中央空调系统的监测与控制应用手册（一）

空调系统一般由空气调节处理系统,冷热媒输送系统和冷、热源系统三部分组成。楼宇设备控制系统中空调控制就是针对以上几部分进行监视、测量及自动控制。

空气调节处理系统

1. 按空气处理设备的设置位置情况分类

(1) 集中式系统

即空气处理设备(过滤、冷却、加热、加湿设备和风机等)集中设置在空调机房内，空气经处理后由风管送入各房间的系统。这种系统便于集中管理、维护。在智能建筑中，一般采用集中式空调系统。对空气的处理集中在专用的机房里，对处理空气用的冷源和热源也有专门的冷冻站和锅炉房。

集中式全空气系统：

变风量空调系统：

用组合式空调箱实现全空气系统多房间的空气调节：

(2) 半集中空调系统

除了集中空调机房外，还设有分散在被调节房间的二次设备 (又称末端装置)。其功能主要是在空气进入被调节房间前对来自集中处理设备的空气做进一步的补充处理。其典型设备为风机盘管系统。

集中式空调与半集中式空调的区别：

独立的新风系统：

半集中空调系统水管路送至各个房间的末端（风机盘管）

(3) 全分散系统

也称局部空调机组，这种机组通常把冷、热源和空气处理、输送设备(风机)集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。常用的窗式和柜式空调属于这种情况，它们都不需要集中的机房，安装方便，使用灵活。

只有单机工作的空调系统：

局部空调系统——多联机(一拖多)：

制冷剂直接进入每个房间的末端：

2. 按负担室内热湿负荷所用输送介质分类

(1) 全空气系统

房间的全部负荷均由集中处理后的空气负担。由于空气的比热容较小，全空气系统需要较多的空气才能达到消除余热、余湿的目的。因此，这种系统需要较大断面的风道，占用建筑空间较多。定风量或变风量的集中式空调系统属于全空气系统。

(2) 全水系统

房间负荷全部由集中供应的冷、热水负担。由于水的比热容比空气大得多，所以在相同负荷的情况下，全水系统的输送管道占用的建筑空间较少。但这类系统仅能调节温度，不能调节湿度，并且不能解决通风换气问题，室内空气品质较差，所以用得不多。

(3) 空气／水系统

即房间的负荷由集中处理的空气负担一部分，其他负荷由水作为介质在送入空调房间前对空气再次处理(加热或冷却)的系统。这种系统的优点是既可解决全空气系统风道占用空间大的问题，又可以向空调房间输送一定量的新风来换气，以改善空调房间的卫生条件。常见的空气／水系统有空气，风机盘管机组系统、空气，水辐射板系统。

(4) 制冷剂系统

即室内负荷由制冷和空调机组组合在一起的小型设备负担。它按直接蒸发机组的安装组合情况可分为窗式、立柜式和分体式等。

3. 按使用空气的来源分类

(1) 全回风式系统（又称封闭式系统）

指全部采用再循环空气的系统，即室内空气经处理后再送回室内，以消除室内的热湿负荷。

(2) 全新风系统（又称直流式系统）

指全部采用室外新鲜空气的系统，即新风经处理后送入室内，消除室内的热湿负荷后，再排到室外。

(3) 新、回风混合式系统

指采用一部分新鲜空气和室内空气（回风）混合的全空气系统，它介于上述两种系统之间。

4. 按空气流量状态分类

(1) 定风量系统即系统在运行过程中风量始终保持恒定。

(2) 变风量系统即系统在运行过程中风量按一定的控制要求不断调整，以满足不同工况的需要。

空调自动控制的意义：

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，空调送风风速等参数。

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。

5. 不仅可以提高调节质量、降低冷、热量的消耗、节约能量，同时还可以减轻劳动强度，减少运行人员，提高劳动生产率和技术管理水平。

空调系统自动控制：

1 ）控制内容：包括参数检测、参数和动力设备状态显示、自动调节和控制、工况自动转换、设备连锁与自动保护以及中央监控与管理等。空调系统自动化程度是反映空调技术先进性的一个重要方面。

空调监控系统的功能：

①创造舒适宜人的生活和工作环境。它能对室内空气的湿度、相对湿度、清晰度等加以自动控制，保持空气的最佳品质。具有防噪音措施，提供给人们舒适的空气环境。对工艺性空调而言，可提供生产工艺所需要的空气的温度、湿度、洁净度的条件，从而保证了产品的质量。

② 节约能源。在建筑物的电气设备中，制冷空调的能耗是很大的。因此，对这类电气设备需要进行节能控制。现在已从个别环节控制，进入到综合能量控制，形成基于计算机控制的能量管理系统，达到最佳控制，其节能效果非常明显。

③ 创造了安全可靠的生产条件。自动控制的监测与安全系统，使空调系统正常上作，能及时故障并进行处理，能够创造出安全可靠的生产条件。

空调监控系统的基本形式：

单回路控制系统：此种系统结构简单，投资少，易于调整，也能满足一般过程控制的要求，目前在空调控制系统中应用最为普遍。

多回路控制系统：

在空调控制系统中采用多回路控制系统，其主要有串级控制、前馈控制、分程控制、比值控制和选择控制等系统。但其中串级控制系统提的最多。主要是由于串级控制系统比单回路控制系统只多一个温度传感器，投资不大，控制效果却有明显改善，容易被业主接受。

中央空调监控系统：

中央空调监控系统主要包括对空调冷、热源系统、空气处理机系统、新风空调机系统、末端风机盘管系统的自动控制。其自动控制系统一般由敏感元件、控制器、执行机构、调节机构等几部分组成。

空调制冷系统压力/温度的自动控制：

空调冷、热源系统担负着整栋智能楼宇各楼层及房间、办公室的制冷和制热的任务，并随着控制系统的自动调节控制，满足智能楼宇内的温度的舒适性。

空调制冷系统的主要设备有冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、冷水机组及各种水阀。主要制冷方式有压缩式制冷、吸收式制冷和蓄冰制冷。在制冷系统中被控制和调节的参数主要是冷冻水的总供水和总回水之间的压差和冷却塔的回水温度。

空气处理机系统的自动控制：

空气处理是指对空气进行加热、冷却、加湿、干燥及净化处理，以创造一个温度适宜、湿度恰当并符合卫生要求的空气环境。空气处理机系统主要是对混合风进行温度和湿度处理，达到环境要求后，通过送风机送出，其控制方式有一次回风系统和二次回风系统。

空气处理机系统采用直接数字控制器（DDC）控制和手动控制相结合的方式，对各个室内的送风温度进行调节。另外，由于温度和湿度均有一定的时延性，为了达到节能效果以及满足房间的舒适性，在空气处理中常常采用串级调节系统，送风管和回风管的温/湿度检测串行进行。

新风空调机的自动控制：

在中央空调系统中，为了提高室内舒适度及空气新鲜度等，需补充适量新风，并且新风量在空调冷热负荷中所占的比重很大，因此新风量控制在合适范围内是很有意义的。新风空调机主要对新风的供应进行调整，以保证智能楼宇内的空气清新，清除空气循环所积蓄的陈旧空气。新风空调机的一个非常重要的功能是完成对空调系统中的新风量的比例以及新风的温度和湿度进行控制，还可以根据新风温度改变送风温度的设定值。另外，从卫生的角度出发，智能楼宇内每人都必须保证有一定的新风量，但新风量取得过多，将增加新风耗能量。新风量大小可以根据室内CO ₂ 浓度来确定。因此，控制新风量大小时，可以考虑CO ₂ 浓度控制方法。

全空气空调机组的监测控制：

在空调系统中，全空气空调系统实际上是通过室内空气循环方式将盘管内水的热量或冷量带入室内，同时排除少量的污浊空气，适量补充新风的空调机组设备。

与新风机组不同的是，控制调节对象是房间内的温湿度，而不是送风参数，并且需要考虑房间的夏季温度及节能的控制方法，新回风比变化调节等。因此，房间内要设一个或若干个温湿度传感器，以这些测点温湿度的平均值作为控制调节参照值，在要求不高的情况下也可在回风口设置此传感器。为了调节新回风比，对新风、回风、排风三个风门都要进行单独的连续调节。因此，每个风门都要一个AO点来控制(实际控制可利用DO点来实现)。其机组运行参数包括:回风温度、湿度、过滤器堵塞状态、风机运行状态和过载报警。根据温度调节空调机水阀开度。

风机盘管系统的自动控制：

风机盘管系统是空调系统的末端设备，可以通过改变经过盘管的水流量而送风量不变，或改变送风量而水流量不变两种方式来达到调节室内温度的口的。末端风机盘管系统自接控制室内温度，满足用户的空气环境需求。楼宇自动化系统对风机盘管系统也进行集中监控，不过这种监控只是针对风机盘管系统的供电电源进行控制，而对风机盘管系统设备进行控制而言，则是采用独立的末端控制器。