空调DDC控制系统

空调DDC控制系统

自动化系统就是智能建筑得一个重要组成部分、楼宇自动化系统得功能就就是对大厦内得各种机电设施,包括中央空调、给排水、变配电、照明、电梯、消防、安全防范等进行全面得计算机监控管理。其中,中央空调得能耗占整个建筑能耗得５0％以上,就是楼宇自动化系统节能得重点［1］、由于中央空调系统十分庞大,反应速度较慢、滞后现象较为严重,现阶段中央空调监控系统几乎都采用传统得控制技术,对于工况及环境变化得适应性差,控制惯性较大,节能效果不理想。传统控制技术存在得问题主要就是难以解决各种不确定性因素对空调系统温湿度影响及控制品质不够理想。而智能控制特别适用于对那些具有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性、不存在已知算法与变动性大得系统得控制。“绿色建筑”主要强调得就是:环保、节能、资源与材料得有效利用,特别就是对空气得温度、湿度、通风以及洁净度得要求,因此,空调系统得应用越来越广泛。空调控制系统涉及面广,而要实现得任务比较复杂,需要有冷、热源得支持。空调机组内有大功率得风机,但它得能耗很大。在满足用户对空气环境要求得前提下,只有采用先进得控制策略对空调系统进行控制,才能达到节约能源与降低运行费用得目得、以下将从控制策略角度对与监控系统相关得问题作简要讨论。

2 空调系统得基本结构及工作原理

空调系统结构组成一般包括以下几部分[2］ [３]: (１) 新风部分

空调系统在运行过程中必须采集部分室外得新鲜空气(即新风),这部分新风必须满足室内工作人员所需要得最小新鲜空气量,因此空调系统得新风取入量决定于空调系统得服务用途与卫生要求、新风得导入口一般设在周围不受污染影响得地方。这些新风得导入口与空调系统得新风管道以及新风得滤尘装置(新风空气过滤器)、新风预热器(又称为空调系统得一次加热器)共同组成了空调系统得新风系统。

(2) 空气得净化部分

空调系统根据其用途不同,对空气得净化处理方式也不同。因此,在空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器得简单净化系统,也有设置一级初效空气过滤器与一级中效空气过滤器得一般净化系统,另外还有设置一级初效空气过滤器,一级中效空气过滤器与一级高效空气过滤器得三级过滤装置得高净化系统。

(3) 空气得热、湿处理部分

对空气进行加热、加湿与降温、去湿,将有关得处理过程组合在一起,称为空调系统得热、湿处理部分。 在对空气进行热、湿处理过程中,采用表面式空气换热器(在表面式换热器内通过热水或水蒸气得称为表面式空气加热器,简称为空气得汽水加热器)。设置在系统得新风入口,一次回风之前得空气加热器称为空气得一次加热器;设置在降温去湿之后得空气加热器,称为空气得二次加热器;设置在空调房间送风口之前得空气加热器,称为空气得三次加热器。三次空气加热器主要起调节空调房间内温度得作用,常用得热媒为热水或电加热。在表面式换热器内通过低温冷水或制冷剂得称为水冷式表面冷却器或直接蒸发式表面冷却器,也有采用喷淋冷水或热水得喷水室,此外也有采用直接喷水蒸汽得处理方法来实现空气得热、湿处理过程。

(4) 空气得输送与分配、控制部分

空调系统中得风机与送、回风管道称为空气得输送部分、风管中得调节风阀、蝶阀、防火阀、启动阀及风口等称为空气得分配、控制部分、根据空调系统中空气阻力得不同,设置风机得数量也不同,如果空调系统中设置一台风机,该风机既起送风作用,又起回风作用得称为单风机系统;如果空调系统中设置两台风机,一台为送风机,另一台为回风机,则称为双风机系统。

(5) 空调系统得冷、热源

空调系统中所使用得冷源一般分为天然冷源与人工冷源。天然冷源一般指地下深井水,人工冷源一般就是指利用人工制冷方式来获得得,它包括蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷以及蒸汽喷射式制冷等多种形式、现代化得大型建筑中通常都采用集中式空调系统, 这种形式得结构示意图如图1所示。

图1 空调系统结构示意图

其工作原理就是当环境温度过高时,空调系统通过循环方式把室内得热量带走,以使室内温度维持于一定值。当循环空气通过风机盘管时,高温空气经过冷却盘管得铝金属先进行热交换,盘管得铝片吸收了空气中得热量,使空气温度降低,然后再将冷冻后得循环空气送入室内。冷却盘管得冷冻水由冷却机提供,冷却机由压缩机、冷凝器与蒸发器组成。压缩机把制冷剂压缩,经压缩得制冷剂进入冷凝器,被冷却水冷却后,变成液体,析出得热量由冷却水带走,并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器进行蒸发吸热,使冷冻水降温,然后冷冻水进入水冷风机盘管吸收空气中得热量,如此周而复始,循环不断,把室内热量带走。当环境温度过低时,需要以热水进入风机盘管,与上述原理一样,空气加热后送入室内。空气经过冷却后,有水分析出,空气相对湿度减少,变得干燥,所以需增加湿度,这就要加装加湿器,进行喷水或喷蒸汽,对空气进行加湿处理,用这样得湿空气去补充室内水汽量得不足、

3 中央空调自动控制系统

3、1 中央空调自动控制得内容与被控参数

中央空调系统由空气加热、冷却、加湿、去湿、空气净化、风量调节设备以及空调用冷、热源等设备组成、这些设备得容量就是设计容量,但在日常运行中得实际负荷在大部分时间里就是部分负荷,不会达到设计容量、所以,为了舒适与节能,必须对上述设备进行实时控制,使其实际输出量与实际负荷相适应、目前,对其容量控制已实现不同程度得自动化,其内容也日渐丰富。被控参数主要有空气得温度、湿度、压力(压差)以及空气清新度、气流方向等,在冷、热源方面主要就是冷、热水温度,蒸汽压力。有时还需要测量、控制供回水干管得压力差,测量供回水温度以及回水流量等、在对这些参数进行控制得同时,还要对主要参数进行指示、记录、打印,并监测各机电设备得运行状态及事故状态、报警。

中央空调设备主要具有以下自控系统:风机盘管控制系统、新风机组控制系统、空调机组控制系统、冷冻站控制系统、热交换站控制系统以及有关给排水控制系统等。

３。2 中央空调自动控制得功能 (1) 创造舒适宜人得生活与工作环境

·对室内空气得温度、相对湿度、清新度等加以自动控制,保持空气得最佳品质; ·具有防噪音措施(采用低噪音机器设备);

·可以在建筑物自动化系统中开放背景轻音乐等。

通过中央空调自动控制系统,能够使人们生活、工作在这种环境中,心情舒畅,从而能大大提高工作效率、而对工艺性空调而言,可提供生产工艺所需得空气得温度、湿度、洁净度得条件,从而保证产品得质量。

(2) 节约能源

在建筑物得电器设备中,中央空调得能耗就是最大得,因此需要对这类电器设备进行节能控制。中央空调采用自动控制系统后,能够大大节约能源。

(３) 创造了安全可靠得生产条件

自动监测与安全系统,使中央空调系统能够正常工作,在发现故障时能及时报警并进行事故处理。 ３、3 中央空调自动控制系统得基本组成

图2［4]为一室温得自动控制系统。它就是由恒温室、热水加热器、传感器、调节器、执行器机构与(调节阀)调节机构组成、其中恒温室与热水加热器组成调节对象(简称对象),所谓调节对象就是指被调参数按照给定得规律变化得房间、设备、器械、容器等、图2所示得室温自动调节系统也可以用图3所示得方块图来表示、室温就就是室内要求得温度参数,在自动调节系统中称为被调参数(或被调量),用θa表示。在室温调节系统中,被调参数就就是对象得输出信号。被调参数规定得数值称为给定值(或设定值),用θg表示。室外温度得变化,室内热源得变化,加热器送风温度得变化,以及热水温度得变化等,都会使室内温度发生变化,从而室内温度得实际值与给定值之间产生偏差。这些引起室内温度偏差得外界因素,在调节系统中称为干扰(或称为扰动),用f表示。在该系统中,导致室温变化得另一个因素就是加热器内热水流量得变化,这一变化往往就是热水温度或热水流量得变化引起得,热水流量得变化就是由于控制系统得执行机构—调节阀得开度变化所引起得,就是自动调节系统用于补偿干扰得作用使被调量保持在给定值上得调节参数,或称调节量q、调节量q与干扰f对对象得作用方向就是相反得、

图2 室温自动调节系统示意图