章节.5空调末端自动化

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1、1,建筑设备自动化系统工程,第4章 空调系统自动化原理,第4章 空调系统自动化原理,2,第4章 空调系统自动化原理,3,4.5 空调末端自动化 4.5.1 新风机组自动控制 4.5.2 定风量空调机组自动控制 4.5.3 变风量空调系统 4.6 风机盘管控制系统 4.6.1 独立风机盘管和联网风机盘管控制系统 4.6.2 风机盘管空调系统的运行调节 4.7 通风系统自动控制,第4章 空调系统自动化原理,4,4.5 空调末端自动化,承担空气调节的装置。 系统优化管理、节约人力、降低能量的需要,现代建筑常用空调方式：, 风机盘管加新风系统： 我国建筑空气调节的主要方式。 全空气定风量系统： 部分建

2、筑空调采用这种方式。 全空气变风量系统： 少数现代化智能型建筑采用这种方式。 变制冷剂多联机组加新风系统： 办公楼或住宅建筑所采用的空调方式。,第4章 空调系统自动化原理,5,4.5.1 新风机组自动控制,4.5.1.1 新风机组的定义 新风机组是为室内提供新鲜空气的一种空气调节设备。 在空气处理过程中新风机组所承担的空气处理任务和空调机组所承担的任务不同。 为了避免室外空气对室内温度、湿度状态的干扰，要求新风系统的送风至少不增加室内的空调负荷。,第4章 空调系统自动化原理,6,第4章 空调系统自动化原理,7,4.5.1 新风机组自动控制,新风机组的控制应该着重于如何进行新风的处理。 新风机组

3、大多是与空调末端设备风机盘管系统共同出现。风机盘管加新风的系统主要应用于人员密度不大、有较多房间的写字楼和高档住宅中。 由于风机盘管对于空气中相对湿度的处理能力有限，不用于人体湿负荷占主要地位的建筑中。,第4章 空调系统自动化原理,8,4.5.1.2 新风机组的组成,风机 过滤网 风门执行器 温度传感器 湿度传感器 压差开关 防冻开关 电动调节阀 DDC控制器,4.5.1.3 新风机组的监控,1. 状态监测 2. 参数监测 3. 新风机组的控制 4. 新风机组的联锁控制及保护 5. 集中管理功能,第4章 空调系统自动化原理,11,4.5.1.3 新风机组的监控,1. 状态监测 新风机设备的启停

4、状态、运行状态； 新风机的送风温、湿度参数情况； 新风阀打开/关闭状态； 新风机的冷热水阀门调节情况； 过滤网是否堵塞及报警情况。 根据新风机组功率不同可以选用：20200Pa、30300Pa 、1001000Pa 的空气压差开关。,2. 参数监测,（1）新风温湿度测量 取自安装在新风口上的温湿度传感器，不是所有新风口上都安装新风温/湿度传感器，室外温湿度可以作为新风温/湿度参数供新风机共用。 （2）监测机组的送风温湿度值,第4章 空调系统自动化原理,12,第4章 空调系统自动化原理,13,3. 新风机组的控制, 控制风机启动/停止； 电动调节阀与风机连锁 控制冷热水调节阀，使风机出口温度达到

5、设 定值。 控制干蒸汽加湿器的阀门，使风机出口空气 湿度达到设定值。,第4章 空调系统自动化原理,14,（1）送风温度控制,新风机组是以满足室内卫生要求而不是负担室内负荷，即不承担室内负荷，只对送风温度控制。 温度传感器设在机房内的送风管上，要求保持送风温度值恒定，新风机组在处理室外新风时将其处理到室内状态的等焓线上。 送入室内的经过处理后新风不会与室内的经过风机盘管处理的空气产生热量的搬运。,第4章 空调系统自动化原理,15,室内温度25，相对湿度=60%,确定送风状态点：首先要确定室内状态点。 沿该焓值所在等焓线与90%相对湿度线相交后得到的湿球温度就是新风机组所需要处理到的空气状态点，也

6、就是新风机组的送风状态点。,送风温度20，相对湿度=90%,第4章 空调系统自动化原理,16,（2）室内温度控制,对于一些直流式系统，新风不仅能使环境满足卫生标准，而且还要承担全部室内负荷。 这时采用控制送风温度的方式不能满足室内要求。 必须把温度传感器设于被控房间的典型区域，对检测点的温度进行控制。由于直流系统通常设有排风系统，温度传感器设于排风管道并考虑一定的修正也是一种可行的办法。 风机盘管除湿能力有限。,第4章 空调系统自动化原理,17,（3）相对湿度控制,选择湿度传感器的设置位置和控制参数、 加湿效果与所采用的加湿手段和控制方式有关 1）蒸汽加湿 对于湿度要求比较高的场所，连续加湿；

7、 等温加湿 加湿过程对温度影响小、稳定性较 好，加湿量容易控制； 湿度传感器可设于机房内送风管道上。,第4章 空调系统自动化原理,18,2）高压喷雾、超声波加湿及电加湿 这三种都属于位式加湿方式。 湿度传感器应设于典型房间区域。 3）循环水喷水加湿 循环水喷水加湿与高压喷雾加湿在处理过程上是有所区别的。（等焓加湿） 为了使加湿过程接近等温加湿的效果，可在加湿器前设置预热盘管，通过控制预热盘管的加热量，保证加湿后能达到等温加湿的效果。,第4章 空调系统自动化原理,19,（4）新风风门的调节,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

8、下运行，以便达到节能的目的。 一般情况下，冬夏季节开度控制在20%左右，春秋季节可以开度100%。 或根据空气质量控制风门开度。,（5）冷热水阀两通阀和加湿阀的控制,DDC输出开关量(DO)控制二通阀阀门驱动器来控阀门的开闭。 （6）二氧化碳（CO2）浓度控制 新风机组的最大送风量通常是按满足卫生要求设计，房间人数按满员考虑。 采用检测室内CO2浓度的方法来衡量，各房间均设CO2浓度控制器，控制新风支管上的电动风阀的开度；,第4章 空调系统自动化原理,20,第4章 空调系统自动化原理,21,4.新风机组的联锁控制及保护,（1）新风机组连锁控制 1）新风机组启动顺序控制： 新风风门开启送风机启动

9、冷热水调节阀 开启加湿阀开启。 2）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。,第4章 空调系统自动化原理,22,（2）防冻及联锁控制 在冬季室外设计气温低于0的地区，应考虑盘管的防冻问题。 1）限制热盘管电动阀的最小开度 最小开度设置后应能保证盘管内水不结冰的最小水量。 2）设置防冻温度控制,第4章 空调系统自动化原理,23,在盘管的表面设低温断路器,如果表冷器温度低于设定值，低温断路器会输出无源开关信号，起到保护作用。 将毛细管缠绕在每一个需要低温保护的盘管表面，当任何一段毛细管温度低于设定值时，低温断路器触点断开。 一般低温断路器在检测到温度在5左右时，防冻控制器

10、动作，停止机组运行，同时开大热水阀。 温度设定范围: 1-7.5 温度回差: 2.5-3.5,第4章 空调系统自动化原理,24,3）联锁新风阀控制 为防止冷风过量的渗透引起盘管冻裂，应在停止机组运行时，联锁关闭新风阀。当机组起动时，则打开新风阀。 4）电动水阀、加湿器和喷水泵等与风机的电气联锁控制 在冬季运行时，热水阀应优先于所有机组内的设备的起动而开启。,（3）过滤器堵塞保护,采用微压差开关监视新风过滤器两侧压差，当过滤器阻力增大时，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。微压差开关吸合，输出开关量信号。 根据新风机组功率不同可以选用： 20200Pa、30300P

11、a 、1001000Pa 的空气压差开关。,第4章 空调系统自动化原理,25,（4）送风机状态监测 通过送风机接触器辅助触点的闭合情况间接检测风机的工作状态；也可用空气压差开关监测风机前后的差压检测风机的工作状态。 （5）送风机故障监测 送风机热继电器辅助触点检测风机过载情况。 （6）空气质量检测 在空调区域安装空气质量传感器，常选用二氧化碳(CO2)传感器。 （7）送风风速检测,第4章 空调系统自动化原理,26,第4章 空调系统自动化原理,27,5. 集中管理功能,大楼各机组附近的DDC控制装置通过现场总线与相应的中央管理机相连，显示各机组启/停状态，送风温、湿度、各阀门状态值；发出任一机组

12、的启/停控制信号，修改送风参数设定值；任一新风机组工作出现异常时，发出报警信号。,4.5.1.4 新风机组的执行机构 及常用传感器和变送器,（1）风阀执行器 （2）球阀执行器 （3）风管式温度传感器 （4）风管式湿度传感器 （5）压差探测器,第4章 空调系统自动化原理,28,第4章 空调系统自动化原理,29,4.5.2 定风量空调机组自动控制,定风量系统 变风量系统 空气处理机组是将房间的温度、湿度控制在一天的允许范围之内。其处理的空气包括：新风和回风。 要注意处理好以下的关系： (1)在总风量中如何处理新风和回风的关系。 (2)机组往往同时承担若干个房间的空气调节任务。 (3)除了有室外空气

13、参数变化的干扰外，还存在室内人员、设备散热、散湿量变化引起的干扰。调节系统必须同时考虑这两种干扰的影响，满足室内温湿度的要求，同时减少运行能耗。,第4章 空调系统自动化原理,30,空调回风温度自动调节 空调回风湿度自动调节 新风阀、回风阀及排风阀的比例控制,第4章 空调系统自动化原理,31,4.5.2.1 定风量空调机组的控制原理,定风量空调系统的特点：当送风量一定时，改变送风温度来满足室内冷( 热) 负荷变化的。以夏季为例：向室内送入冷风，送入室内的冷量为:,式中： 空气的比热容( kJ/ kg )； 空气密度( kg / m3)； 送风量() ； 室内温度( )； 送风温度( ) ; 吸收

14、( 或送入) 室内的热流量( kW),第4章 空调系统自动化原理,32,4.5.2.2 定风量空调系统的组成,4.5.2.3 一次回风式定风量空调系统的 控制策略,室外空气状态变化和室内负荷变化一般是同时发生的，空调控制系统应能在室外气象条件变化和室内热湿负荷变化时进行自动调节，即要满足室内温湿度要求，又能达到经济运行的目的。 将室内负荷变化和室外空气状态变化两个空气调节问题分开讨论,第4章 空调系统自动化原理,33,1. 内外分区与空调负荷,空调最基本的分区：内区和周边区（外区）。 外区：直接受到外维护结构、日照、传热、渗透等负荷影响。 外区空调负荷：外围护结构负荷和内热负荷；内区：不直接受

15、到外围护结构负荷影响区域。内区全年仅有内热负荷。 外区：根据建筑朝向可进一步分区。,第4章 空调系统自动化原理,34,2. 空调系统的送风状态点,内区和外区的划分直接影响新风供给、气流组织及空调末端的控制策略。 （1）空调房间位于建筑物外区时定风量空调 系统全年运行的送风状态点 （2）空调房间位于建筑物内区时空调系统全年 运行的送风状态点,第4章 空调系统自动化原理,35,室内的热湿比线的方向随室内散热量、散湿量和室外空气状态的变化而变化。 在空调系统全年的各个运行时段内，空调房间内的热湿比值也是变化的。这就决定了空调系统的送风状态点是变化的。 由于室内的散湿量在冬夏季变化很小，所以冬季室内的

16、热湿比一般均小于夏季。 对于定风量空调系统，在全年的运行调节中，送风状态点将位于空调房间内的冬夏季热湿比线与空调系统的冬夏季送风温差所确定的区域内。,第4章 空调系统自动化原理,36,夏季热湿比线为正无穷大 冬季热湿比线为负无穷大。 即： 冬夏两季的热湿比线在焓湿图上都是竖直的线,第4章 空调系统自动化原理,38,3室内热湿负荷的运行调节策略,空调房间一般允许室内空气参数有一定的波动范围,第4章 空调系统自动化原理,39,几种方法来进行运行调节,（1）调节一次加热器再热量,第4章 空调系统自动化原理,40,（2）调节新回风混合比,第4章 空调系统自动化原理,41,（3）调节一、二次回风混合比,第4章 空调系统自动化原理,42,（4）调节空调箱旁通风门,第4章 空调系统自动化原理,43,4全年运行的送风状态点的调节策略,系统