空调自动化控制系统的基本概念:
冷热媒输送系统:
1 按冷、热水管道的设置方式划分
(1) 双管制系统
进行热湿处理的表面换热器的供、回水管在供热水或冷水时共用,即这套供、回水管内冬天供的是热水,夏天供的是冷水,管网内有冬/夏转换阀门。
(2) 三管制系统
进行热湿处理的表面换热器的供、回水管按冷、热水管分别设置,共3根管,分别为热水供水管和回水管、冷水供水管和回水管、回水管合用。
(3) 四管制系统
进行热湿处理的表面换热器的供、回水管按冷、热水管分别设置,共4根管,分别为热水供水管和回水管、冷水供水管和回水管。
2 按水量特征划分
(1) 定水量系统
在空调水系统中,系统水量基本不变,系统水量由水泵的运行台数决定。
(2) 变水量系统
在空调水系统中,终端设备常用电动二通阀,而电动二通阀的开度又是经常变化的,则系统的水量也一定是变化的。为使变化的水量系统能与恒水量工作冷水机组相适应,常用方法是在供、回水总管上设置压差旁通阀,根据供、回水总量的水压差来调节电动旁通阀的开度,以保持冷水机组的恒水量工作。
3 按水的性质划分
(1) 冷却水系统
空调系统中的冷却水系统是专为冷水机组或直接蒸发式空调机组而设置的。冷却水带走机组中的热量,保证机组正常工作。
从冷却塔来的冷却水(通常为32℃)经冷却泵加压后送入冷水机组,带走冷凝器的热量,温度升高的冷却回水(通常设计为37℃)被送至冷却塔上部进行喷淋。由于冷却塔风扇的转动,使冷却水在喷淋下落过程中不断与室外空气发生热交换而冷却,冷却后的水落入冷却塔集水盘中,又重新送入冷水机组以完成冷却水循环。在冷却水的循环过程中损失的部分可通过补水箱进行补充。
(2) 冷冻水系统
冷冻水系统是一个封闭的水循环系统。由冷水机组提供的7℃的冷冻水经冷冻泵加压后送入空调机组,在表冷器中与空气进行热湿处理,处理后的冷冻水温度升高,并重新回到冷水机组进行冷冻处理。
冷冻水及冷却水系统的监测与控制
制冷系统主要有压缩式制冷系统、溴化锂吸收式制冷系统和冰蓄冷系统,这里重点说明压缩式制冷系统的监控原理。冷冻站一般由一台或多台压缩式冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、分水器、集水器、补水装置及其他辅助设备组成。
冷水机组通常分为冷冻水和冷却水两个分系统,它们共同工作才能完成冷冻水的供应。
冷冻水系统把冷水机组所制冷冻水经冷冻水泵送入分水器,由分水器向各空调分区的新风机组、空调机组或风机盘管供水后,返回到集水器经冷水机组循环制冷。
冷却水系统中的冷却水是指制冷机的冷凝器和压缩机的冷却用水。冷却水由冷却水泵送入冷水机组进行热交换,水温提高后循环进入冷却塔进行冷却处理。
空调水系统控制的任务主要体现在以下三个方面:
(1) 保障设备和系统的安全运行。
(2) 根据空调房间负荷的变化,及时准确地提供相应的冷量或热量。
(3) 尽可能让冷热源设备和冷冻水泵、冷却水泵在高效率下工作,最大限度的节约动力能源。
冷冻水系统与冷却水系统的监测与控制:
冷冻水系统的监控作用是:
①保证冷冻水机组的蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工作,防止出现冻结现象。
②向用户提供充足的冷冻水量,以满足用户的要求。
③当用户负荷减少时,自动调整冷水机组的供冷量,适当减少供给用户的冷冻水量,保证用户端一定的供水压力,在任何情况下保证用户正常工作。
④在满足使用要求前提下,尽可能的减少循环水泵的电耗。
冷却水系统的监控作用是:
①保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行;
②确保冷水机冷凝器侧有足够的冷却水通过;
③根据室外气候情况及冷负荷,调整冷却水运行工况,使冷却水温度在要求的设定温度范围内。
控制系统检测的冷冻站运行参数有:冷水机组出口冷冻水温度、分水器供水温度、集水器回水温度、冷却水泵进口水温度和冷水机组出口冷却水温度。采用温度传感器测量这些温度,并在PLC或DDC和DCS系统上显示。冷却水泵进口水温度与冷水机组冷却水管出口水温之差,间接反映了冷负荷的变化,同时也反映了冷却塔的冷却效率。
另外还检测冷水机组出口冷冻水压力、冷冻水回水流量。采用电磁流量计测量冷冻水回水流量,并在PLC或DDC和DCS系统显示、计算。流量测量当采用节流孔板时,现场应增加差压变送器或流量变送器。
检测旁通电动阀开度显示。取旁通电动阀反馈信号作为阀门开度显示信号。
1 控制原理与要求
(1) 冷水机组监控系统组成
冷冻系统的监控原理如下图所示。
其中,温度传感器、流量传感器、压差传感器、液位传感器等检测元件将各部位检测的相关值送到DDC的模拟输入点(AI);水流开关、水泵运转状态等信号被送到DDC的数字输入点(DI),而DDC的输出信号(DO)被送到水泵的电气控制箱控制水泵的启停运转。
控制中心对冷水机组工作状态的监测内容包括:冷却塔冷却风扇的启、停,冷却塔进水蝶阀的开度,冷却水进、回水温度,冷却水泵的启、停,冷水机组的启、停,冷水机组的冷却水以及冷水出水蝶阀的开度,冷水循环泵的启、停,冷水供、回水的温度、压力及流量,冷水旁通阀的开度等。控制中心根据上述监测的数据和设定的冷水机组工作参数自动控制设备的运行。
控制中心通过对冷水机组、冷却水泵、冷却水塔、冷水循环泵台数的控制,可以有效地、大幅度地降低冷源设备的能量消耗。控制中心可根据冷水供、回水的温度与流量,参考当地的室外温度计算出空调系统的实际负荷,并将计算结果与冷水机组的总供水量作比较,若总供水量减去空调系统的实际负荷小于单台冷水机组供冷量,则自动维持一台冷水机组运行而停止其他几台冷水机组的工作。
2 冷水机组监控系统功能
(1) 设备启停顺序控制
为保证整个制冷系统安全运行,设备启/停需按照一定的顺序进行。只有当润滑油系统启动,冷却水、冷冻水流动后,压缩机才能最后启动。该系统通过软件程序实现设备启/停顺序控制。
(2) 冷水机组开启台数控制
根据实际冷负荷调整冷水机组投入台数与相应的循环水泵投入台数。
(3) 压差旁通控制
调节位于供、回水总管之间的旁通管上的电动调节阀的开度,实现进水与回水之间的旁通,以保持供、回水压差恒定。
(4) 水流检测、水泵控制
如果水流流量太小甚至断流,则自动报警并自动停止相应制冷机的运行,且当某一台水泵出现故障时,备用水泵将自动投入运行。
(5) 冷却水温度控制。
(6) 水箱补水控制。
(7) 工作状态显示与打印。
(8) 机组启/停时间控制及工作时间累计。
(9) 设备用电量累计。
监控任务:
①由中心监控系统,按每天预先编排的时间程序,来控制冷水机组的启、停。
a. 启动顺序:开启冷水机水路隔离阀→冷冻泵→冷却泵→接通冷却塔风机电源(风机启停由冷却水温度控制) →冷水机组。
b. 停止顺序:冷水机组→冷冻泵→冷却泵→冷却塔风机→关闭冷水机隔离阀,并在就地设有手动启停按钮。
②监控冷水机组的运行、状态及故障报警,统计并打印出各台冷水机组的累计运行时间。
③遥测冷冻循环水供、回水温度及流量。根据冷冻水供、回水温度及供水流量,计算出冷负荷。根据冷负荷决定启、停冷水机组台数。
④遥测冷却循环水供、回水温度,根据冷却水供、回水温度启停冷却塔风机及风机的运行台数,从而达到节能的效果。
⑤监视冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机的运行状态与故障报警,并记录运行时间。
⑥冷冻水膨胀水箱的液位信号自动控制冷冻水补水泵的启、停。
⑦监测冷冻水供、回水干管的压差,根据压差信号自动控制其旁通阀的开度。
⑧显示打印出参数、状态、报警、动态流程图和设定值。
一次泵冷冻水系统控制:
主要监控功能:
①监测制冷机、冷冻水泵的运行状态;②监测制冷机蒸发器前后压差,调节供回水之间的旁通阀,保证蒸发器有足够的水量通过;③监测冷冻水供回水温度、流量,计算瞬时冷负荷,根据负荷控制冷机的运行台数;④按照程序控制冷机、冷冻水泵、冷却水泵的启停,实现各设备间的联锁控制;⑤当设备出现故障、冷冻水温度超过设定范围时,发出事件警报;⑥累积各设备运行时间,便于维修保养。
⑴设备联锁;⑵压差控制;⑶设备运行台数控制(①回水温度控制,②冷量控制)。
二次泵冷冻水系统控制:
二次泵系统监控的内容包括:设备连锁、冷水机组台数控制和次级泵控制等。
(a) 图根据供水分区设置加压泵,以满足各供水分区不同的压降,加压泵采用变速调节方式,根据末端压降控制加压泵转速;(b)图为多台加压泵并联运行,采用台数控制方式。
主要监控功能:
①监测制冷机、冷冻水泵的运行状态;②监测冷冻水供回水温度、流量,计算瞬时冷负荷,根据负荷控制冷机的运行台数;③按照程序控制冷机、冷冻水泵、冷却水泵的启停,实现各设备间的联锁控制;④合理控制加压泵的运行台数或流量;⑤防止加压泵在增泵或减泵过程中,系统水力工况发生震荡。⑥当设备出现故障、冷冻水温度超过设定范围时,发出事件警报;⑦累积各设备运行时间,便于维修保养。
⑴冷水机组台数控制
⑵二次级泵控制
1 )次级泵台数控制
①压差控制;②流量控制;③温度控制;④热量控制。
2 )变速控制
3 )联合控制
压差控制:
温度控制:
热量控制:
冷却水系统和冷却塔的控制:
主要监控功能:
①监测冷却水泵、冷却塔风机的运行状态;②监测冷凝器的进出口水温,诊断冷凝器的工作状况;③监测冷却塔的出口水温,诊断冷却塔的工作状况;④根据制冷机的启停连锁控制冷却水泵的启停,保证制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过;⑤根据室外温湿度、冷却水温度、制冷机的开启台数控制冷却塔的运行数及风机转速,保证冷却水温度在设定的温度范围内;⑥调节混水阀,防止冷却水温度过低;⑦当设备出现故障、冷却水温度超过设定范围时,发出事件警报;⑧累积各设备运行时间,便于维修保养。
开式冷却塔系统的控制策略为:
①控制冷却塔的运行台数;
②在冷却水供、回水管上设电动旁通阀,通过控制旁通阀开度达到控制循环水供水温度的目的。但是,要注意冷却塔的防冻保护。
闭式冷却塔的控制策略为:
①环路水温升至29℃时,冷却塔风阀开启,进行自然对流排热;
②环路水温升至30℃时,淋水开始,利用冷却塔喷淋水蒸发冷却排热;
③环路水温升至31℃时,风机低速运行,开始强迫对流和蒸发冷却排热;
④环路水温升至32℃时,风机高速运行,加强排热;
⑤环路水温升至40℃时,“高温”指示灯亮,发出高温报警;
⑥环路水温升至46℃时,“高温停机”指示灯亮,并使水源热泵机组停机。
冷却塔风机变频控制:
控制原理:将冷却塔与制冷机、冷却水泵设置为一一对应的关系,根据制冷机是否启动,控制相应冷却水泵是否启动,相应冷却塔进口电动阀是否打开;根据冷却塔的出口冷却水温度控制冷却塔风机高/低转速,保证冷却水温度在设定的范围内。当室外气温较低,所有冷却塔的风机均关闭后,制冷机冷凝器进口侧冷却水温度低于设定值(制冷机厂家提供的冷凝器最低进水温度)时,打开旁通阀,通过调节旁通阀开度来控制水温。
控制程序:①根据来自冷却水泵控制程序的启动指令,确定冷却塔是否投入运行;②当冷却塔震动异常时,禁止冷却塔运行,并给相应制冷机发送远程停机信号;③管理员可超越控制冷却塔的启停;④反馈给群控管理程序冷却塔是否正常投入运行信号。
冷却塔控制策略:
①当冷却塔已要求启动,打开冷却塔进水管路上的电动阀;②当冷却塔出口水温)24℃(滞后3℃),延时30s,开启冷却塔风机;③当冷却塔出口水温)27℃(滞后3℃),延时36s,关闭冷却塔风机调速;④当冷却塔出口水温降低时,以与上述相反的顺序关闭冷却塔风机;⑤当冷却塔出口温度小于4℃,发出防冻保护的事件通知;⑥当冷却塔投入运行后1分钟,出口温度超过30℃,发出事件通知。
冷却塔的控制:
①当冷却塔己要求启动,打开冷却塔进水管路上的电动阀;
② 用PID计算风机频率,控制冷凝器冷却水进口温度t,不高于28℃;
③ 管理人员可以根据运行经验调整PID参数值;
④ 管理人员可以超越锁定风机频率;
⑤ 使用平滑增减模块,限制风机频率变化率;
⑥ 当风机频率计算值≥0时,启动风机;
⑦ 为防止风机频繁启停,限定风机的最小开机和停机时间不小于6分钟。
⑧ 利用DO/DI模块,比较输出控制与输入状态信号,当不一致时发出警报;
⑨ 计算风机的累计运行时间,当超过设定值时,发出需要维护的事件通知。
旁通阀的控制:
①根据蒸发器进口冷却水温度,用PID计算旁通阀的开度,防止冷却水温度过低;
② 使用平滑增减模块,限制旁通阀开度的变化率,避免频繁动作。
热交换器的控制:
空调热水系统与冷水系统相似,通常是以定供水温度来设计的。因此,控制热交换器的常见做法是:在二次水出口设温度传感器,由此控制一次热媒的流量。当一次热媒的水系统为变水量系统时,其控制流量应采用电动两通阀;若一次热媒不允许变水量,则应采用电动三通阀。当一次热媒为热水时,电动阀调节性能应采用等百分比型;一次热媒为蒸汽时,电动阀应采用直线阀。如果有凝结水预热器,一般来说作为一次热媒的凝结水的水量不用再作控制。
冬、夏工况的转换:
热水系统的监测与控制:
热水系统:
空调系统中的热水系统也是一个封闭的水系统。由城市管网或蒸汽锅炉提供的高温蒸汽或热水锅炉提供的高温热水经过换热器转换成空调系统所需的65~70℃的热水。热水经热水泵加压后送入空调机组,在表面换热器(表冷器)中与空气进行热湿处理,处理后的热水温度降低,并重新回到换热器进行加热处理。
供热锅炉系统的监控原理:
热水锅炉通常监控的内容为:
(1) 自动检测锅炉水位,蒸汽压力、炉膛负压,蒸汽流量、给水流量,排烟温度;
(2) 自动控制电动机的启动、停止;
(3) 自动保护与自动调节监控环节。
供热系统的监控:
热交换系统监控原理:
热交换系统是以热交换器为主要设备。其作用是供给生活、空调及供暖系统用热水,对这一系统进行监控的主要目的是监测水力工况以保证热水系统的正常循环,控制热交换过程以保证要求的供热水参数。
1 )热量计量系统:F、T5、T6构成
2 )压力监测:P1、P2
3 )热交换器二次侧热水出口温度控制:T1、T2、V1、V2
4 )热水泵控制及联锁
5 )工作状态显示与打印
热交换系统的监测与控制:
热交换系统的作用是给建筑物提供采暖、空调及生活用热水。热交换系统的主体设备是热交换器。空调系统的热源通常为蒸汽或热水,它由城市热网或锅炉提供。
空调系统终端热媒通常是65~70℃的热水,而锅炉或市政管网提供的通常是高温蒸汽。在空调系统中常用热交换器完成高温蒸汽与空调热水的转换,这种换热器称气/水换热器。也有提供高温热水的热水锅炉,提供90~95 ℃的高温热水,同样需要热交换器把高温热水转换成空调热水,这种换热器称为水/水换热器。
热交换器交换后的空调热水经热水循环泵(有的系统与冷冻水泵合用)送到各空调机组等终端负载中,在各负载中进行热湿处理后,水温下降的空调水回流,经集水器进入热交换器再加热,依次循环。
控制原理和要求:
(1) 热交换机组的节能控制
根据分水器、集水器的供、回水温度及回水流量,实时计算二次侧所需热负荷,按实际热负荷自动投运相应台数的热交换器及热水循环泵。
(2) 热交换器的自动控制
当一次热媒为热水时,用温度传感器测量热交换器二次出口温度,送入控制器与给定值比较,根据温度偏差由控制器调节一次回水电动阀,使二次出口温度保持设定值。电动阀调节性能亦采用等百分比型。当一次热媒的水系统为变水量系统时,控制其流量可采用电动两通阀;若一次热媒不允许变水量,则应采用电动三通阀。
当一次热媒为蒸汽时,用温度传感器测量热交换器二次水出口温度,送入控制器与给定值比较,根据温度偏差由控制器调节一次蒸汽电动阀,使二次出口温度保持设定值。电动阀宜采用直线型。
当系统内有多台热交换器并联使用时,应在每台热交换器二次热水进口处加电动蝶阀,以便把不使用的热交换器水路切断,保证系统要求的供水温度。
(3) 膨胀水箱的补水控制
热水系统在运行过程中,由于泄漏等原因会损失部分热水,需及时补充。在空调系统中,由于水温的变化必然引起水的体积变化,因此在系统中设置有膨胀水箱,系统在运行过程中损失部分热水,可以从膨胀水箱中补充。在膨胀水箱中设有液位开关,当水位降到下限值时,液位开关下限接点闭合,补水泵启动;当水箱水位回升至上限时,液位开关上限接点闭合,补水泵停机。
(4) 热水循环泵累计运行时间控制
在换热站,一般热水循环泵为一用一备或两用一备。当一台设备损坏时,备用设备能自动投入使用。每次初启动系统时,优先启动累计运行小时数量少的水泵,从而延长水泵的使用寿命。
(5) 设备的开/关控制
系统应有对设备进行远程启停控制的功能,如补水泵的启停控制。
(6) 热交换站的连锁控制
实现对热水循环泵启动顺序的控制,即二次侧电动蝶阀→热水循环泵→一次侧电动调节阀;以及停机顺序的控制,即一次侧电动调节阀→热水循环泵→二次侧电动蝶阀。
热交换系统监测与控制原理:
热交换系统监测与控制原理如下图所示。
水系统能量调节(变流量控制):
冷源与水系统的节能控制:
①在冷水用户允许的前提下,尽可能提高冷冻机出口水温以提高冷冻机的出力;当采用二级泵系统时,减少冷冻水加压泵的运行台数或降低泵的转速,以减少水泵的电耗;
② 根据冷负荷状态恰当地确定冷冻机运行台数,以提高冷冻机的出力;
③ 在冷冻机运行所允许的条件下,尽可能降低冷却水温度,同时又不增加冷却泵和冷却塔的运行电耗。
水系统能量调节(变流量控制):
采用变频控制,能量的传递和运输环节控制为变水量(VWV)和变风量(VAV),使传递和运输耦合并达到最佳温差置换,其动力仅为其它控制系统的30~60%,而且节能是双效的,因为对制冷主机的需求能耗同时下降。
主机采用变频节能控制,保持设计工况下的制冷剂运动的物理量(如温差、压力等)变化,节能较其它调荷方式明显,如约克(YORK)的YT型离心式冷水机组,配置变频机组在部分负荷下能效比可降至0.2kw/冷吨,可见变频控制方式在空调系统中应用前景十分广阔。
冷冻水系统的变频控制:
为了使空调主机效率最高,应保证冷冻水进出主机温度差为6℃,同时为了保证供水需求,必须保证冷冻水的压力和流量,而且必须保证冷冻水的温度不能过低,避免主机结冰。因此将进口温度、出口温度、管网压力、管网流量等信号输入控制柜的中央控制器中,由中央控制器根据当前的具体数据计算出所需流量值,确定冷冻水泵投入的台数及工作频率,保证能耗最低且系统最优工作方式。
冷冻水系统的变频控制:
水泵的变频器控制:
通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器(如图,安装在冷冻水系统回水主管上的 A 处)来检测冷冻水的回水温度,并可直接通过设定变频器参数使系统温度调控在需要的范围内。
通过设定变频器参数可使冷冻水系统充分交换一段时间,然后再根据冷冻回水温度对频率进行无级调速,并且变频器输出频率是通过检测回水温度信号及温度设定值经PID运算而得出的。
冷冻(媒)水泵系统的闭环控制:
在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下,确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为下限频率并锁定,变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度,再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减,控制方式是:冷冻回水温度大于设定温度时频率无级上调。
制热模式下冷冻水泵系统的闭环控制:
在中中央空调中热泵运行(即制热)时冷冻水泵系统的控制方案。同制冷模式控制方案一样,在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下,确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为下限频率并锁定,变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度,再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减。不同的是:冷冻回水温度小于设定温度时频率无级上调,当温度传感检测到的冷冻水回水温越高,变频器的输出频率越低。
冷却水系统(包括一次及二次系统)的变频控制:
冷却水的进出口温度差为6℃时,空调主机的热交换率最高,同时为了保证正常供水,还要保证冷却水的压力和流量。因此将进口温度、出口温度、管网压力、管网流量等信号输入控制柜的中央控制器中,由中央控制器根据当前的具体数据计算出所需流量值,确定冷却水泵投入的台数及工作频率,保证能耗最低且系统最优工作方式。
冷却水系统(包括一次及二次系统)的变频控制:
冷却水系统的闭环控制:
在保证冷却塔有一定的冷却水流出的情况下,通过控制变频器的输出频率来调节冷却水流量,当中中央空调冷却水出水温度低时,减少冷却水流量;当中中央空调冷却水出水温度高时,加大冷却水流量,从而达到在保证中中央空调机组正常工作的前提下达到节能增效的目的。
先确定一个冷却泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为:下限频率并锁定,变频冷却水泵的频率是取冷却管进、出水温度差和出水温度信号来调节,当进、出水温差大于设定值时,频率无级上调,当进、出水温差小于设定值时,频率无级下调,同时当冷却水出水温度高于设定值时,频率优先无级上调,当冷却水出水温度低于设定值时,按温差变化来调节频率,进、出水温差越大,变频器的输出频率越高;进、出水温差越小,变频器的输出频率越低。
1 、只需在中中央空调冷却管出水端安装一个温度传感器(如图,安装在冷却水系统中中央空调冷却水出水主管上的 B 处),简单可靠。
2 、当冷却水出水温度高于温度上限设定值时,频率直接优先上调至上限频率。
3 、当冷却水出水温度低于温度下限设定值时,频率直接优先下调至下限频率。而采用冷却管进、出水温度差来调节很难达到这点。
4 、当冷却水出水温度介于温度下限设定值与温度上限设定值时,通过对冷却水出水温度及温度上、下限设定值进行PID计算,从而达到对频率进行无级调速,闭环控制迅速准确。
5 、节能效果更为明显。当冷却水出水温度低于温度上限设定值时,采用冷却管进、出水温度差来调节方式没有将出水温度低这一因素加入节能考虑范围,而仅仅由温度差来对频率进行无级调速,而采用上、下限温度来调节方式充分考虑这一因素,因而节能效果更为明显,通过对多家用户市场调查,平均节电率要提高 5%以上,节电率达到20%以上。
通过设定变频器参数可使冷冻水系统充分交换一段时间,然后再根据冷冻回水温度对频率进行无级调速,并且变频器输出频率是通过检测回水温度信号及温度设定值经PID运算而得出的。
冷却水的变频器控制:
对压缩主机冷却的冷水泵关系到整个空调系统的正常工作,但因气候气温变化,冷却水的循环量也应当有所变化,现行的方式是通过阀门人为调节(很多场合无调节阀)。而采用变频器可以根据实际情况,通过检测冷却水进出口温差,自动控制电机转速,不但可以满足空调系统的要求,而且可以使节电量在25%--50%之间。
冷水泵改造后可以达到以下优点:
电机软起动,无起动冲击电流;
节电在25%--50%之间;
降低水泵转速,对整个系统可靠、稳定运更有保障,设备的维护成本大大降低;
可以自动调节运行,无须操作工频繁动作;
变频器在循环水的冷却中的应用:
离心泵对水流量的控制:
水系统能量调节(变流量控制):
新风机组的自动控制:
新风机相对集中设置,新风机是一种较大型的风机加盘管机组,专门用于处理和向各房间输送新风。新风是经管道送到各房间去的,因此要求新风机的风机有较高的压头。
空气处理机组的控制是整个中央空调系统的重要组成部分和核心。对空气处理机组的控制,主要就是要控制被调区域的温度和湿度,以及新风量的大小。在空调系统中,足够的新风量对于提供良好的室内空气品质(IAQ),保证室内人员的舒适感和身体健康有着直接意义。
新风补偿控制:
把室内温度或室内温度敏感元件称为T1,送风温度或送风温度敏感元件称为T2,新风温度或新风温度敏感元件称为T3。新风补偿控制可以简称为3T控制。它主要有两个目的:其一是随着室外温度的变化改变室内温度,以求得保健与舒适感方面的改善;其二是可以消除由于新风温度的变化而带来的室内温度余差。新风补偿控制分为冬季补偿和夏季补偿两种。
送风补偿控制:
把室内温度或室内温度敏感元件称为T1,送风温度或送风温度敏感元件称为T2,因而送风补偿控制可以简称为T2控制。在工业仪表中可以使用PID调节器来解决。在舒适性空调中采用T2补偿控制简单易行,而且也可以达到近似的PID效果。
新风量的调节控制:
冬季的控制方法其特点是在新风入口处增加了新风阀及回风阀的控制。这两个阀连动。并且与风机连锁。风机一停,新风阀就要全关,风机一开,新风阀就要开,但其开度要预先设定。在风道中设置有四个温度传感器,送风管道内为T1,回风管道内为T2,新风管道内为T3和T4。为了使连动风阀控制更有效,在过度季节里还可以通过T1及调节器控制风阀的电机,用新风来给室内降温。另外还在新风道内设有T4,当新风温度逐渐升高、失去冷却作用时,就命令新风阀开到最小开度,以节省能量。
风机跟踪法,设置独立的新风机进行变风量系统新风量控制,二氧化碳浓度监控法。
新风机组的监测与控制:
1) 新风机组运行参数的监测
2) 新风机组运行参数的自动控制
3) 新风机组的联锁控制
中央空调新风控制系统如下所示。安装于回风管内的温度传感器把检测到的回风温度(相当于房间温度),送往温度控制器与设定温度相比较用PID规律控制,输出相应的电流信号控制水阀动作,使回风温度保持在要求的范围内。安装于风管内的湿度传感器把检测到的送风相对湿度送往控制器,并与设定湿度相比较:用比例积分(PI)规律控制,输出相应的电流信号,控制加湿阀动作,使相对湿度保持在要求的范围内。
DDC 控制器完成的主要功能:
①空调区域温湿度监测与显示。根据空调区域的面积,采用若干个温/湿度传感器,将其信号取平均值计算。②空调区域温度、湿度的自动控制。③表冷器(加湿器)上二通阀开度、电动风阀开度能在现场控制柜上显示及手动调节。④新风温度、湿度监测与显示。⑤送、回风机运行状态(开机/停机)显示。⑥送、回风机启停控制(可自动启停风机,也可在控制器上手动启停风机)。⑦送、回风机的过载故障报警。⑧送、回风机与防火阀联锁,发生火灾日寸防火阀报警并自动关闭送、回风机与风阀。⑨过滤器过阻报警、提醒运行操作人员及时清洗更换过滤器。⑩自动调节表冷器或加热器L的三通阀和电动风阀的开度,以调节冷冻水的流量和新风与回风的比例。另外还要与中央管理微机通讯,接受管理微机对其发出的集中管理指令,并发送出管理微机所需要的数据和信息。
控制方式——定风量控制方式
控制算法——比例积分调节方式
防冻保护程序的启动
风机停止,室外空气温度不高于5℃时;风机未停机,换热器出口水温低于8℃时关风门+关风机。
1 )对新风机组进行启停控制。
2 )新风机组风机启动后,新风阀联锁开启。
3 )根据温度T1控制冷、热盘管电动阀MD1的开关。冬/夏工作转换后,冬季根据湿度H控制加湿器电磁MD2的开、关。
4 )温度T1低至防冻报警温度时,自动切断风机电源。联锁关闭新风阀VD,全开电动水阀MD1,并发出报警信号。
5 )过滤器积尘达到一定程度后,压差开关发出淤塞报警信号。
6 )停机时,新风阀VD联锁关闭,电动阀MD1全关,关闭电磁阀MD2。
7 )监测送风机运行状态。
新风机组的节能控制:
新风机组的节能控制通常以送风风道温度或房间温度为调节参数,即把送风风道温度或房间温度传感器测量的温度送入DDC控制器与给定值比较,产生的偏差由DDC按PID规律调节表冷器回水调节阀开度以达到控制冷热水量,使夏天房间温度低于28 ℃,冬季则高于16℃。
风机、风门状态连锁程序:
在定风量系统中,新风风门一般为全开或全关状态。新风机组启动时,先将新风风门全开,然后再启动送风机;新风机组关闭时,先停止送风机,然后再关闭新风风门,以防止新风机组内部负压过大对机组造成损害。
此外,新风机组送风湿度调节、基准参数的再设控制、过滤器堵塞报警、防霜冻保护、风机运行状态检测、空气质量保证、设备的开/关控制、与消防系统联动等与空调机组的控制原理和要求相同。
两管制新风控制接线图:
冷/热合用盘管新风控制接线图:
四管制冷/热独立盘管新风处理系统:
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中央空调
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中央空调:全空气系统-全水系统-空气/-水系统-直接蒸发系统1. 全空气系统 (All-Air System) 全空气系统是一种集中式系统,其中空气在中央处理装置(例如,空气处理机组 AHU)中被调节(冷却、加热、除湿或加湿),并通过风管网络输送到建筑的各个部分。这种系统可以设计成单一的供应系统或带有再热盘管的两阶段系统,以提供更精确的温控能力。全空气系统适用于需要大量空气流通和均匀温度控制的大空间,如剧院、体育馆和大型办公室。
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