空调机组控制系统设计(编辑修改稿)

空调机组控制系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

气冷量（或热量）来调节室内环境，以最大限度减少能源消耗。 按事先在日历上确定的程序，区分 “工作 ”与 “非工作 ”时间，对室内环境实施不同标准的自动控制，下班后自动降低室内照度与温湿度控制标准，已成为智能大厦的基本功能。 利用空调与控制等行业的最新技术，最大限度地节省能源是智能建筑的主要特点之一。 其经济性也是智能建筑得以迅速推广的重要原因之一。 能满足多种用户对不同环境功能的要求 传统建筑是根据事先给定的功能要求，完成其建筑与结构设计。 智能建筑要求其建筑结构设计必 须具有智能功能，必须是开放式结构，允许用户迅速而方便地改变建筑物的使用功能或重新规划建筑平面。 室内办公所必需的通信与电力供应也具有极大的灵活性，通过结构化综合布线系统，在室内分布着多种标准化的弱点与强电插座，只要改变跳接线，就可快速改变插座功能，如变程控电话为计算机通信接口等。 智能建筑的灵活性与机动性极强，一天之内，使办公环境面目一新已不足为奇。 现代化的通信手段与办公条件 在信息时代，时间就是金钱。 在智能建筑中，用户通过国际直拨电话、可视电话、电子邮件、声音邮件、视频会议、信息检索与统计分析 等多种手段，可及时获得全球性金融商业情报、科技情报及各种数据库系统中的最新信息；通过计算机通信网络，可以随时与世界各地的企业或机构进行商贸等各种业务工作。 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 6 投资与回报 智能化系统是高科技的产物，技术性强，系统庞大，结构复杂，功能齐全，涉及的领域多，包括从电气、电子、计算机、自动化到暖通空调、系统集成等多方面的内容。 智能化系统的实施更是一个完整的系统工程项目。 智能建筑节能是高效能和具有高投资回报率的体现。 相对整个建筑和建筑内各种机电设备而言，虽然楼宇自控系统的投资不大，但楼宇自控系统的 价格还是不低的。 广大业主和楼宇自控系统的设计工程人员都应关注楼宇自控系统的作用和产生的效益，任何业主不可能为追求先进技术或宣传作用，把楼宇自控系统作为一种摆设对其进行投资，它必须能够为业主带来足够的效益。 建筑耗能组成中，采暖、空调、通风设备耗能达 65%，故如何优化安排协调较大耗能设备使之较大幅度节能是我们当先不断探索的重要课题。 发展趋势 智能建筑是个国家的综合国力和科技水平的具体体现之一，被认为是本世纪建筑发展的主流。 目前，世界各国都在加大力度发展信息高速公路。 中国也把信息高速公路的建设纳入 了重要的议程。 智能建筑与国际信息高速公路接轨，也将促进信息高速公路的极大发展。 智能建筑要想给人们带来安全、舒适、高效等的工作和生活空间，要综合运用现代高科技，进行规范化、标准化、集约化的开发与设计，既充分利用现有资源，又不破坏周边环境，向 “绿色建筑 ”的方向发展，才能实现智能建筑的可持续发展。 具体来说，随着楼宇智能化技术的发展特别是以太网技术在楼宇自动化系统中的应用，传统的 “3A”说法将淡化，系统趋于统一， OAS、 CAS、 BAS 界限将更加模糊，系统集成将更加简便，楼宇智能化系统的成本也将进一步下降。 能源危机已经成为当代急需解决的问题之一，也成了当前研究的热点。 楼宇智能化系统可对能源进行科学合理的分配达到节能的目的。 因此，高效节能也将是楼宇自动化系统发展的重要方向，这其中也包括新能源的利用，如目前的太阳能光伏建筑 ,如何在智能建筑中利用光伏电能也将是智能楼宇自动化系统研究和发展的一个方北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 7 向。 无线网络可以省去布线，节约资源，在楼宇自控网络系统中也有较大的研究和应用价值。 楼宇自动化系统与网络技术结合紧密， DCS 和现场总线在目前楼宇自控系统已经得到广泛应用，但也存在一些诸如没有统一协议标准以致集成成本过高等问题。 BAC 标准以其先进的技术、完善的体系结构和开放的理念正式成为建筑智能化系统领域中的唯一 ISO 标准，将得到广泛应用。 工业以太网技术由于其全开放、成本低、带宽高、稳定性和可靠性高、应用广泛、共享资源丰富等优点将成为楼宇自控系统研究应用的热点。 家居自动化、家用智能电器的网络化在不久的将来也将进入楼宇自动化控制系统的研究应用领域。 节能研究、新能源开发利用、无线网络等技术在智能楼宇领域的应用也将成为楼宇自动化系统的重要研究方向。 智能建筑是信息时代的必然产物，是信息技术与现代建筑的有机集成。 其发展趋向主要体 现在一下几个方面 : 1) 使用工程方法设计、开发和进行智能建筑的工程施工； 2) 不断提高智能建筑开放性； 3) 信息系统中多媒体、视频数据处理技术以及无线网络技术的更深入应用； 4) 智能建筑互联网技术更加成熟； 5) 办公方式多样化高效化； 6) 智能建筑节能定量化和高精度控制。 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 8 3 空调末端与冷源设备的协调运行 楼控系统与空调系统 楼控系统的运行 楼控系统可以实现建筑水、电、热量、燃气等能源消耗的自动统计计量。 常规仪表对水、电、燃气等能源消耗的计量只能显示能耗总量，不同时段能耗的统计需要靠人工读取常规仪表的数 据来完成。 楼控系统在总量计量的基础上，自动采集能耗计量数据，将建筑各区域、各时段、各种能源的消耗量记录分类保存到数据库中，并且通过调整采样频率，可以实现逐年、逐月、逐日、逐时，甚至每分钟能源消耗的统计，为建筑能耗的动态分析提供了依据。 在能耗分析软件的帮助下，楼控系统利用能耗数据库记录的数据，绘制各个时段、各建筑区域能耗曲线，分析能耗特点以及节能潜力，为节能措施的合理选择提供帮助。 合理的配置和设计楼控系统可以事半功倍地改善建筑运行状况，降低系统运行能耗，改善居住办公环境。 因而，楼控系统对改善建筑运行有着重要的 意义。 中央空调组成 中央空调系统是由冷 /热源和前端设备两大部分组成。 中央空调系统的前端设备主要有：空调机组、分机盘管、新风机组和变风量空调机组等。 冷热源设备是空调系统的主要组成部分。 冷热源设备不仅监控过程较为复杂，而且节能技术手段内容丰富 ,其中央空调原理示意图如 所示： 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 9 图 中央空调系统原理图 空调系统末端 当室内空气参数偏离设定值时，采取相应的空气调节技术，使其恢复到定值，完成空气调节的设备叫做空调机组末端设备也叫空气处理设备。 空调系统由空调机组和冷 /热源组成。 常见的空调 末端设备包括空调机组、新风机组、风机盘管、变风量空调系统等。 空调机组 在一栋大楼里，每层几乎都需要配备空调机组。 空调机组如图，它的组成包括：新风阀、回风阀、排风阀、过滤器、冷 /热盘管和送风机。 空调机组的任务就是把新风和回风两部分的混合风，经过表冷表热，把空气的温度调整到所需要的温度使室内空气参数达到预定要求。 控制系统中的现场设备由现场控制器（ DDC）、新风温度传感器、新风湿度传感器、回风温度传感器、回风湿度传感器、送风温度传感器、送风湿度传感器、防冻开关、压差开关、电动调节阀、风阀执行器组成。 四 管制空调机组就是可以表冷也可以表热的空调。 每两根管子为一组，一根管子是由自控阀门控制的，另外一根管子是旁通管。 当装有自动阀门的管子需要维护维修的时候，旁通管做为备用管来用。 其实物如下所示： 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 10 图 空调机组实物图 空调机组的工作原理： 空调系统的特点是改变送风量来满足室内冷 (热 )负荷变化的。 空调机组原理图如下： 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 11 图 空调机组原理图 空调向室内送冷风，送入室内的冷 (热 )量及计算公式为： Q=C*P*L(tnts) 式中： C—空气的比热容 [kj/(kg℃ )]。 P—空气密度 (kg/m^3)。 L—送风量 (m^3/s)。 tn—室内温度 (℃ )。 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 12 ts—送风温度 (℃ )。 Q—吸收 (或送入 )室内的热流量 (kw)。 从上式可看出，为了吸收室内相同的热量，可设 L 为一常数，改变送风温度 ts,ts 越小，吸收室内热流量越大，因此改变送风温度就可适应室内负荷变化，维持室温不变，这就是定风量空调系统的工作原理。 在该系统中，空调机接通电源后以衡转速运行，风量是恒定的故称为定风量空调系统。 空调机组运行状态及参量监控： (1)从室外的温度传感器和新风口上的风管式温度传感器采集室外新风温度。 (2)从室外的湿度传感器和新风口上的风管式湿度传感器采集室外新风湿度。 (3)安装在过滤网上的压差开关监测过滤网两侧压差。 (4)从安装在送风管和回风管上的风管空气温度传感器采集送 /回风温度。 (5)从安装在送风管和回风管上的风管空气湿度传感器采集送 /回风湿度。 (6)使用安装在空调区域或回风管上的空气质量传感器（如 CO2 传感器）进行空气质量监测。 (7)自安装在送风管表冷器出风侧的防冻开关采集防冻开关状态监测信号（在冬季温度低于 0℃ 的北方地区使用）。 (8)通过送 /回风机配电柜热继电器辅助触点处的开闭状态采集到送 /回风机故障状态的监测。 (9)通过对送 /回风机配电柜热继电器辅助触点，对送 /回机运行状态进行监测。 (10)从 DDC 的 DO 口到新风口风门驱动器控制电路，调节控制新风口风门开度。 (11)从 DDC 的 DO 口到回风 /排风风门驱动控制电路，控制调节回风 /排风风门开度。 (12)从 DDC 的 AO 口输出到冷 /热水阀门的驱动控制器控制输入口，控制调节冷 /热水阀门开度。 (13)从 DDC 的 DO 口到送 /回风机配电箱接触器控制回路，进行送 /回风北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 13 机启停控制。 空调机组的自动控制与节能运行： (1)连锁控制 空调机组启动时的连锁控制顺序为：新风风门 → 回风风门 → 排风风门开启 → 送风机启动 → 回风机启动 → 冷热水调节阀启动 → 加湿阀开启。 空调机组停机控制顺序：关闭加湿阀 → 关闭冷热水阀 → 送风机停机 → 新风风门关闭 → 回风风门关闭 → 排风风门关闭。 (2)空调机组的温度调节与节能运行 空调机组中，用回风温度作为被调参数，由回风温度传感器测出的回风温度量传给 DDC， DDC 计算回风温度与设定温度的差值，按 PID 调节规律处理并输出调节控制信号。 通过调节空调机组冷热水阀门开度 调节冷 /热水量，使被控区域的温度保持在设定值，室外温度变化通过新风温度变化来反映，新风温度只输入给 DDC 进行处理好后控制相应的调节阀开度，进而达到空调区域的温度控制。 (3)空调机组回风适度控制 由回风湿度传感器测出的回风湿度量值信号送回 DDC，通过与给定值比较后产生一个偏差，经由给定算法（ PI 规律调节）后产生控制调节加湿电动阀开度，使被调节区域的空气湿度值满足设定要求，一般来讲，夏季房间的相对湿度保持在小于 75%而冬季则应大于 30%。 (4) 新风风门、回风风门及排风风门的控制 由新风温 /湿度传感器和回风 温 /湿度传感器测出的温 /湿度信号量值传送给 DDC， DDC 处根据这些数据进行焓差计算，按回风和新风的焓烩值比例及新风量的要求，调节新风风门和回风风门开度，同时使系统在趋近较佳的新风、回风比例上节能调节。 (5)过滤器压差报警及机组防冻 在过滤网出现堵塞严重、积灰较严重的情况下，装置在过滤器上的压差开关报警。 冬季时，还需要对机组进行防冻监测和控制。 (6)空气质量控制 使用 CO、 CO2 等气体传感器监测室内空气质量， DDC 接收到这些测出北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 14 量后，进行对比运算，再输出控制信号调节新风风门开度，通过调节新风量供给来控制空 调区域的空气质量。 (7)空调机组的定时运行和远程控制 通过控制系统，按给定的时间表对空调机组进行定时启 /停控制，并能对相关设备进行远程控制。 空调机组主要控制功能： (1)回风温度自动控制 冬季自动调解热水阀开度，保证回风温度为设定值；夏季自。