如果图6-14第区域第一节室外空气状态变化时的运行调节第Ⅱ区域采用新回风联动调节阀改变新、回风混和比例调节方法说明：如果室外空气参数在该区，则如按最小新风比回风，则混合点一定落在C’点，如要处理到露点L1，则必须要喷冷水，如果增大新风量使其混合点落在C点，则只需用循环水喷淋即可，可推迟使用制冷设备，节约能源喷水调节效果判断——以处理后的空气是否能达到控制露点L1为依据第一节室外空气状态变化时的运行调节1LiL1'1O22Lε1Nε1N2=100%L2iφ2OWCm空气处理过程（节能）：3第区域（春秋过渡季）如果过%100%N2WNLC2O2ε22'补充图第区域'第一节室外空气状态变化时的运行调节第Ⅱ’区域采用新回风联动调节阀改变新、回风混和比例调节方法将室内参数整定至夏季控制参数喷水调节效果判断——以处理后的空气是否能达到控制露点L2为依据第一节室外空气状态变化时的运行调节图6-15第区域ε2LL2iiN222Nφ=100%'WW''O若利用回风m空气处理过程（节能）：4第区域（夏季）空气处理过程（不节能）：如果2WN''夏%C'2L100%εO22NC'''WNLO22ε2W'()第一节室外空气状态变化时的运行调节第Ⅲ区域喷淋冷水调节空气状态改变喷水三通阀调节冷水温度调节方法关闭回风阀，采用全新风系统喷水调节效果判断——以处理后的空气是否能达到控制露点L2为依据第一节室外空气状态变化时的运行调节图6-17第区域εL2iN22C2N2WiW=100%φ空气处理过程：5第区域（盛夏季节）N2WNL%夏mC22ε22保持第一节室外空气状态变化时的运行调节第Ⅳ区域喷淋冷水调节空气状态改变喷水三通阀调节冷水温度调节方法最小新风比m％喷水调节效果判断——以处理后的空气是否能达到控制露点L2为依据第一节室外空气状态变化时的运行调节气象区房间相对湿度控制室外空气参数范围房间温度控制调节内容一次加热二次加热新风回风喷雾过程转换条件一次加热二次加热加热量最小最大喷循环水一次加热器全关后转到区新、回风比例喷水温度停新风量回风量新风阀门关至最小后转到区；；转到区转到区；回风阀门全关后转到区冷水全关转区转区喷水温度iiiiiiit(m%G)(G)停停停加热量(m%G)WW1W1WL1WNNN1(G)1最小最大L1iiiWL2iiiWL2N新、回风比例喷水温度二次加热二次加热二次加热二次加热加热量tN加热量tN加热量tN加热量tNNNN温度喷水N回风量N新风量N喷循环水喷循环水全开全关iiWiiL1N转区WiiWN注：当室外空气ii时，采用冬季整定值N（t，）；当ii时,调节方法与区相同。WL11N1NWL1NL2W221iii2NL1iiWL1采用夏季整定值N(t,)。区（）表6--1一次回风喷水系统的调节方法第一节室外空气状态变化时的运行调节各工况区的运行调节方法Ⅰ：最小新风，调节预热器，（再热器）N1Ⅱ：变新风（调新回风联动阀门）N1Ⅱ’：变新风N2；全新风喷循环水，调再热N；全新风喷循环水+旁通ONⅢ：全新风，调冷水温度N2Ⅳ：最小新风，调冷水温度N2第一节室外空气状态变化时的运行调节iiiiiiW'W1L1L2NW变化新风比节省的冷量冷量风量热量回风新风回风冷量再热量一次加热量图6-18一次回风空调系统的全年运行调节图第一节室外空气状态变化时的运行调节最佳运行工况的确定所遵循的原则•条件许可时，不同季节尽量采用不同的室内设定参数以及充分利用室内被调参数的允许波动范围，以推迟用冷（或用冷）的时间•尽量避免冷热量抵消的现象•在冬、夏季应允许利用室内回风，保持最小新风比，以节省冷量或热量的消耗•在过渡季节，应加大新风量以充分利用室外空气的自然调节能力，并设法尽量推迟使用制冷机的时间第一节室外空气状态变化时的运行调节最佳运行工况的确定所遵循的原则第一节室外空气状态变化时的运行调节各分区的最佳运行工况第一节室外空气状态变化时的运行调节送风状态的分析室内冷负荷、湿负荷都可能随空气区域环境变化而随时变化，因此需要对空调系统进行相应的调节。室内余热量变化、余湿量不变室内余热量变化、余湿量均变化第二节室内热湿负荷变化时的运行调节调节方法调节再热量室内余热量变化、余湿量不变——定露点调节再热量第二节室内热湿负荷变化时的运行调节调节再热量室内余热量和余湿量均变化——变露点调节再热量第二节室内热湿负荷变化时的运行调节改变露点的方法（以一次回风空调系统为例）o调节预热器加热量o调节新、回风比第二节室内热湿负荷变化时的运行调节改变露点的方法（以一次回风空调系统为例）o调节喷水温度——当室内相对湿度允许波动范围比较大时，也可以不变露点，充分利用控制精度范围第二节室内热湿负荷变化时的运行调节不改变露点的方法o调节结果——机器露点有所降低，室内相对湿度增加，可避免或减少冷热量抵消第二节室内热湿负荷变化时的运行调节调节一、二次回风比改变露点的方法o调节结果——机器露点降低，通过调节二次回风量和露点温度可以满足室内空气参数的要求，可避免或减少冷热量抵消第二节室内热湿负荷变化时的运行调节调节旁通风和处理风混合比o调节结果——要求处理风的机器露点比较低，室内空气参数受室外空气参数影响比较低大，夏季室内相对湿度会增加，可避免或减少冷热量抵消，特别在过渡季节，节能效果更明显第二节室内热湿负荷变化时的运行调节调节送风量o调节结果——变风量调节不能同时保证温度和湿度两个参数不变，只能保证其中一个参数不变，另一个参数需要通过其他办法来实现，节能效果更明显第二节室内热湿负荷变化时的运行调节直接调节送风状态含湿量o调节结果——可不必把空气处理到露点状态，然后再加热到送风状态，而只需要相应地改变加热量和喷蒸汽量，就能得到所需要地送风状态，以满足室内空气参数的要求，实现无露点控制第二节室内热湿负荷变化时的运行调节直接调节送风状态含湿量用液体吸湿剂处理空气时，液体吸湿剂须经过冷却设备冷却，空气被直接降温减湿到送风状态点第二节室内热湿负荷变化时的运行调节多房间空调系统的运行调节o调节结果——各房间的空气状态都能再允许范围内，可满足室内空气参数的要求第二节室内热湿负荷变化时的运行调节背景当空调系统的空调精度要求比较高、室内负荷变化比较大、精度要求虽然不高但系统规模大且空调房间多以及在多工况节能运行时，均应考虑采用自动控制的运行调节手段自动控制就是根据调节参数（也称为被调参数）的实际值与给定值（如室内基准参数）的偏差，用专用的仪表和装置组成的自动控制系统调节参数的偏差值，使参数保持在允许的波动范围内第三节普通集中式空调系统的自动控制1.全面掌握系统信息测量建筑内空气温度，空气湿度，水流量，空调风速等参数。2.动态能耗计量分析实现建筑水，电，热量，燃气，等能耗的自动统计计量。3.控制调节和节能分析当气象条件等因素发生变化时，对系统设备的运行状态进行调节，实现节能优化。4.改善设备管理监测系统设备的运行状况，及时进行故障诊断和事故报警。空调自动控制的意义第三节普通集中式空调系统的自动控制空调自动控制系统组成自动控制系统主要组成部件敏感元件（传感器）——感受被调参数，并输出信号给调节器调节器（命令机构）——接受敏感元件的信号，通过比较给定值进行运算放大并驱动执行结构执行机构——接受来自调节器的输出信号以驱动调节机构部分调节机构——受执行机构驱动，直接起调节作用的部件第三节普通集中式空调系统的自动控制空调系统自动控制的两个重要环节室温控制——调节再热器的加热量和新、回风混合比或一、二次回风比等提高室温控制的质量的方法室外空气温度补偿控制（增强人们的舒适感和节省能量）送风温度补偿控制（提高控制精度，消除室外气温、新风量变化以及冷、热媒温度波动等对送风温度的干扰）第三节普通集中式空调系统的自动控制空调系统自动控制的两个重要环节室内相对湿度控制——有间接控制法和直接控制法两种控制方式间接控制法（定露点）——室内余湿量不变或变化不大调节新、回风联动阀门（主要应用于冬季和过渡季节）调节喷水室喷水温度（该法用于夏季和使用冷冻水的过渡季节）第三节普通集中式空调系统的自动控制空调系统自动控制的两个重要环节室内相对湿度控制——有间接控制法和直接控制法两种控制方式直接控制法（变露点或无露点）——室内余热量和余湿量均变冷水进水温度不变，调节进水流量（主要应用于冬季和过渡季节）冷水流量不变，调节进水温度（该法用于夏季和使用冷冻水的过渡季节）第三节普通集中式空调系统的自动控制集中式空调系统全年运行自动控制举例执行机构M4调节再热器以控制室内温度室温控制环节第三节普通集中式空调系统的自动控制集中式空调系统全年运行自动控制举例第1区域（iwiw1)——最小新风比，执行机构M2不动作，执行机构M1调节加热器以控制机器露点L1第2区域（iw1≤iwiL1)——执行机构M2调节新、回风比以控制机器露点L1第3区域（iL1≤iwiL2)——按夏季室内参数控制，执行机构M2调节新、回风比以控制机器露点L2第4区域（iL2≤iwiN2)——执行机构M1和M2不动作、执行机构M3调节喷水温度以控制机器露点L2第5区域（iW≥iN2)——最小新风比、