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1、建筑设备第六章空调系统的运行调节第1页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第一节第一节 室内热湿负荷变化时的运行调节室内热湿负荷变化时的运行调节一、定露点和变露点的调节方法一、定露点和变露点的调节方法（一）室内余热量变化、余湿量不变（定露点再热）（一）室内余热量变化、余湿量不变（定露点再热）第2页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6（二）室内余热量和余湿量均变化（定露点再热、变露点再热）（二）室内余热量和余湿量均变化（定露点
2、再热、变露点再热）变露点的方法：变露点的方法：1.冬季：调节预热器加热量冬季：调节预热器加热量 2.过渡季：调节新回风混合比过渡季：调节新回风混合比 3.夏季：调节喷水温度或进水温度夏季：调节喷水温度或进水温度6-5空气加热器的家热量调节方法空气加热器的家热量调节方法(调节旁同空气量调节旁同空气量)第3页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6二、调节一、二次回风混合比（风门联动）二、调节一、二次回风混合比（风门联动）（一）室内余热量变化、余湿量不变（图（一）室内余热量变化、余湿量不变（图6-7a）（二）室内余热
3、量和余湿量均变化（同时调节露点（喷水温度、进水温（二）室内余热量和余湿量均变化（同时调节露点（喷水温度、进水温度）度）（图（图6-7b）第4页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6三、调节空调箱旁通风门三、调节空调箱旁通风门（一）夏季：增大旁通风量（图（一）夏季：增大旁通风量（图6-8）第5页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6（二）过渡季：绝热加湿（二）过渡季：绝热加湿+旁通旁通送风（图送风（图6-9）第6页，此课件共53页
4、哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6四、调节送风量四、调节送风量（一）只调节送风量（一）只调节送风量（二）同时调节露点或再热量（二）同时调节露点或再热量6-10调节通过表冷器的冷冻水流量调节通过表冷器的冷冻水流量第7页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6五、直接调节送风状态五、直接调节送风状态（一）冬季：蒸汽加湿（一）冬季：蒸汽加湿+再热再热（二）夏季：固体吸湿（二）夏季：固体吸湿+干冷（改变吸湿旁通风量和干冷负荷）干冷（改变吸湿旁通风量和
5、干冷负荷）液体吸湿（改变吸湿剂温度）液体吸湿（改变吸湿剂温度）第8页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6六、多房间空调系统的运行调节六、多房间空调系统的运行调节（一）集中再热（定露点）（一）集中再热（定露点）（二）分室再热（二）分室再热第9页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第二节第二节 室外空气状态变化时的运行调节室外空气状态变化时的运行调节 室外空气状态的变化，一方面引起送风状态的变化；另一方面会引室外空气状态的变化，
6、一方面引起送风状态的变化；另一方面会引起负荷变化。起负荷变化。一、工况区及其划分原则一、工况区及其划分原则 室外气象包络线室外气象包络线 工况区：根据当地的气象变化情况，在工况区：根据当地的气象变化情况，在I-D图上分成若干个气象区，即图上分成若干个气象区，即空调工况区，对应每个工况区采用不同的运行调节方法。空调工况区，对应每个工况区采用不同的运行调节方法。工况区划分原工况区划分原则：在保证室内温湿度要求的前提下，使运行经济，调节简便；考则：在保证室内温湿度要求的前提下，使运行经济，调节简便；考虑气象频度，尽量减少分区和调节环节。虑气象频度，尽量减少分区和调节环节。第10页，此课件共53页哦A
7、ir Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6二、一次回风空调系统全年运行调节二、一次回风空调系统全年运行调节 1.工况分区（工况分区（P182，图，图6-12）第11页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 62.各工况区的运行调节方法 ：最小新风，调节预热器，（再热器）N1：变新风（调新回风联动阀门）N1：变新风N2；全新风喷循环水，调再热N；全新风喷循环水+旁通ON：全新风，调冷水温度N2：最小新风，调冷水温度N2 一次回风系统全年运行调节图（P184，
8、图6-18）。第12页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6三、空调系统的全年节能运行工况三、空调系统的全年节能运行工况 1、最佳运行工况分区原则、最佳运行工况分区原则 利用变设定参数，推迟用冷（热）时间利用变设定参数，推迟用冷（热）时间 尽量避免冷热抵消：无露点运行尽量避免冷热抵消：无露点运行 冬、夏采用最小新风，节省冷、热消耗冬、夏采用最小新风，节省冷、热消耗 过渡季加大新风量，推迟制冷时间过渡季加大新风量，推迟制冷时间 2、分区考虑因数、分区考虑因数 年气候情况年气候情况 空调系统和设备的不同空调系统和设
9、备的不同 室内参数要求室内参数要求 控制方法控制方法 3、一次回风淋水系统的多工况节能运行、一次回风淋水系统的多工况节能运行 分区（分区（P186，图，图6-19）最佳运行工况（表最佳运行工况（表6-3）第13页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第14页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 61.全面掌握系统信息全面掌握系统信息 测量建筑内空气温度，空气湿度，水流量，空调风速等参数。测量建筑内空气温度，空气湿度，水流量，空调风
10、速等参数。2.动态能耗计量分析动态能耗计量分析 实现建筑水，电，热量，燃气，等能耗的自动统计计量。实现建筑水，电，热量，燃气，等能耗的自动统计计量。（一）（一）空调自动控制的意义空调自动控制的意义3.控制调节和节能分析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。能优化。4.改善设备管理改善设备管理 监测系统设备的运行状况，及时进行故障诊断和事故报警。监测系统设备的运行状况，及时进行故障诊断和事故报警。第三节第三节 集中式空调系统的自动控制集中式空调系统的自动控制 概概 述述第15页，
11、此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 61.常规仪表控制系统常规仪表控制系统 该系统由分散的常规仪表来完成数据信息的采集，采集的信息直该系统由分散的常规仪表来完成数据信息的采集，采集的信息直接传输给终端的执行器，有执行器来完成控制任务，此种控制简单，接传输给终端的执行器，有执行器来完成控制任务，此种控制简单，控制过于粗糙。控制过于粗糙。（二）（二）空调自动控制的种类空调自动控制的种类空调器常规仪表控制空调器常规仪表控制第16页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Condit
12、ioning-Chapter 6第17页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 62.直接数字控制系统（直接数字控制系统（DDC控制系统）控制系统）直接数字控制系统直接数字控制系统 可以理解为常规仪表控制经数据收集器可以理解为常规仪表控制经数据收集器转换传输给中央电脑的控制系统。转换传输给中央电脑的控制系统。直接数字控制系统中央设备（中央电脑，彩色监视器，键盘，鼠标，打印机，不间断电源，通讯借口，鼠标等）DDC现场控制器通讯网络终端设备（传感器，执行器）第18页，此课件共53页哦Air Conditioning-C
13、hapter 6Air Conditioning-Chapter 6中央电脑设备中央电脑设备 主要用于管理，其功能为一台中央电脑可容纳主要用于管理，其功能为一台中央电脑可容纳数个数个DDC控制器，并可分别对每个控制器，并可分别对每个DDC控制器进行管理和相互通控制器进行管理和相互通讯。讯。DDC控制器控制器 本身具有输入输出通讯功能的微型计算机，但本身具有输入输出通讯功能的微型计算机，但DDC有容量限制（有容量限制（DDC包含多少个控制点）。包含多少个控制点）。直接数字控制系统（直接数字控制系统（DDC系统）系统）第19页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6A
14、ir Conditioning-Chapter 6新风机组新风机组DDC控制控制第20页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 61.信息点的选择信息点的选择 1.1 硬件设备的选择是信息点选择的第一步硬件设备的选择是信息点选择的第一步 每一个控制或测量任务的完成都是获取信息、处理信息、发出信息的过每一个控制或测量任务的完成都是获取信息、处理信息、发出信息的过程。控制系统获取的信息可能是传感器的测量数据，可能是执行器的反馈信程。控制系统获取的信息可能是传感器的测量数据，可能是执行器的反馈信号，也可能是运行管理人员输
15、入的指令。各种控制测量任务是通过信息采集、号，也可能是运行管理人员输入的指令。各种控制测量任务是通过信息采集、处理实现的。因而建立控制系统，首先要选择传感器、执行器等系统硬件设处理实现的。因而建立控制系统，首先要选择传感器、执行器等系统硬件设备，确定实现控制测量的信息来源。备，确定实现控制测量的信息来源。（三）（三）设计空调自控注意的问题设计空调自控注意的问题1.2如何选择系统硬件设备如何选择系统硬件设备 对各个控制调节和测量任务的分析对各个控制调节和测量任务的分析,可以清楚的知道每一个任务控制可以清楚的知道每一个任务控制系统所需要获取的信息和所需要发送的信息。据此系统所需要获取的信息和所需要
16、发送的信息。据此,可以明确实现各个任可以明确实现各个任务所需要传感器的种类务所需要传感器的种类,测量范围测量范围,以及精度要求以及精度要求;明确所需要的执行器的明确所需要的执行器的种类种类,调节范围。调节范围。第21页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6信息点的选择确定信息来源终端设备选择系统功能确定2.通讯网络的设计通讯网络的设计 2.1 通讯协议通讯协议 硬件设备之间的信息传递是通过二进制的数字编码来实现的，只硬件设备之间的信息传递是通过二进制的数字编码来实现的，只有采用相同的编码协议和通讯协议的硬件设备
17、之间才能相互理解。有采用相同的编码协议和通讯协议的硬件设备之间才能相互理解。通讯网络应解决采用各种通讯设备的兼容问题。通讯网络应解决采用各种通讯设备的兼容问题。第22页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 62.2 信息传递平台信息传递平台 每一个控制任务的完成是建立在对各个功能子系统运行情况全面掌握的每一个控制任务的完成是建立在对各个功能子系统运行情况全面掌握的基础上的。基础上的。通讯网络应该提供一个集成的，公共的信息传递平台，平等的收集、发通讯网络应该提供一个集成的，公共的信息传递平台，平等的收集、发送来自各
18、个功能子系统中传感器、执行器等控制送来自各个功能子系统中传感器、执行器等控制 设备的信息。设备的信息。2.3控制策略的灵活改变控制策略的灵活改变 在建筑系统运行过程中，运行管理人员可能会不断调整、优化系统在建筑系统运行过程中，运行管理人员可能会不断调整、优化系统运行策略和控制算法，以改善系统运行情况。运行策略和控制算法，以改善系统运行情况。通讯网络应该能够满足控制策略的灵活改变：通讯网络结构形式不通讯网络应该能够满足控制策略的灵活改变：通讯网络结构形式不应该妨碍控制策略的改变，控制逻辑也不应该影响到通讯网络的形式。应该妨碍控制策略的改变，控制逻辑也不应该影响到通讯网络的形式。第23页，此课件共
19、53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6清华大学超低能耗示范楼清华大学超低能耗示范楼 第24页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6暖通空调系统的计算机控制管理暖通空调系统的计算机控制管理第25页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6楼宇自控楼宇自控第26页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning
20、-Chapter 6第27页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6Building Automation:Small/Medium Commercial HVAC 第28页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6Benefits of SMARTMESH Wireless Networks Reduced installation or reconfiguration time;less than 10 minutes per p
21、oint to install Eliminates cost of wiring;reduced overall installation costs Decreased energy costs Convenient control of multiple in-building zones Increased occupant comfortTypes of Sensors/Actuators Used VAV Indoor Temperature Sensor Outdoor Air Temperature Sensor CO2 Occupancy Sensor Blower Rela
22、y 第29页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6FIGURE 2.HVAC FEEDBACK CONTROL SYSTEM While Moisture and Temperature are the Physical Quantities that need to be dynamically controlled,the Sunlight Intensity becomes a Distortion Parameter within the Temperature Closed Loop that wil
23、l be additionally monitored.第30页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6FIGURE 3.MIXED SIGNAL APPROACH FOR A GENERIC HVAC SYSTEM Analog Signals of Temperature,Light and Moisture Detectors are conditioned in the analog domain,while their calibration will be MCU supported.第31页，此课件
24、共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第32页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6CONTROLLER DESIGN Periodic controllers are used to eliminate periodic disturbances.Since noise in HVAC system can be represented as a periodic disturbance,a technique which can r
25、eject such disturbances in the presence of modeling uncertainties is desirable.A control technique to desensitize the periodic controller is shown in the schematic below.For the rejection of non-periodic disturbances such as the effect of a person enetering or leaving a room,the effect of opening an
26、d closing doors,etc.,a disturbace observer is proposed to be used to rapidly estimate the disturbance and compensate for it.第33页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6一、空调自动控制系统的基本组成一、空调自动控制系统的基本组成第34页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6二、空调自动控制系统的品质指标二
27、、空调自动控制系统的品质指标第35页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6三、室温控制三、室温控制 调节方法：调节加热量；调节风混合比等调节方法：调节加热量；调节风混合比等 控制方式：双位、恒速、比例、比例积分微分控制方式：双位、恒速、比例、比例积分微分 新风温度补偿控制：使室温给定值随气温变化。新风温度补偿控制：使室温给定值随气温变化。第36页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6四、室内相对湿度控制四、室内相对湿度控制（一）
28、间接控制法（定露点控制法）：控制新、回风混合比或喷水温度（一）间接控制法（定露点控制法）：控制新、回风混合比或喷水温度使露点温度恒定，从而使湿度达到要求；使露点温度恒定，从而使湿度达到要求；机器露点温度控制新风和回风混合阀门机器露点温度控制新风和回风混合阀门机器露点温度控制喷雾室喷水温度机器露点温度控制喷雾室喷水温度（二）直接控制法（变露点控制法）（二）直接控制法（变露点控制法）：由湿度敏感元件直接控制：由湿度敏感元件直接控制 第37页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6（一）、表冷器的控制方法（一）、表冷器
29、的控制方法 二通阀控制二通阀控制 三通阀控制：调节进水量（旁通）；调节进水温度（混合三通阀控制：调节进水量（旁通）；调节进水温度（混合）五、某些处理设备的控制方法五、某些处理设备的控制方法第38页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6（二）、直接蒸发式冷却盘管控制（二）、直接蒸发式冷却盘管控制第39页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6六、集中式空调系统全年运行自动控制举例六、集中式空调系统全年运行自动控制举例一次回风空调自动
30、控制系统示意图一次回风空调自动控制系统示意图第40页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第四节第四节 变风量空调系统的运行调节变风量空调系统的运行调节（一）室内负荷变化时的运行调节（一）室内负荷变化时的运行调节1.使用节流型末端装置的变风量空调系统使用节流型末端装置的变风量空调系统 第41页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 62使用旁通型末端装置的变风量空调系统使用旁通型末端装置的变风量空调系统 第42页，此课件共53页哦A
31、ir Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 63使用诱导型末端装置的变风量空调系统使用诱导型末端装置的变风量空调系统 第43页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6（二）全年运行调节（二）全年运行调节1全年有恒定冷负荷时全年有恒定冷负荷时(例如建筑物的内部区，或只有夏季冷负荷时例如建筑物的内部区，或只有夏季冷负荷时)可以用没有末端再热的变风量系统。由室内恒温器调节送风量，风量可以用没有末端再热的变风量系统。由室内恒温器调节送风量，风量随负荷的减少而减少。在
32、过渡季可以充分利用新风来自然冷却。随负荷的减少而减少。在过渡季可以充分利用新风来自然冷却。变风量空调系统全年运行调节有下列三种情况：变风量空调系统全年运行调节有下列三种情况：第44页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 62系统各房间冷负荷变化较大时系统各房间冷负荷变化较大时(例如建筑物的外部区例如建筑物的外部区)可以用有末端再热变风量系统。其运行调节工况见图可以用有末端再热变风量系统。其运行调节工况见图634第45页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Condition
33、ing-Chapter 63夏季冷却和冬季加热的变风量系统夏季冷却和冬季加热的变风量系统第46页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第五节第五节 半集中式空调系统的运行调节半集中式空调系统的运行调节（一）诱导器系统（一）诱导器系统第47页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第48页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6一、风机盘管机组的局部调
34、节一、风机盘管机组的局部调节（二）（二）风机盘管机组空调系统风机盘管机组空调系统1.水量调节：二通或三通阀控制；水量调节：二通或三通阀控制；2.风量调节：三档或无级调速；风量调节：三档或无级调速；3.旁通风门调节旁通风门调节第49页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6二、系二、系统统的全年运行的全年运行调节调节 瞬瞬变负变负荷：室内荷：室内负负荷和太阳荷和太阳辐辐射射负负荷荷用用风风机机盘盘管管调节调节 渐变负渐变负荷：温差荷：温差传热负传热负荷荷通通过过新新风风温度来温度来调节调节 第50页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第51页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第52页，此课件共53页哦Air Conditioning-Chapter 6Air Conditioning-Chapter 6第53页，此课件共53页哦