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1第3章空调系统自动化原理2第3章空调系统自动化原理3.1空调系统的基本知识3.2中央空调系统的组成与分类3.3空调冷源水系统的自动控制3.4空调热源系统及集中供热系统自动控制3.5空调末端自动化3.6风机盘管的控制3.7通风系统自动控制3.8高精度工艺空调系统自动控制3.9VRV空调系统3.10恒温恒湿空调机组DDC控制器硬件设计第3章空调系统自动化原理3冷凝水管空调机新风7°C制冷机的冷凝器制冷机的蒸发器32°C37°C12°C冷却水循环泵空调房间制冷机房排风扇送风口冷冻水循环泵冷水管25°C回风口24°C房机调空18°C送风管消声器热水循环泵热水管烟气冷却水管热湿空气冷却塔烟囱热水锅炉60°C55°C第3章空调系统自动化原理43.3空调冷源水系统的自动控制冷源系统由多台制冷机组和冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔、补水箱、膨胀水箱等设备组成。主要目的使冷冻水所载冷量和冷却水所带走的热量与不断变化的空调末端负荷相匹配，并降低整个输配系统的运行费用。图3.31中央空调冷源系统框图空调末端冷却塔安装在室外，膨胀水箱安装在建筑物最高的屋顶。为保护空调系统的设备，冷冻水在进入系统之前须经过处理(如除盐、除氧等)，水处理设备也安装在制冷站。水处理设备运行时间相对较短，一般不纳入楼宇自动化系统进行在线监控。热源装置如锅炉、换热器也安装在制冷站。第3章空调系统自动化原理53.3空调冷源水系统的自动控制3.3.1基本概念3.3.2制冷系统运行参数检测3.3.3冷水机组的连锁控制3.3.4冷冻水系统控制3.3.5冷却水系统控制3.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制3.3.7制冷系统监控技术的发展第3章空调系统自动化原理63.3.1基本概念1.定流量系统系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、回水的温差来适应。系统简单、操作方便，不需要复杂的自控设备，输水量是按照最大空调冷负荷来确定的，循环泵的输送能耗处于最大值，运行费用大。适用于间歇性使用建筑的空调系统，以及空调面积小，只有一台冷水机组和一台循环水泵的系统。高层民用建筑尽可能少采用这种系统。第3章空调系统自动化原理73.3.1基本概念2.变流量系统系统中供、回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来适应。管路内流量随系统负荷变化而变化，输送能耗也随着负荷的减少而降低，水泵容量及电耗也相应减少。系统的最大输水量是按照综合最大冷负荷计算的适用于大面积的高层建筑空调全年运行的系统。第3章空调系统自动化原理83.3.1基本概念--3.冷冻水系统的调节方式质调节和量调节：通过对冷冻水泵和冷水机组的运行控制实现对冷冻水流量和冷冻水温度的控制。（1）空调水系统的质调节一种定流量的调节方式。在保持冷冻水流量不变的前提下，通过调节冷冻水的供水温度来保证空调冷冻水系统的稳定运行。质调节通常可分为对制冷机组的蒸发器出水温度的调节和对冷凝器进水温度的调节。第3章空调系统自动化原理9（2）空调水系统的量调节一种变流量的调节方式。保持冷冻水温度不变的前提下，通过调节水系统的冷冻水和冷却水的流量，使空调系统各部件以及整个空调系统的性能得到改善。优点：节约水系统水泵运行电能，缺点：容易引起系统的水力失调。实际控制过程中，针对不同的控制工况可有针对性地采用质调节和量调节，两种控制模式可以单独采用，也可以互为补充。第3章空调系统自动化原理10（3）间歇调节量调节的特殊形式，用作热水采暖系统的一种控制方式。间歇调节是时而开泵时而停泵地定期向采暖系统供热。停泵时系统中的水停止循环，热水逐渐放出热量并降低温度；热水冷却到了一定程度，室内空气温度下降到允许最低温度，重新开泵，系统中的水又开始循环；经过锅炉加热到一定温度后，继续向系统中供热。采用这种控制方式必须掌握好送水温度并考虑到建筑物的热惰性。第3章空调系统自动化原理113.3.1基本概念4．空调末端的冷热水流量的控制方法冷热源侧环路和负荷侧环路冷热源侧环路：部分冷热水经过冷水机组至分水器，再由分水器经旁通管路进入集水器，该环路负责冷水的制备；负荷侧环路：冷热水从分水器经空调末端没备能量转换后返回集水器这段管路。这里讨论的定流量系统还是变流量系统均是指负荷侧的环路。第3章空调系统自动化原理12第3章空调系统自动化原理13（1）定流量系统负荷侧末端设备的冷热水流量的调节空调末端温度控制器电动三通阀温度检测供水回水图3.3-2电动三通阀的定流量系统定流量冷热水系统指负荷侧循环水量与空调负荷变化无关。系统采用电动三通阀分流进入风机盘管等末端设备，保证主回路流量稳定的前提下，调节进入风机盘管的流量，改变供、回水的温差来满足房间负荷的变化。第3章空调系统自动化原理143.3.1基本概念这种能量调节的方法，不节能，整个水系统循环泵的流量是不变的夏季，当房间的温度升高时，室温调节器使直通阀座开大、旁通阀座关小，直到完全关闭，控制大部分或全部冷水通过空调末端。反之，房间温度降低，室温调节器使直通阀座关小、旁通阀座打开，直到完全打开，冷水旁通流过末端设备，直接进入回水管网。空调末端温度控制器电动三通阀温度检测供水回水图3.32电动三通阀的定流量系统第3章空调系统自动化原理15（2）变流量系统负荷侧末端设备的冷热水调节系统中供、回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来调节。整个水系统的流量是随末端负荷变化而变化的，变流量系统要通过停开或起动某一台循环泵，或变频控制水泵转速，以适应水流量变化的情况，达到节能的目的第3章空调系统自动化原理16风机盘管温度控制器电动二通阀温度检测供水回水图3.29电动二通阀的变流量系统调节的原理夏季，当房间负荷＞设定值时，电动两通阀开启大，调节冷水流经末端设备。当房间负荷＜设定值时，室温调节器调节电动两通阀关小，减少向末端设备的供水。冬季时，电动三通阀或电动两通阀的动作与夏季时相反如图为利用电动两通阀进行机组能量调节的原理图。第3章空调系统自动化原理173.3.2制冷系统运行参数检测冷冻水回路供回水温度、流量、压力、差压冷却水回路供回水温度、流量、压力蝶阀控制旁通回路调节冷水机组运行台数控制循环泵运行台数控制第3章空调系统自动化原理18控制箱4控制箱5控制箱6控制箱7控制箱2控制箱8控制箱3控制箱9控制箱1TTTPPPTTTFSFSFS制冷机1#制冷机2#制冷机3#冷却塔冷却塔冷却塔故障起停起停故障起停故障TTT起停故障冷却塔控制箱故障起停状态故障起停状态故障起停状态控制器●34DIDO34●52●40●53●35●41●36●54●42状态起停故障状态起停故障状态故障起停起停故障起停故障FSFSFS分水器FST△PPF温度传感器水流开关压力传感器差压传感器流量传感器图例集水器△PM控制器AIAODIDO冷冻泵1#冷冻泵2#冷冻泵3#冷却泵1#冷却泵3#冷却泵2#52544035534136544291819202321221516174326442745284637121294738132304839143314963250733518T10T11F2425●25●15●43●26●44●45●46●47●48●49●50●51●8●33●7●32●6●31●3●14●39●48●2●13●38●29●1●12●37●28●27●16●17●21●22●10●11●23●24●4●5●9●18●19●20171172863图3.32空调水系统原理图5253●52~57●58~63●64~6954555657585960616263666764656869第3章空调系统自动化原理193.3.2制冷系统运行参数检测（1）冷水机组冷冻水、冷却水供回水温度检测；（2）冷水机组冷冻水压差检测；（3）冷冻水回水流量检测；（4）分水器和集水器压力压差测量；（5）冷水机组水流指示器信号；（6）冷冻水回水流量旁通电动阀开度监控；（7）冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行状态监控及故障报警。第3章空调系统自动化原理203.3.2制冷系统运行参数检测---控制（1）冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组及相应的蝶阀的顺序启/停控制和设备管理。（2）冷却塔风机的启/停控制；（3）冷却、冷冻水路差压旁通阀控制。（4）根据冷量或冷水回水温度控制冷水机组的台数；（5）冷冻水泵、冷却水泵及风机运行的均衡控制；（6）采用变频技术，在合理控制冷水机组工作台数的基础上，控制冷冻水泵、冷却水泵的转速，调节供冷量，以达到降低制冷站能耗的目的。第3章空调系统自动化原理213.3.3冷水机组的连锁控制空调制冷系统的连锁控制：冷却泵控制、冷却塔风机控制、冷冻泵控制及冷水机组的控制。在开启冷机前应先运行冷冻泵；冷却泵要有足够的冷却水水量。在空调冷媒水系统的起动或停止过程中，制冷机组与相应的冷媒水泵、冷却水泵和冷却塔等进行电气连锁。只有当所有的附属设备及附件都正常运行之后，制冷机组才起动；而停车时的顺序则相反。第3章空调系统自动化原理223.3.3.1一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式冷冻水泵要位于冷水机组的回水管上，以保证机组内的正压和稳定的冷冻水流量。（a）先串后并一对一的连接方式冷水机组冷水机组冷水机组冷水机组冷水机组冷水机组（b）先并后串独立并联方式图3.39一次泵定水量系统冷水机组和冷冻水泵的连接方式第3章空调系统自动化原理233.3.3.1一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式1．水泵和冷水机组先串后并一对一的连接方式冷水变化率较大，平滑性差。2．水泵和制冷机组先并后串的独立并联方式连接方式间接、方便。水泵和制冷机组的运行台数不需要一一对应。制冷机组的启停数量由末端空调总负荷决定，冷水泵启停数量的控制则根据末端空调水流量实际需求值决定水泵启停台数。第3章空调系统自动化原理24冷媒水泵起动命令第Ⅰ级延时冷却水泵第Ⅱ级延时冷却塔风机第Ⅲ级延时与制冷机起动冷媒水水流开关动作冷却水水流开关动作制冷机停机停机命令总延时冷媒水泵、冷却水泵、冷却塔风机停机单台冷水机组顺序控制步骤3.3.3.2正常开机顺序及延时启动第3章空调系统自动化原理25当有多台冷水机组并联，并且在水管路中与制冷机组不是一一对应时，则制冷机组冷媒水和冷却水管路上还设有电动蝶阀，以使制冷机组与水泵能一一对应运行。机电设备的开机顺序为：冷却塔风机→冷却水蝶阀→冷却水泵→冷媒水蝶阀→冷媒水泵→制冷机起动；停机过程与开机相反，各动作之间仍需考虑延时。如果设置水流开关，其控制作用同上。3.3.3.3正常开机顺序及延时启动第3章空调系统自动化原理263.3.3.3正常开机顺序及延时启动多台冷水机组的启停控制假设制冷机、冷却塔水泵累积运行时间，由短到长都依次为1#2#3#，则3#制冷机作为备用，以下只讨论1#、2#制冷机的联动顺序。1．启动第一台设备的步骤开1#冷却塔→开相应冷却塔蝶阀V7、V8、V2→30S后，启动冷却塔风机和冷却水泵1#→240S后，打开冷冻水蝶阀V1→30S后，开冷冻水泵1#→240S后开制冷机1#。第3章空调系统自动化原理27第3章空调系统自动化原理283.3.3.3正常开机顺序及延时启动（2）1#机组开启后，再开启2#时已经有一台机组在工作再启动另一台机组，根据离心式水泵操作规范要求，先启动水泵后再打开阀门，有利于减小电动机的启动电流，有利于冷机的工作。冷却塔2#→启动冷却塔风机和冷却水泵2#→10S后开冷却塔(水)蝶阀V9V10V4→60S后开冷冻水泵2#→30S后开相应冷冻水蝶阀V3→240S后开制冷机2#。第3章空调系统自动化原理293.3.3.3正常停机顺序及延时应根据冷水机组蒸发器结构、最小允许流量和防冻结温度设定值设计防冻结延时停机保护顺序。1.当二套设备都在运行时关制冷机→180S后关冷冻水蝶阀→10S后关冷冻水泵→60S后关冷却水蝶阀→30S后关冷却水泵和风机→60S后关冷却水塔冷却水塔蝶阀。2.当仅一套设备运行时关制冷机→180S后关冷冻水泵→30S后关