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1、某税务局办公区区空调控制系系统设计摘 要 随着现代科技的的不断发展，智智能楼宇系统统也在不断发发展，而作为为现代建筑智智能化最重要要标志的中央央空调控制系系统，伴随着着现代电子信信息技术的发发展，在全世世界范围内也也得到了迅猛猛的发展，且且形成了一套套特有的经典典理论，这对对后世的中央央空调控制系系统的发展必必然有着深远远的影响。中中央空调控制制系统现已成成为智能建筑筑实现智能化化空调监控和和管理所必需需的系统。本设计主要以某某税务局办公公区空调控制制系统为例，首首先介绍了中中央空调控制制系统的发展展状况和研究究背景，然后后详细研究了了空调系统和和控制系统的的基本原理，结结合几种具体体的空调系
2、统统控制框图进进行优略分析析，进而选择择适合本设计计的控制方案案，结合具体体的选型手册册进行设备选选型，最后对对本设计进行行了基本的经经济性分析。本本设计的设计计重心放在对对风机盘管加加新风系统的的控制分析和和选型上。关键词：智能楼楼宇 中央空调 控制制 风风机盘管 The Deesign of Air Condittioninng Controol Systemm of a Taax Bureauus Officee AreaABSTRACCTWith thhe devvelopmment oof moddern ssciencce andd techhnologgy，intellligen
3、nt buiildingg systtem iss alsoo in pprogreess.Centrral aiir-connditiooning contrrol syystem has bbecomee the most imporrtant symbool in moderrn inttelliggent bbuildiing，With the ddeveloopmentt of mmodernn elecctroniic infformattion ttechnoology，AAlso ggot raapid ddeveloopmentt worlldwidee，And formee
4、d a sset off uniqque cllassiccal thheory.The ddeveloopmentt of tthis ssystemm of ccentraal airr condditionner coontroll on ffuturee geneeratioons wiill haave a profoound iimpactt.Centrral aiir-connditiooning contrrol syystem has bbecomee a syystem of inntelliigent buildding rrequirred too achiieve t
5、the inntelliigent air ccondittioninng monnitoriing annd mannagemeent.This desiggn maiinly iin thee Inlaand Reevenuee Depaartmennt offfice aair coonditiioningg conttrol ssystemm as aan exaample.It fiirst iintrodduces the ddeveloopmentt stattus annd ressearchh backkgrounnd of centrral aiir-connditioon
6、ing contrrol syystem.Then we sttudy tthe baasic pprinciiple oof airr condditionning ssystemm and contrrol syystem.Combiined aair coonditiioningg systtem wiith seeverall conttrol cchartss and analyysis.And tthen cchoosee the contrrol sccheme of thhe dessign.Combiined wwith tthe maanual selecction of
7、sppecifiic equuipmennt。At the eend off the desiggn of the eeconommic annalysiis of the bbasic，TThe deesign focuss of tthe deesign on thhe conntrol analyysis aand seelectiion off fan-coil unit plus freshh air systeem.Key Worrds:Intellligentt buildding Centrral aiir-connditiooning Conttrol ssystemm Fa
8、nn coill systtem目 录第一章 绪论11.1课题研究究背景11.2课题研究究目的11.3国内外发发展状况21.3.1在单单室内机的房房间空调器方方面21.3.2在多多室内机的房房间空调器(一机多挂系系统)方面31.4本文的主主要研究内容容4第二章 中央央空调控制系系统方案选择择62.1中央空调调系统62.1.1中央央空调系统的的一般组成62.1.2中央央空调系统的的分类72.1.3中央央空调系统的的发展状况72.2中央空调调控制系统82.2.1中央央空调控制系系统的特点82.2.2中央央空调系统的的基本自控原原理122.2.3空调调自动化的任任务及内容132.2.4空调调自控系统
9、的的分类14第三章 冷负负荷计算193.1建筑物基基本情况概述述193.2建筑物冷冷负荷计算19第四章 中央央空调控制系系统方案设计计254.1设计原则则254.2方案简介介254.3系统设计计需求274.3.1设备备管理274.3.2精度度要求274.4控制对象象介绍284.5新风机组组控制系统和和风机盘管控控制系统304.5.1新风风机组控制304.5.2风机机盘管系统控控制314.6 I/OO点布置334.7控制算法法简介344.7.1送风风温度的控制制344.7.2送风风湿度的控制制354.8通信协议议35第五章 控制制系统主要硬硬件配置与设设备选型365.1检测与变变送设备的选选型3
10、65.2执行器的的选择385.3现场控制制器的选择415.3.1硬件件组成415.3.2DDDC控制器的的选择42第六章 中央央空调控制系系统经济性分分析44第七章 总结与与展望467.1主要工作作回顾467.2课题展望望46参考文献477致 谢49天津理工大学2013届毕业设计说明书第一章 绪论1.1课题研究究背景 随着现代社会会科学技术的的不断发展，人人们生活水平平得到了很大大的改善和提提高。国内各各式建筑的空空调系统愈加加趋于复杂和和庞大，加之之人们对生活活舒适度的要要求越来越高高，这就要求求我们队中央央空调系统进进行更高精度度，更加合理理的控制，而而过去的人力力控制或者简简单的机械控控
11、制显然不能能满足这个要要求。同时，在在进入21世世纪之后，人人类越来越意意识到了资源源的短缺，特特别是中国，作作为一个能源源及其缺乏的的社会主义国国家，节约能能源已经是迫迫在眉睫的大大事，于是，利利用计算机等等现代化设备备对中央空调调系统进行自自动控制顺势势而生，以其其优越的控制制性能和极高高的性价比得得到了人们的的广泛认可，并并推广使用。在在这些自控手手段中，DDDC控制，PPLC控制因因方法简单，效效果明显，质质量可靠，成成为了最常见见的自控手段段，此次我们们的控制方案案亦采用DDDC控制（直直接数字控制制）。DDC控制微处处理器为基础础，不借助模模拟仪表而将将系统中的传传感器或变送送器的
12、输出信信号直接输入入至微型计算算机中，经微微机预先编制制的程序计算算机处理后直直接驱动执行行器的控制方方式。DDCC控制器中的的CPU运行行速度很快，并并且其配置的的输入输出端端口（I/OO）一般较多多。因此，它它可以同时控控制多个回路路，相当于多多个模拟控制制器1。DDDC控制器具具有体积小、连连接少、功能能齐全、安全全可靠、性价价比高等优点点。1.2课题研究究目的中央空调控制系系统，是通过过对室内空气气的温度、湿湿度、洁净度度以及气流组组织等参数进进行精准的检检测和合理的的控制，使上上述各参数维维持在一定的的范围内，以以保证对室内内人员舒适度度的要求。同同时，由于在在现代建筑中中空调系统的
13、的耗能占到很很大的比例，特特别是在很多多的大型酒店店中，空调系系统的能耗甚甚至可能占到到总能耗的550%以上，所所以，中央空空调控制系统统的另一个目目的就是最大大限度的节约约能源，为社社会节能做出出贡献。在现代商业及工工业楼宇中，空空调系统设备备较多，自动动化管理是使使其安全工作作并良好运行行的重要保证证。同时，空空调的能源消消耗占总能源源消耗的400%以上，因因此空调节能能是节能的重重要手段，对对高层建筑而而言更是如此此。采用空调调自控产品，相相对与老式空空调机的单一一运行模式，具具有以下优势势：1、由于于空调系统实实现了自动化化监控和管理理，可以使系系统能够更安安全的运行，并并最大限度地地
14、提高舒适程程度：2、由由于空调系统统实现了自动动化监控和管管理，可以在在满足系统安安全运行及保保证系统的各各种技术指标标的同时，最最大限度的实实现节能控制制，符合日益益突出的节能能和环保要求求。有关资料料表明，采用用空调自控系系统后，可节节约空调系统统设备年度运运行费用的110%，更乐乐观的估计认认为可达到115%30%，而而空调自控产产品的投资占占整个楼宇或或厂房总投资资的0.5%左右，收回回投资时间很很短：3、由由于空调系统统实现了自动动化监控和管管理，减少突突发事故的发发生和设备损损坏，从而带带来潜在效益益2。1.3国内外发发展状况随着越来越多的的高层建筑以以惊人的速度度出现在我们们的生
15、活中，中中央空调的使使用量也在大大规模地增加加。目前，我我国大多数建建筑的空调系系统仍采用常常规的仪表对对空调系统进进行监测、控控制和管理，这这种控制方法法的弊病是明明显的，不仅仅无法保证控控制精度，耗耗费人力物力力，而且由于于控制参数选选取及权衡不不当使得控制制效果不理想想。随着计算算机技术、信信息技术和自自控技术的高高速发展，以以及它们在暖暖通空调领域域的广泛应用用，利用系统统集成的方法法代替传统的的仪器、仪表表，能够更有有效的对空调调系统进行控控制，提高空空调系统的运运行性能，节节省运行能耗耗，同时也降降低了运行管管理费用和管管理人员的劳劳动强度33。1.3.1在单单室内机的房房间空调器
16、方方面变频技术、微电电脑和电子膨膨胀阀在空调调器上的应用用为空调器的的智能控制创创造了最基本本的条件。我我国自90年年代初开始研研究空调器的的智能控制，现现已研制出多多种形式的变变频空调器或或智能空调器器，对推进我我国空调业的的进步作出了了贡献。西安安交大朱瑞琪琪于19911年开始研究究制冷空调设设备的变频能能量调节技术术。李家朋针针对我国房间间空调器普遍遍采用单相压压缩机的现状状，探索开发发出两相变频频器，并应用用电子膨胀阀阀进行变流量量控制，利用用16位微机机并引进模糊糊概念提高空空调器的控制制功能，为变变频空调器国国产化作出了了大胆的探索索。李家朋在在空调器舒适适性和节能运运行的控制中中
17、，提出了用用表征房间热热负荷大小的的“热容C”和表征房间间漏热程度的的“热阻R”进行模糊辩辩识的方法。研研究表明，用用此方法研制制的模糊控制制空调器会按按季节、气温温、漏热情况况等条件，自自动地选择合合适的工作模模式，保证了了空调环境的的舒适度和制制冷系统的节节能要求。在空调系统的设设计过程中，设设计负荷选取取的是最大负负荷，事实上上，在日常运运行过程中的的大部分时间间里，实际负负荷只占到设设计负荷的770%左右，由由此，如果我我们依然放任任这种状况的的发展，不仅仅会造成大量量的人力和物物力浪费，最最关键的是会会造成能源的的极大浪费。这这些能源浪费费主要存在于于以下几方面面：1、负荷荷估算值偏
18、大大；2、空调调主机选型容容量加大，在在冷负荷估算算值加大后，空空调主机制冷冷量也相应的的加大。3、水水系统中通过过节流阀或调调节阀来调节节流量、压力力，冷冻水系系统和冷却水水系统中消耗耗了水泵较大大的输送能量量。在传统的的运行方式下下，只要启动动水泵，就会会在工频满负负荷状态下运运行。4、起起停频繁对设设备长期安全全运行带来不不利影响。起起动电流通常常为额定值的的5倍左右，电电机在如此大大的电流冲击击下，进行频频繁的起停，对对电机、接触触器触点产生生电弧冲击，也也会给电网带带来一定冲击击，起动时带带来的机械冲冲击和停止时时的承重现象象也会对机械械传动、轴承承、阀门等造造成疲劳损伤伤。1.3.
19、2在多多室内机的房房间空调器(一机多挂系系统)方面由于多室内机空空调器的节能能和舒适性控控制，涉及到到必须对系统统中的工质循循环量和进入入各室内机的的工质流量加加以严格精确确地控制问题题，它不仅与与系统的控制制有关，同时时也与系统的的设计有着密密切的关系。在在这方面，目目前国内主要要是在研制一一拖二和一拖拖三空调器，根根据其结构形形式和运转特特点可分为如如下四种方式式。(1)一台定速速压缩机对应应一台室内机机的多制冷系系统。这种机机型在控制上上难度最小，但但结构复杂、体体积大、成本本高，不能体体现一机多挂挂系统的价格格优势和节能能优势。(2)单台定速速压缩机多台台室内机间歇歇供冷(热)系统。由
20、于于制冷工质按按时间交替分分配给各室内内机，所以根根本不能满足足室内环境的的舒适性要求求。(3)单台定速速压缩机多台台室内机同时时供冷(热)系统。这种种系统采用定定速压缩机，降降低了空调器器成本，并能能减少压缩机机的启停次数数，较好地实实现房间的舒舒适性控制。但但并不能从本本质上解决压压缩机的起停停损失和对电电网的冲击，不不能提高空调调器的能效比比和季节性能能比。(4)单台变频频压缩机多台台室内机同时时供冷(热)系统。通过过采用电子膨膨胀阀调节进进入各室内机机的工质流量量，使之满足足各室内的冷冷(热)负荷荷要求，改变变压缩机的运运转频率调节节制冷系统所所需要的工质质循环量，并并采用软硬件件相结
21、合的方方式调节室内内外风扇转速速、四通阀、室室内机的风向向调节板等可可控部件，实实现室内环境境的高舒适性性和系统的节节能控制。随着智能建筑在在中国的飞速速发展，楼宇宇自动控制技技术和装置也也得到快速的的发展。对于于楼宇自动控控制而言，在在确保建筑内内舒适和安全全的办公环境境的同时，还还要实现高效效节能目的。因因此诞生了综综合现代计算算机技术、现现代控制技术术、现代通信信技术和现代代图形显示技技术的集散型型控制系统。集集散型中央空空调监控系统统在我国的智智能建筑中得得到广泛应用用，其自动监监视、测量、控控制和管理功功能是相当优优越的，自动动化程度高，节节约了大量的的劳动力和运运行费用。220世纪
22、900年代未至221世纪初，我我国在中央空空调系统的控控制领域，同同时推出两项项节能技术和和产品：中央央空调变频调调速控制节能能系统和中央央空调变流量量控制节能系系统。将这两两项技术相结结合，在集散散型中央空调调监控系统的的基础上，增增加PLC和和变频技术，并并且与智能控控制方法相结结合，将原有有的定流量系系统改为变流流量控制系统统，从而使中中央空调的各各泵组和冷却却塔风机的运运行跟随负荷荷的变化而同同步变化，就就能够在保证证负荷需求的的前提下，实实现中央空调调系统的最大大节能4。国内还有一些科科研机构和企企业的科研团团体，也都开开展了智能空空调器的研制制工作，其核核心内容都集集中在对单相相压
23、缩机变屏屏调速控制器器和智能型室室温控制器的的研究，其研研究成果还未未见公开发表表。智能型空空调器是一个个综合技术的的聚合体，是是集制冷系统统的优化设计计、变频调速速、模糊逻辑辑控制、神经经网络技术、计计算机通信等等于一体的新新技术产品。开开发难度较大大，国内尚属属于起步阶段段，从有关研研究文献来看看，目前采用用人工智能理理论在变频空空调器中的控控制，绝大多多数是以室温温为目标进行行简单地控制制，从而明显显忽视了电子子膨胀阀开口口度与蒸发器器过热度、压压缩机频率以以及运行模式式之间的重要要关系，这样样势必难以保保证整个制冷冷系统始终运运行在最佳的的控制状态，也也使得变频空空调在高效、节节能方面
24、难以以充分发挥。我国空调业从11964年诞诞生第一台窗窗式空调器以以后，发展非非常缓慢。到到80年代初初，大量地引引入技术和生生产线以后，才才开始了较大大速度的发展展，同时在一一些高等院校校和有实力的的生产厂家陆陆续成立了相相应的研究机机构。其研究究方向主要集集中在空调制制冷系统及部部件的优化设设计、制冷系系统特性及仿仿真、工质替替代和人工环环境特性等应应用基础研究究方面，取得得了诸多的科科研成果。但但对于实现环环境的舒适性性调节和空调调系统的智能能控制方面的的研究才刚刚刚起步，有待待于进一步的的深入和发展展。我国从11991年开开始研究制冷冷空调设备的的变频能量调调节技术，对对电子调节阀阀的
25、调节特性性及其应用领领域进行了系系统研究。大大部分研究工工作都集中在在单相压缩机机变频调速技技术和室内环环境的舒适度度控制方面。11995年以以后，日本向向中国开放了了变频压缩机机市场，国内内部分企业开开始引入日本本技术和设备备，生产变频频空调器。之之后，对变频频空调器的实实验与仿真称称为国内的研研究热点，各各科研机构与与空调生产气气企业进行了了相应的理论论和实验研究究工作。放眼看世界，在在世界空调行行业中，900年代以前，660%的市场场被日本人占占有，并且在在制造技术、控控制技术上都都处于世界最最前沿。日本本空调系统的的发展过程，大大致可以分为为五个阶段。在在其发展过程程中，变频技技术和人
26、工神神经网络技术术在空调系统统中的应用，具具有划时代的的意义，它为为创造舒适环环境，实现空空调系统的高高效节能运行行提供了技术术保证。在控控制目标方面面，从单一的的温度控制发发展到室内热热环境特性等等的综合控制制，如PMVV（Preddictedd Meadd Votee）指标，现现已成为国际际标准，Suunao FFunakooshi等开开发了一个空空调系统，以以PMV指标标来控制室内内温度以提高高空调列车的的舒适性。在在控制算法方方面，传统的的PID控制制方法比较成成熟。目前控控制理论中比比较热门的两两种理论：模模糊逻辑控制制和神经网络络控制已经被被大量地引入入制冷空调控控制领域。而从目前
27、国外发发达国家空调调技术的发展展来看，从八八十年代起，变变风量空调系系统已在发达达国家的公共共建筑物中出出现，到近期期在西方国家家中，国内目目前常用的风风机盘管加新新风系统已不不允许在办公公大楼中采用用，因为该系系统无法解决决房间的全面面通风问题，特特别是在内区区的房间（没没有外窗的房房间）。同时时，国内常用用的两管制风风机盘管加新新风系统更无无法解决内区区房间的冬季季制冷问题。 欧洲的一些些国家更是对对建筑物内的的空气品质进进行检测，如如被定为“病态建筑”，该大楼将将不允许使用用，由此可见见发达国家对对室内环境的的高标准及室室内环保的重重视。 变风风量空调系统统是一种全空空气系统，它它是用送
28、风温温度来控制室室内温度的。变变风量系统可可以同时满足足室内的空气气品质，又达达到节能的目目的。是目前前发达国家在在办公大楼及及公共商业建建筑中普遍采采用的系统5。1.4本文的主主要研究内容容本文以某税务局局中央空调系系统为研究对对象，分析空空调系统研究究背景以及目目前国内外发发展状况，同同时从空调系系统的基本原原理出发，从从多个方面分分析了中央空空调的基本控控制原理及控控制要求，同同时给出了中中央空调监控控系统的基本本结构，在简简单地分析了了空调系统的的结构组成和和分类后，针针对本设计，进进行了具体的的方案选择，II/O口布置置，控制器选选型及参数设设置，网络连连接，传感器器选型，阀门门选型
29、等，最最后，对方案案经行了细致致全面的经济济分析。具体体的设计内容容如下： 1.根根据建筑的具具体情况计算算冷负荷。2.确定空调控控制系统的控控制方案，使使其能够完成成以下功能：（1）根据室内内外新风情况况，联合调节节新、回风阀阀及排风开度度，保证全年年节能调节，最最大限度利用用自然冷源；（2）根据回风风温度设定值值，调节表冷冷器电动调节节阀开度，以以使送风温度度保持设定要要求，减少能能源浪费。（3）根据室内内二氧化碳浓浓度值，调节节新风阀的开开度。（4）新风阀与与送风机连锁锁，风机停止止时自动关闭闭新风阀。 3.设设备选型。根根据控制系统统的性能要求求，选择相应应的传感器、控控制器、执行行器
30、等。4.对空调控制制系统进行技技术经济分析析。 第二章 中央空调控控制系统方案案选择2.1中央空调调系统2.1.1中央央空调系统的的一般组成 中央空空调系统由一一台主机通过过风道过风或或冷热水管接接多个末端的的方式来控制制不同的房间间来达到室内内空气调节目目的的空调。中中央空调系统统由冷源系统统和空气调节节系统组成。制制冷系统为空空气调节系统统提供所需冷冷量，用以抵抵消室内环境境的冷负荷；制冷系统为为空气调节系系统提供用以以抵消室内环环境热负荷的的热量。制热热系统为空气气调节系统提提供用以抵消消室内环境热热负荷的热量量。智能控制制系统是中央央空调系统至至关重要的部部分，其种类类、运行方式式、结
31、构形式式等直接影响响到中央空调调系统在运行行中的经济性性、高效性、合合理性。 中央空空调系统基于于如下三大基基础理论：质量守恒理理论；热力学第一一定律；热力学第二二定律。基本本上，中央空空调系统的科科学规律都可可以根据以上上三大理论，通通过纯粹的数数学推演和科科学实验的修修正来予以表表达，再结合合室内空气动动力学和高等等流体力学，那那么所有的问问题都迎刃而而解。中央空空调系统一般般由以下三大大部分组成：冷热源系统统；冷媒输送系系统；空气分布系系统6。对于于一个典型的的中央空调系系统，这三部部分相互作用用与传递，如如流水作业般般实现室内外外物质与能量量的交换。典典型中央空调调系统夏季热热量搬运图
32、示示如图2.11所示图2.1 典型型中央空调系系统夏季热量量搬运图示Fig.2.11 A tyypicall centtral aair-coonditiioningg systtem inn summmer heeat trranspoort icon基于以上论述，中中央空调的自自动控制，主主要由如下三三部分组成：冷热源的群群控；水系统控制制（含VWVV，即变水量量系统控制）；风系统控制制（含VAVV，即变风量量系统控制）。2.1.2中央央空调系统的的分类 常用的的空调方式主主要有以下几几类： 1.全全空气空调系系统，即集中中空调系统，也也就是平常用用的最多的大大风道空调系系统，由空调调机房
33、用风道道将冷风或热热风通过散流流器或百叶风风口等送入室室内，且室内内还有回风口口的空调系统统，这一系统统要有机房，要要有吊顶空间间。由于空气气处理设备的的集中设置，便便于维护管理理，一般适合合用于需要空空调的大空间间区域如餐厅厅、宴会厅、商商场等。 2.变变风量空调系系统（VAVV系统），按按照房间负荷荷的改变而相相应的改变送送入室内的风风量的全空气气系统，多用用于办公楼等等公共建筑，变变风量系统除除风道外，有有末端装置，称称为VAV箱箱，有时外区区的VAV箱箱也要接热水水管，有的有有小风机需要要接电源。 3.VVRV空调系系统，风冷直直接蒸发冷却却室内空气的的变频调节制制冷量的系统统，它不需
34、要要机房，没有有风管，设计计简单，中国国建筑设计研研究院新楼就就是它的实例例。 4.风风机盘管加新新风系统，分分为两部分，中中央空调风机机盘管和新风风系统，风机机盘管是中央央空调末端设设备，新风系系统负担新风风负荷以满足足室内空气质质量，风机盘盘管加新风系系统是水系统统空调的一种种重要形式，也也是民用建筑筑中采用的较较为普遍的空空调形式。在本设计中，办办公区空调我我们进行集中中控制，在门门厅及会议接接待室我们选选择全空气控控制系统，其其余办公室则则采用风机盘盘管加新风控控制系统。2.1.3中央央空调系统的的发展状况随着社会的发展展和人类生活活水平的不断断提高，人类类对居住环境境的要求也越越来越
35、高，因因此中央空调调系统的应用用也越来越广广泛。据不完完全统计，国国内有60%以上的中高高档建筑安装装有中央空调调系统，中央央空调系统改改善了人们的的居住环境，但但付出的代价价却是消耗了了大量的能源源。一般情况况下，中央空空调系统的耗耗电量要占整整个建筑用电电量的40%60%左左右，占全省省（市）总用用电量的233%和31.1%，自上上世纪八十年年代末中央空空调系统首次次进入国内以以来，至今已已迅速发展成成为一个巨大大的空调产业业。国内空调调生产厂家已已超过4000家，中央空空调年产值已已突破4000亿元人民币币。但是国内内空调厂家生生产的中央空空调产品大部部分为仿制国国内外名牌产产品，自主研
36、研发品牌较少少，突破创新新节能型产品品更少。由于于受制冷主机机效率的影响响，国外知名名品牌的空调调产品效果也也不理想。随随着计算机技技术、网络技技术、传感技技术的发展，各各种信息数据据的检测、传传送、分析处处理都具有了了实现的条件件和手段，这这也就促进了了中央空调技技术的发展，使使中央空调控控制的集中化化、网络化成成为可能77。但目前前的中央空调调技术还以分分散控制为主主，每个控制制器只能监控控其所控制的的中央空调机机组的状态，而而对同一楼宇宇之中的其他他控制器所控控制的中央空空调的状态则则无法知道，更更无法在总体体上获知所有有中央空调的的工作状态。这这不仅不利于于整个系统的的智能管理，而而且
37、浪费能源源，据不完全全统计，现有有的中央空调调控制系统约约有60%没没有联网控制制功能，约115%采用强强电开关连锁锁进行简易地地联网控制，其其余约25%是网络控制制系统，在这这25%中约约一半是采用用各种现场总总线技术的。有少数中央空调调控制器生产产厂商进行了了少量的中央央空调集中化化、网络化控控制的尝试，但但是采用的技技术比较落后后。其采用的的通信方式主主要为用4885串口将中中央空调控制制器与工控机机相连。因为为受RS2332串口的限限制，使得通通信距离较短短，所能集中中控制的中央央空调的数目目也就收到了了较大的限制制。同时，由由于前几年单单片机功能较较少，需要扩扩展较多的外外围设备，设
38、设计复杂和成成本较高，因因此基于单片片机的远程中中央空调控制制系统发展缓缓慢，随着技技术的发展与与进步，以及及市场对产品品功能和性能能的要求不断断提高，使得得单片嵌入式式系统的核心心部件单片机机，发展迅速速，朝着多功功能、多选择择、高速度、低低能耗、低价价格、大存储储容量与强II/O功能等等方向发展，我我们已经有能能力将嵌入式式技术运用到到中央空调集集中控制系统统的高端领域域，设计出一一种低成本的的中央空调网网络集中控制制器，它既能能同时监视多多台中央空调调机组的运行行情况，同时时又能通过IInternnet将数据据转发给远程程客户端，使使得用户能对对楼宇内部甚甚至楼宇的所所有中央空调调机组的
39、运行行状态进行远远程监视和控控制。通过这这种新型的中中央空调网络络集中控制器器，必能提高高中央空调机机组的使用效效率，使得一一个单位或企企业内的所有有中央空调统统一控制，统统一管理，达达到高效节能能的目的88。 2.2中央空调调控制系统 2.2.1中央央空调控制系系统的特点1.多干扰性空气调节系统在在全年或者全全天的运行中中，由于外部部条件（如气气温、太阳辐辐射、风、晴晴、雨、雪等等）和内部条条件（如空调调房间的设备备、照明的启启停和投入运运行数量的变变化及工作人人员的增减等等）的变化，都都将对运行中中的空调系统统形成干扰。因因而，空调系系统具有多干干扰性。（1）空调系统统在运行过程程中受到的
40、热热干扰A.太阳辐射：通过空调房房间的外窗进进入室内的太太阳辐射热，将将会受到天气气阴、晴变化化影响。B.室外空气温温度：由于室室内、外空气气温差的变化化而引起室内内外热量传递递的变化。从从而形成对空空调房间温度度的影响。C.室外空气的的渗透：室外外空气通过空空调房间的们们、窗缝隙进进入室内，造造成对室内温温度的影响。D.新风：为了了满足室内卫卫生要求和正正压及排风等等要求，而采采入室外空气气量的变化，造造成对空调房房间内温度的的干扰。E.空调房间内内照明、电热热及机电设备备的开启、停停止和投入使使用数量的变变化，以及市市内工作人员员的增减等都都会直接影响响到室内温度度的变化。F.位于空调房房
41、间送风口之之前的电加热热器电压的波波动，热水加加热器使用的的热水温度、流流量的变化，蒸蒸汽加热器所所使用的饱和和水蒸气压力力、流量的变变化也将直接接影响到空调调房间内温度度的变化。（2）空调系统统在运行过程程中受到的湿湿干扰A.对于定露点点空调系统，在在空调系统运运行过程中，可可能会由于进进入水冷式表表面冷却器内内的冷水温度度、压力变化化或者两者同同时变化，直直接蒸发式表表面冷却器内内蒸发压力的的变化，喷水水室的喷水温温度、压力的的波动，一次次混合后空气气温度的变化化等因素二使使空调系统的的机器露点温温度发生变化化，从而干扰扰了系统的机机器露点，也也就影响到空空调房间内所所要求的空气气湿度参数
42、。B.如不恰当地地使用沾水拖拖布对空调房房间进行清洁洁处理，此后后的一段时间间内，由于地地面水分的蒸蒸发，或由于于其他过量的的湿操作等都都会造成空调调房间内湿度度的变化。C.空调房间内内吸湿产品的的突然增加或或减少都会使使空调房间内内的湿度发生生变化。D.由于室外天天气的变化，如如雨雪天气时时室外空气的的湿度突然增增加，湿度过过大的室外空空气通过空调调房间的门、窗窗对室内形成成渗透风及对对围护结构的的传湿等都会会对空调系统统中的调节对对象造成干扰扰。以上各种干扰使使空调负荷在在较大范围内内波动，而它它们进入系统统的位置、形形式、幅值大大小和频繁程程度等皆随空空调房间的结结构、用途的的不同而不同
43、同，同时还与与空气处理设设备的优劣有有关。因此，在在设计空调的的控制系统时时应该考虑这这些因素，尽尽量避免造成成干扰。 2.调调节对象的特特性对于不同的被控控对象（如空空调房间内的的温度、湿度度等），在相相同的干扰下下，被控量随随时间的变化化过程也不一一样。空调自自控系统的任任务就是克服服这些干扰因因素，维持空空调房间内一一定的温度、湿湿度、静压、洁洁净度等。对对于恒温、恒恒湿的空调系系统的控制效效果，不但取取决于良好的的自动控制系系统，更取决决于空调系统统的设计的合合理性以及调调节对象的特特性。所谓调调节对象的特特性，是指当当输入发生变变化时，输出出将发生如何何的变化，即即反应调节对对象的输
44、入参参数与输出参参数之间随时时间变化的动动态特性。调调节对象的特特性主要包括括以下内容。 （1）放放大系数放大系数又称为为传递系数，表表示调节对象象的静态特性性。它表示调调节参数改变变一个单位量量时，调节对对象中需要相相应改变的量量。放大系数有两种种表示方法，其其一是用空调调房间内工作作区温升与送送风口温度改改变的比值KK表示，这表表明空调房间间在突发的干干扰作用下，干干扰引起被调调节房间温度度的变化程度度，因此称为为对象的传递递函数。它表表示在稳定情情况下对象的的特性（静态态性）即送风风温度没改变变1所引起工作作区内温度改改变的量，它它与被调节量量的变化过程程无关9。另一种表示方法法为：房间
45、内内空气温度每每升高1时所需加入入的热量。即即空调房间（对对象）的传递递函数K与对对象的体积大大小有关。例例如当空调房房间的体积一一定时，投入入送风温度调调节的加热量量越大，空调调房间内的温温度就越高，其其K值不变。当当空调房间的的容积越大，空空调房间内的的温度每升高高1所需加入的的热量就越多多，其放大系系数就越小。如如果一个空调调房间的放大大系数K越大大，在空调系系统受到干扰扰影响时，调调节参数离开开给定值的偏偏差就越小，也也就是说自动动调节系统容容易保持平衡衡；反之，调调节参数离开开给定值的偏偏差就越大，调调节系统就越越来越不容易易保持平衡。对对象传递函数数的大小反应应了平衡状态态受破坏时
46、调调节参数改变变的量。 （2）对对象的时间常常数（反应时时间）T对象的时间常数数表示为调节节对象的负荷荷发生最大变变化时，调节节参数保持初初始的变化速速度，使其值值改变到规定定数值所需的的时间。时间间常数的大小小反应了对象象受到干扰后后，被调量达达到新的稳定定值的快慢，也也就是说对象象自平衡过程程的时间长短短。因此，时时间常数表示示对象惯性大大小的物理量量。对于空调房间，时时间常数T越越大，被调室室温的变化越越慢；时间常常数T越小，室室温变化越快快。因此，时时间常数T不不仅反应了调调节参数改变变的快慢，同同时也表示热热惯性的大小小。（3）对象的滞滞后（也称为为延迟）时间间空调系统受到突突发的干
47、扰后后，调节参数数（如温度）不不能立即发生生变化，而需需要经过一段段时间才开始始变化，这段段时间称为滞滞后时间。例例如，用于调调节送风温度度的电加热器器，当电源刚刚接通时，尽尽管电加热器器已有能量传传送给空气，空空气的温度也也有所升高，但但空调房间内内的温度并不不会立即升高高，这是因为为经过电加热热器加热后的的空气需要一一段时间后才才能到达空调调房间的送风风口处，而从从送风口处送送出的气流与与室内的空气气再经过一段段时间的混合合并产生热湿湿交换后才能能反映出房间间温度的新的的稳定值，这这样就产生了了时间的滞后后10。对象的时间滞后后对调节过程程产生了不利利的影响，因因为它降低了了调节系统的的稳
48、定性，增增加了调节参参数的偏差，延延长了调节时时间。 （4）对对象的负荷当空调系统在运运行过程中的的某一时刻处处于稳定状态态，空调房间间内的空气温温度保持恒定定时，单位时时间流入和流流出空调房间间的热量称为为空调房间的的负荷。此时时流出和流入入空调房间的的热量处于平平衡状态。由于外部的干扰扰作用引起对对象负荷的变变化，从而破破坏了原来的的能量平衡状状态，引起调调节参数的变变化，于是调调节过程就开开始，以改改变对象的输输入或输出的的能量，使能能量达到新的的平衡，使调调节参数回到到给定值。由由此可知，调调节对象负荷荷的变化情况况直接涉及到到自动调节系系统的要求。当当调节对象的的负荷发生急急剧变化时，就就要求自动调调节系统具有有较