1、智能建筑设备自动化系统工程智能建筑设备自动化系统工程情境3 空调系统的控制任务3 集中式空气调节系统的控制复习回顾复习回顾半集中式空调系统的特点？半集中式空调系统的特点？FCU+PAU系统的控制原理？系统的控制原理？4.4 集中式空调系统的控制集中式空调系统的控制4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介集中式空调系统：集中式空调系统： 冷冻水（或空调热水）由冷（热）源站集中送至空调机房，对冷冻水（或空调热水）由冷（热）源站集中送至空调机房，对空气进行集中处理，然后经风管系统配送至各个房间。空气进行集中处理，然后经风管系统配送至各个房间。 是典型的全空气系统，是工程中最常用的系统之一是典
2、型的全空气系统，是工程中最常用的系统之一 广泛应用于舒适性或工艺性的各类空调工程中广泛应用于舒适性或工艺性的各类空调工程中 例如会堂、宾馆、商场以及对空气环境有特殊要求例如会堂、宾馆、商场以及对空气环境有特殊要求(恒温、恒湿、洁净恒温、恒湿、洁净)的工业厂房等。的工业厂房等。集中式空调系统的典型应用：集中式空调系统的典型应用： （1）空调机组对大空间区域空气集中处理的定风量系统）空调机组对大空间区域空气集中处理的定风量系统 如会议厅、餐厅、大堂等如会议厅、餐厅、大堂等 （2）空调机组对独立分割空间空气集中处理的变风量系统等。）空调机组对独立分割空间空气集中处理的变风量系统等。 如办公区域等如办
3、公区域等4.4 集中式空调系统的控制集中式空调系统的控制4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介 集中式空调系统的特点为：集中式空调系统的特点为： (1)空气处理设备和制冷设备集中布置在机房内，便于集中管理空气处理设备和制冷设备集中布置在机房内，便于集中管理和集中调节。和集中调节。 (2)过渡季节可充分利用室外新风，减少制冷机运行时间。过渡季节可充分利用室外新风，减少制冷机运行时间。 (3)可以严格控制室内温度、湿度和空气洁净度。可以严格控制室内温度、湿度和空气洁净度。 (4)对空调系统可以采取有效的防震消声措施。对空调系统可以采取有效的防震消声措施。 (5)使用寿命长。使用寿命长。
4、(6)机房面积大。层高较高。风管布置复杂，占用建筑空间较多，机房面积大。层高较高。风管布置复杂，占用建筑空间较多，安装工作量大，施工周期较长。安装工作量大，施工周期较长。 (7)对于房间热湿负荷变化不一致或运行时间不一致的建筑物，对于房间热湿负荷变化不一致或运行时间不一致的建筑物，系统运行不经济。系统运行不经济。 (8)风管系统各支路和风口的风量不易平衡，各房间由风管连接，风管系统各支路和风口的风量不易平衡，各房间由风管连接，不易防火。不易防火。 4.4 集中式空调系统的控制集中式空调系统的控制4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介1. 空调机组空调机组Air Handling Un
5、it，AHU也称为：组合式空调箱也称为：组合式空调箱1. 空调机组（空调机组（Air Handler Units，AHU）即：把各种空气处理设备、风机、消声装置、能量回收装即：把各种空气处理设备、风机、消声装置、能量回收装置等分别做成箱式的单元，按空气处理过程的需要进行选置等分别做成箱式的单元，按空气处理过程的需要进行选择、组合而成的空调器择、组合而成的空调器4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介1. 空调机组（空调机组（Air Handler Units，AHU）空调机组的标准分段主要有：空调机组的标准分段主要有： 回风机段、混合段、
6、预热段、过滤段、表冷段、喷水段、蒸回风机段、混合段、预热段、过滤段、表冷段、喷水段、蒸汽加湿段、再热段、送风机段、能量回收段、消声器段和中汽加湿段、再热段、送风机段、能量回收段、消声器段和中间段等间段等在舒适性空调系统中最常用的是由五段组合成的空调在舒适性空调系统中最常用的是由五段组合成的空调机组：机组： 混合段、过滤段、中间段、表冷段、送风机段混合段、过滤段、中间段、表冷段、送风机段空调机组必须与相应的风管配送网络及末端设备配合空调机组必须与相应的风管配送网络及末端设备配合 =才能组成完整的空调系统才能组成完整的空调系统空调机组根据末端设备的控制方式分为两大类：空调机组根据末端设备的控制方式
7、分为两大类： 定风量定风量(Constant Air Volume，CAV)系统系统 变风量变风量(Variable Air Volume，VAV)系统系统4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介2. 空调风系统空调风系统组成组成 送风机、回风机、风道系统、风口，以及风量调节阀、防火送风机、回风机、风道系统、风口，以及风量调节阀、防火阀、排污阀、消声器、风机减振器等阀、排污阀、消声器、风机减振器等作用作用 将处理后的空气按设计要求送到空调房间，并从房间内抽回将处理后的空气按设计要求送到空调房间，并从房间内抽回一部分空气或排除一定量的空气。一部分空气或排除一定量的空气。1) 通风机通风机
8、通风机是机械通风和空调机组送风的主要设备通风机是机械通风和空调机组送风的主要设备 能使空气增压，推动空气流动能使空气增压，推动空气流动常用的通风机有：常用的通风机有： 轴流式轴流式 离心式离心式 斜流及混流式风机斜流及混流式风机4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介(1) 离心风机离心风机 工作原理工作原理 当空气进入风机后，在叶轮旋转产生的离心力作用下，从叶当空气进入风机后，在叶轮旋转产生的离心力作用下，从叶轮离开而进入机壳，最后由机壳出口送出，如图所示。轮离开而进入机壳，最后由机壳出口送出，如图所示。 与轴流式风机相比与轴流式风机相比 离心风机对进口空气的流场均匀度要求可以相对放
9、宽一些。离心风机对进口空气的流场均匀度要求可以相对放宽一些。 特点特点 风压高，风量可调，相对噪声较低，可将空气进行远距离输风压高，风量可调，相对噪声较低，可将空气进行远距离输送。送。 适用于适用于 要求低噪声、高风压的场合。要求低噪声、高风压的场合。 分类分类 按离心风机的出口方向可分为右旋和左旋。按离心风机的出口方向可分为右旋和左旋。 从电动机一端正视，叶轮顺时针旋转称为右旋，逆时针方向从电动机一端正视，叶轮顺时针旋转称为右旋，逆时针方向旋转称为左旋。旋转称为左旋。离心式风机叶轮示意图离心式风机叶轮示意图 离心式风机工作原理离心式风机工作原理 4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简
10、介(2) 轴流风机轴流风机工作原理工作原理 空气在通过风机时，其气流运动方向与风机空气在通过风机时，其气流运动方向与风机中心轴始终成平行状态中心轴始终成平行状态(空气沿轴向流动空气沿轴向流动) 如图所示如图所示特点特点 安装简单，直接与风管相连，占用空间较小安装简单，直接与风管相连，占用空间较小 风压较低，风量较大，噪声相对较大风压较低，风量较大，噪声相对较大 耗电少，占地面积小，便于维修耗电少，占地面积小，便于维修 =用途广泛用途广泛在侧墙上安装的排风扇在侧墙上安装的排风扇 属于轴流式风机的一种类型属于轴流式风机的一种类型轴流式风机构造形式轴流式风机构造形式 4.4.1 集中式空调系统简介集
11、中式空调系统简介（3）斜流风机和混流风机）斜流风机和混流风机既有部分轴流作用，又产生部分离心作用，提供中风既有部分轴流作用，又产生部分离心作用，提供中风压和中等风量压和中等风量安装与轴流式风机相似，接管方便，占用空间较小安装与轴流式风机相似，接管方便，占用空间较小性能介于轴流式风机和离心式风机之间性能介于轴流式风机和离心式风机之间4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介特别提示：特别提示：工程上，推动叶轮运转的电动机工程上，推动叶轮运转的电动机 一般采用三相异步电动机。一般采用三相异步电动机。BAS对风机的监控：对风机的监控： 其原理雷同于给排水系统中对水泵的监控其原理雷同于给排水系统
12、中对水泵的监控4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介2) 风管风管1) 风管的材料风管的材料 普通空调多用薄钢板、铝合金板或镀锌钢板制做风道。普通空调多用薄钢板、铝合金板或镀锌钢板制做风道。 在某些体育馆、影剧院也用砖或混凝土预制风道。在某些体育馆、影剧院也用砖或混凝土预制风道。 另外，也可用木板、塑料板作为风道。另外，也可用木板、塑料板作为风道。 在新型空调中，也有用玻璃纤维板或两层金属间加隔热材料在新型空调中，也有用玻璃纤维板或两层金属间加隔热材料的预制保温板做成的风道，但造价较高。的预制保温板做成的风道，但造价较高。2) 风管的形式风管的形式 常用的风管有圆形和矩形两种形式常用
13、的风管有圆形和矩形两种形式 矩形风管容易和建筑配合，但保温加工较困难，矩形风管容易和建筑配合，但保温加工较困难， 圆形风管阻力小，省材料，保温制作方便。圆形风管阻力小，省材料，保温制作方便。 还有一种椭圆形风管还有一种椭圆形风管 它兼有矩形和圆形风管的优点它兼有矩形和圆形风管的优点 但需专用设备进行加工，造价较高但需专用设备进行加工，造价较高4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介2)风管的保温风管的保温 目的目的 减少管道的能量损失减少管道的能量损失 防止管道表面结露防止管道表面结露 保证进入空调房间的空气参数达到规定值保证进入空调房间的空气参数达到规定值 常用的保温结构：常用的保温
14、结构： (1)防腐层防腐层 一般为一至两道防腐漆一般为一至两道防腐漆 (2)保温层保温层 目前为阻燃性聚苯乙烯或玻璃纤维板，以及较新型的高倍率独立目前为阻燃性聚苯乙烯或玻璃纤维板，以及较新型的高倍率独立气泡聚乙烯泡沫塑料板气泡聚乙烯泡沫塑料板 其具体厚度应参阅有关手册进行计算其具体厚度应参阅有关手册进行计算 (3)防潮层防潮层 保温层和防潮层都要用铁丝或箍带捆扎后，再敷设保护层。保温层和防潮层都要用铁丝或箍带捆扎后，再敷设保护层。 (4)保护层保护层 可用水泥、玻璃纤维布、木板或胶合板包裹后捆扎可用水泥、玻璃纤维布、木板或胶合板包裹后捆扎 设置风管及制作保温层时设置风管及制作保温层时 应注意其
15、外表的美观和光滑，尽量避免露天敷设和太阳直晒。应注意其外表的美观和光滑，尽量避免露天敷设和太阳直晒。4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介3) 送风口、回风口送风口、回风口 (1) 送风口送风口 送风口的作用是将送风状态的空气均匀地送入空调房间。送风口的作用是将送风状态的空气均匀地送入空调房间。 常用的送风口类型：常用的送风口类型： 侧送风口，散流器侧送风口，散流器 ，孔板送风口，孔板送风口 ，喷射式送风口，喷射式送风口 侧送风口侧送风口 指安装在空调房间侧墙或风道侧面上、可横向送风的风口。指安装在空调房间侧墙或风道侧面上、可横向送风的风口。 它有格栅风口、百叶风口、条缝风口等几种类
16、型。它有格栅风口、百叶风口、条缝风口等几种类型。 其中用的最多的是活动百叶风口，分为单层百叶、双层百叶和三层百其中用的最多的是活动百叶风口，分为单层百叶、双层百叶和三层百叶三种。叶三种。(a) 单层百叶送风口单层百叶送风口(b) 双层百叶送风口双层百叶送风口1-铝框铝框(或其他材料的外框或其他材料的外框)；2-水平百叶片；水平百叶片；3-百叶片轴；百叶片轴；4-垂直百叶片垂直百叶片4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介 散流器散流器散流器是一种安装在顶棚上的送风散流器是一种安装在顶棚上的送风口，其送风气流从风口向四周呈辐口，其送风气流从风口向四周呈辐射状送出。射状送出。根据出流方向的
17、不同分为根据出流方向的不同分为 平送散流器平送散流器 送出的气流是贴附着顶棚向四周送出的气流是贴附着顶棚向四周扩散，适用于房间层高较低、恒扩散，适用于房间层高较低、恒温精度较高的场合温精度较高的场合 下送散流器。下送散流器。 送出的气流是向下扩散，适用于送出的气流是向下扩散，适用于房间的层高较高、净化要求较高房间的层高较高、净化要求较高的场合的场合散流器的结构如图所示。散流器的结构如图所示。(a) 盘式散流器送风口(b) 流线形散流器送口4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介 孔板送风口孔板送风口 送入静压箱的空气通过开有一些圆送入静压箱的空气通过开有一些圆形小孔的孔板送入室内。形小
18、孔的孔板送入室内。 结构如图所示结构如图所示 特点是送风均匀，气流速度衰减快特点是送风均匀，气流速度衰减快 适用于要求工作区气流均匀、流速适用于要求工作区气流均匀、流速小、区域温差小和洁净度较高的场小、区域温差小和洁净度较高的场合，如高精度恒温室和平行流洁净室合，如高精度恒温室和平行流洁净室 喷射式送风口喷射式送风口 喷射式送风口是一个渐缩的圆锥台形短管喷射式送风口是一个渐缩的圆锥台形短管 特点是风口的渐缩角很小，风口无叶片阻挡，噪声小、紊流系数小、特点是风口的渐缩角很小，风口无叶片阻挡，噪声小、紊流系数小、射程长射程长 适用于大空间公共建筑的送风，如体育馆、影剧院等场合。适用于大空间公共建筑
19、的送风，如体育馆、影剧院等场合。 为了提高送风口的灵活性，喷射式送风口可做成既能调节风量，又能为了提高送风口的灵活性，喷射式送风口可做成既能调节风量，又能调节出风方向的球形转动风口。调节出风方向的球形转动风口。 这种风口主要用于飞机、汽车等场合。这种风口主要用于飞机、汽车等场合。1-风管；2-静压箱；3-孔板；4-空调房间孔板送风口的结构图4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介(2) 回风口回风口回风口由于汇流速度衰减很快、作用范围小，故其回风口由于汇流速度衰减很快、作用范围小，故其吸风速度的大小对室内气流组织的影响很小。吸风速度的大小对室内气流组织的影响很小。常用的回风口有：格栅、
20、单层百叶、金属网格等常用的回风口有：格栅、单层百叶、金属网格等 要求能调节风量和定型生产。要求能调节风量和定型生产。回风口的结构如图所示。回风口的结构如图所示。(a) 散点式回风口散点式回风口(b) 隔栅式回风口隔栅式回风口4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介3. 集中式空调的典型工作流程简介集中式空调的典型工作流程简介为经济和节能，集中式空调常采用回风式空调系统为经济和节能，集中式空调常采用回风式空调系统 一定量的回风进行循环使用一定量的回风进行循环使用回风式空调系统根据回风的次数，可分为：回风式空调系统根据回风的次数，可分为： 1)一次回风式空调系统一次回风式空调系统 在工程中
21、使用较多在工程中使用较多 2)二次回风式空调系统二次回风式空调系统1)一次回风式空调系统流程分析一次回风式空调系统流程分析4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介1-新风口；新风口；2-空气过滤器；空气过滤器；3-电极式加湿器；电极式加湿器；4-表面式冷却器；表面式冷却器；5-排水口；排水口；6-再加热器；再加热器；7-风机；风机；8-精加热器精加热器一次回风式空调系统流程图一次回风式空调系统流程图 一次回风式空调系统流程分析一次回风式空调系统流程分析 室外空气状态为从的新风与来自空调房间状态为的回风混合后进入室外空气状态为从的新风与来自空调房间状态为的回风混合后进入加湿器，达到机器露
22、点状态，然后经过再热器加热至所需的送风状加湿器，达到机器露点状态，然后经过再热器加热至所需的送风状态送入室内吸热、吸湿，当达到状态后部分排出室外，部分进入空态送入室内吸热、吸湿，当达到状态后部分排出室外，部分进入空气处理系统与室外新鲜空气混合，如此循环。气处理系统与室外新鲜空气混合，如此循环。4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介(a) 夏季处理过程夏季处理过程 (b)冬季处理过程冬季处理过程 一次回风式系统在喷水室内处理空气所需的冷量一次回风式系统在喷水室内处理空气所需的冷量Q0为：为： 式中式中 Q0处理室所需冷量，处理室所需冷量，kW； G系统送风量，系统送风量，Kg/s； h
23、Cx混合后空气的焓，混合后空气的焓，kJ/kg； hLx喷水室后空气状态的焓，喷水室后空气状态的焓，kJ/kg。 2.一次回风系统的冬季处理过程一次回风系统的冬季处理过程 从节能角度看，冬季送风量应小于夏季，但目前工程上采用的大从节能角度看，冬季送风量应小于夏季，但目前工程上采用的大多数空调系统，冬、夏季使片同一风机送风，也就是说冬、夏季多数空调系统，冬、夏季使片同一风机送风，也就是说冬、夏季的风量是相等的。的风量是相等的。 空调系统的送风机是按满足：夏季所需送风量确定的。空调系统的送风机是按满足：夏季所需送风量确定的。 冬季室外空气状态为冬季室外空气状态为Wd的新风与室内空气状态为的新风与室
24、内空气状态为Nd的回风混合的回风混合至状态至状态Cd，进入加湿器绝热加湿到状态点，进入加湿器绝热加湿到状态点Ld，再经再热器加热至，再经再热器加热至送风状态送入室内。在室内放热、湿达到室内设计的空气状态点送风状态送入室内。在室内放热、湿达到室内设计的空气状态点后，一部分被排出室外，另一部分进入空气处理系统与室外新风后，一部分被排出室外，另一部分进入空气处理系统与室外新风混合，如此循环。混合，如此循环。)hh(xcx0LGQ4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介4.4.1 集中式空调系统简介集中式空调系统简介整个处理过程可以写为：整个处理过程可以写为： 上述空气处理过程在上述空气处理过
25、程在h-d图上的表示见图图上的表示见图2-4(b)， 一次回风系统冬季所需的加热量为：一次回风系统冬季所需的加热量为： 式中式中 Q1一次回风冬季系统所需热量，一次回风冬季系统所需热量，kW； G冬季送风量，冬季送风量，Kg/s； HOd冬季送风状态的焓，冬季送风状态的焓，kJ/kg； hLd冬季处理过程中机器露点的焓，冬季处理过程中机器露点的焓，kJ/kg。 在分析一次回风系统的夏季处理过程时，我们可以看到这样一种情况：在分析一次回风系统的夏季处理过程时，我们可以看到这样一种情况： 一方面将状态为一方面将状态为Cx的混合空气冷却降温至机器露点状态的混合空气冷却降温至机器露点状态Lx;另一方面
26、又另一方面又要用再热器将要用再热器将Lx状态的空气升温至送风状态状态的空气升温至送风状态Ox，方能送入空调房间。，方能送入空调房间。 这种先冷却再加热的处理方法、造成了能量浪费，既不经济也不合理，这种先冷却再加热的处理方法、造成了能量浪费，既不经济也不合理，特别是在夏季，还要为系统供蒸汽或用电加热器加热。特别是在夏季，还要为系统供蒸汽或用电加热器加热。 二次回风系统在喷水室后采用第二次回风，代替再热器，克服了一次二次回风系统在喷水室后采用第二次回风，代替再热器，克服了一次回风系统的缺点，节约冷量和热量。回风系统的缺点，节约冷量和热量。二次回风式空调系统二次回风式空调系统二次回风式空调系统流程图
27、二次回风式空调系统流程图 1-新风口；新风口；2-过滤器；过滤器；3-一次回风管；一次回风管；4-一次混合室；一次混合室；5-喷水室；喷水室；6-二次回风管；二次回风管；7-二次混合室；二次混合室；8-风机；风机；9-电加热器电加热器4.4.2 全空气处理系统的监控功能全空气处理系统的监控功能空调机组空调机组(AHU)即为全空气空调系统即为全空气空调系统 AHU与新风机组的控制调节相比，有如下与新风机组的控制调节相比，有如下3点不同：点不同： 控制调节对象是房间内的温湿度；控制调节对象是房间内的温湿度； 要求房间的温湿度全年均处于舒适区范围内，同时还要研究系要求房间的温湿度全年均处于舒适区范围
28、内，同时还要研究系统节能的控制方法；统节能的控制方法； 有回风回到空调机组（不同于新风机组系统），新回风比还可有回风回到空调机组（不同于新风机组系统），新回风比还可以变化，因此在过渡季节应尽量利用新风，以减少运行费用，以变化，因此在过渡季节应尽量利用新风，以减少运行费用，降低运行成本。降低运行成本。BAS对空调机组的监控内容与功能可参照表对空调机组的监控内容与功能可参照表4-3 根据智能建筑的不同等级、投资、业主需求和相关标准确定根据智能建筑的不同等级、投资、业主需求和相关标准确定BAS监控功能监控功能 可以是表中的全部或部分的监控功能可以是表中的全部或部分的监控功能4.4.3 定风量空调系统
29、的控制定风量空调系统的控制本小节以图本小节以图4.34所示的空调机组工艺流程为控制对象，所示的空调机组工艺流程为控制对象，进行监控原理分析和配置设计。进行监控原理分析和配置设计。4.4.3 定风量空调系统的控制定风量空调系统的控制1. 工艺流程分析工艺流程分析 新、回风按一定比例进行混合新、回风按一定比例进行混合 在空调机组内进行各项参数处理后，直接将处理好的空气送至空在空调机组内进行各项参数处理后，直接将处理好的空气送至空调房间内使用调房间内使用 再经回风机一部分排到室外再经回风机一部分排到室外 一部分与新风混合，继续循环一部分与新风混合，继续循环本例属于定风量空调系统本例属于定风量空调系统
30、 定风量空调系统定风量空调系统 风机都为定速风机风机都为定速风机 Constant Air Volume air conditioning system，CAV 工作原理工作原理 经经AHU处理后的空气直接由风管配送网络按比例送至各送风口处理后的空气直接由风管配送网络按比例送至各送风口 各送风口不具备任何调节能力各送风口不具备任何调节能力=送至各送风口的风量基本不变送至各送风口的风量基本不变(忽略室内气压变化对送风量的影响忽略室内气压变化对送风量的影响) CAV系统的应用场合系统的应用场合大空间区域，如会议厅、餐厅、大堂等大空间区域，如会议厅、餐厅、大堂等 各送风口的控制范围内占用情况及温、湿
31、度设定值相同各送风口的控制范围内占用情况及温、湿度设定值相同 适合应用适合应用CAV空调系统空调系统 可以由一台或多台可以由一台或多台AHU统一控制统一控制 办公区域等独立、分割的空间办公区域等独立、分割的空间 各个区域有个性化的需求各个区域有个性化的需求 CAV无法满足无法满足病房区域、仓库区域病房区域、仓库区域 等场合等场合 温、湿度设定值相同的、独立分割空调区域温、湿度设定值相同的、独立分割空调区域 可在送风口末端安装开关风阀可在送风口末端安装开关风阀 AHU的送风机频率根据各末端风阀的开关状态进行确定的送风机频率根据各末端风阀的开关状态进行确定 这仍然属于这仍然属于CAV空调系统空调系
32、统 4.4.3 定风量空调系统的控制定风量空调系统的控制 2. 监控需求分析监控需求分析(1) 电动风阀与送风机、回风机连锁控制电动风阀与送风机、回风机连锁控制当送风机、回风机关闭时，电动风阀（新风、回风、排风风阀）都关闭。当送风机、回风机关闭时，电动风阀（新风、回风、排风风阀）都关闭。新风阀和排风阀动作同步，与回风阀动作相反。新风阀和排风阀动作同步，与回风阀动作相反。根据新风、回风以及送风焓值的比较，调节新风阀和回风阀开度。根据新风、回风以及送风焓值的比较，调节新风阀和回风阀开度。当风机启动时，新风阀打开；风机关闭时，新风阀同时关闭。当风机启动时，新风阀打开；风机关闭时，新风阀同时关闭。(2
33、) 过滤器堵塞信号，并报警过滤器堵塞信号，并报警(3) 防冻保护防冻保护当冬季温度太低时，防冻开关送出信号，风机和新风阀关闭，防止盘管冻当冬季温度太低时，防冻开关送出信号，风机和新风阀关闭，防止盘管冻裂。当防冻开关正常时，应重新启动风机，打开新风阀，恢复正常工作。裂。当防冻开关正常时，应重新启动风机，打开新风阀，恢复正常工作。(4) 送风温度控制送风温度控制(5) 送风湿度控制送风湿度控制(6) 风机的状态监测：风机的状态监测：手手/自动状态，运行状态和故障状态自动状态，运行状态和故障状态由由DDC内置程序控制风机启停内置程序控制风机启停(7) 送风机、回风机的启停控制送风机、回风机的启停控制
34、控制顺序为：启动时先开送风机，延时后开回风机；停止运行时先关回风控制顺序为：启动时先开送风机，延时后开回风机；停止运行时先关回风机，延时后关送风机。机，延时后关送风机。 空调机组的监控管理、连锁、防冻保护等与前面讨论的新风机组空调机组的监控管理、连锁、防冻保护等与前面讨论的新风机组类似类似 4.4.3 定风量空调系统的控制定风量空调系统的控制3. 新回风比的控制模式新回风比的控制模式新回风比介绍新回风比介绍 新回风比新回风比 = 混合空气中新风量混合空气中新风量/回风量回风量 新回风比新回风比 舒适性舒适性 节能节能新回风比确定的一般思路新回风比确定的一般思路 风门开度关联风门开度关联 据质量
35、守恒定律：据质量守恒定律： 新风门开度新风门开度+回风门开度回风门开度=100% 排风阀开度排风阀开度+回风阀的开度回风阀的开度=100% =需对新风门、排风门、回风门进行需对新风门、排风门、回风门进行单独的连续调节单独的连续调节 新回风比对空调效果影响的分析新回风比对空调效果影响的分析 增大新风比例增大新风比例=提高室内空气的品质和舒适度提高室内空气的品质和舒适度 提高回风比例提高回风比例=提高节能效果提高节能效果 因此，需要兼顾舒适度与节能两个因素进行综合考虑因此，需要兼顾舒适度与节能两个因素进行综合考虑 新回风比的一般取值新回风比的一般取值 AHU工作时，一般不允许新风门全关工作时，一般
36、不允许新风门全关 需要设定最小新风门开度，一般为需要设定最小新风门开度，一般为1015%左右左右4.4.3 定风量空调系统的控制定风量空调系统的控制工程中常用的新风门和回风门的开度控制策略：工程中常用的新风门和回风门的开度控制策略：(1) 节能优先控制模式节能优先控制模式 控制思想：控制思想： 只要换热盘管水阀未处于关断状态，则将新风门开至最小开度只要换热盘管水阀未处于关断状态，则将新风门开至最小开度 在过渡季节，盘管水阀处于关断状态，新风门全开在过渡季节，盘管水阀处于关断状态，新风门全开 具体实施时多根据工况和空气温度（或焓值）进行判断具体实施时多根据工况和空气温度（或焓值）进行判断 （当设
37、有湿度传感器及加湿设备时应用焓值替代）（当设有湿度传感器及加湿设备时应用焓值替代） 夏季工况夏季工况 当室外温度大于回风温度时，盘管水阀必然打开，关闭新风门至当室外温度大于回风温度时，盘管水阀必然打开，关闭新风门至最小开度；最小开度； 当室外温度小于等于回风温度时，盘管水阀关闭，新风门全开。当室外温度小于等于回风温度时，盘管水阀关闭，新风门全开。 冬季工况冬季工况 判别逻辑与夏季工况相反判别逻辑与夏季工况相反(2) PID控制模式控制模式 通过回风温度与设定温度的差值对新风门开度进行通过回风温度与设定温度的差值对新风门开度进行PID控制。通控制。通过改变过改变PID参数，可以调整此控制策略的节
38、能、舒适倾向。参数，可以调整此控制策略的节能、舒适倾向。4.4.3 定风量空调系统的控制定风量空调系统的控制(3) 有级控制模式有级控制模式 PID控制模式虽然先进，但参数整定困难。另一种简便、直观的控制控制模式虽然先进，但参数整定困难。另一种简便、直观的控制方式是将回风温度与设定温度的差值划分为若干区域，每个区域对应方式是将回风温度与设定温度的差值划分为若干区域，每个区域对应不同的新风门开度。不同的新风门开度。 空调机组风门有级控制模式夏季工况示例空调机组风门有级控制模式夏季工况示例 具体区域的划分及对应的新风门开度可根据实际工程情况加以确认。具体区域的划分及对应的新风门开度可根据实际工程情
39、况加以确认。 当仅区分回风温度大于或小于设定温度两个区域，且一个区域对应新风门当仅区分回风温度大于或小于设定温度两个区域，且一个区域对应新风门全开，另一个区域对应新风门最小开度时，有级控制模式实际上就退化成全开，另一个区域对应新风门最小开度时，有级控制模式实际上就退化成节能优先控制模式了。节能优先控制模式了。 4.4.3 定风量空调系统的控制定风量空调系统的控制4. 室内温度、湿度的控制方法室内温度、湿度的控制方法空调机组不同于新风机组只需对送风温度进行控制，它控制的是相应空空调机组不同于新风机组只需对送风温度进行控制，它控制的是相应空调区域的温度环境。调区域的温度环境。因此，空调机组的控制目
40、标是回风温度或室内温度。因此，空调机组的控制目标是回风温度或室内温度。 一般地，可认为回风温度为室内温度的平均值。一般地，可认为回风温度为室内温度的平均值。双闭环串级双闭环串级PID模型进行控制模型进行控制 首先根据设定温度与回风温度的差值通过首先根据设定温度与回风温度的差值通过PID算法确定理想的送风温度；然算法确定理想的送风温度；然后再由理想送风温度与实际送风温度的差值确定盘管水阀开度、这种双后再由理想送风温度与实际送风温度的差值确定盘管水阀开度、这种双PID的串级控制方法在控制精度与响应速度上都要优于由设定温度与回风温度的的串级控制方法在控制精度与响应速度上都要优于由设定温度与回风温度的
41、差值直接确定盘管水阀开度的单差值直接确定盘管水阀开度的单PID闭环控制。闭环控制。对于室内湿度的控制也采用对于室内湿度的控制也采用“串级串级PID调节调节”，方法类似，方法类似4.4.3 定风量空调系统的控制定风量空调系统的控制5. 室内空气状态的确定方法室内空气状态的确定方法对于舒适性建筑，并非要求室内空气状态恒定于一点，而是允许对于舒适性建筑，并非要求室内空气状态恒定于一点，而是允许在较大范围内浮动。在较大范围内浮动。 例如温度为例如温度为2428，相对湿度在，相对湿度在4065内，风速不大于内，风速不大于0.3ms，均满足舒适性要求。均满足舒适性要求。这样，当室外状态偏低时，室内相应靠近
42、此域的下限；室外状态这样，当室外状态偏低时，室内相应靠近此域的下限；室外状态偏高时，室内则靠近此域的上限。偏高时，室内则靠近此域的上限。当室外处于此域附近时，则尽可能多用新风，使室内状态随外界当室外处于此域附近时，则尽可能多用新风，使室内状态随外界空气状态变化。空气状态变化。 这样既可最大限度地节能，又可提高室内空气品质和舒适程度。这样既可最大限度地节能，又可提高室内空气品质和舒适程度。这样，可以在每个时刻根据新回风状态及室内状态确定最适宜的这样，可以在每个时刻根据新回风状态及室内状态确定最适宜的送风状态，既保证房间空气状态处于舒适区，又使空气处理能耗送风状态，既保证房间空气状态处于舒适区，又
43、使空气处理能耗最小。最小。当房间允许的舒适域范围较大时，与固定的室内设定状态相比，当房间允许的舒适域范围较大时，与固定的室内设定状态相比，这样做节能效果十分显著。这样做节能效果十分显著。4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制1. 变风量空调系统简介变风量空调系统简介变风量空调系变风量空调系 Variable Air Volume air conditioning system缩写：缩写：VAV 简而言之，就是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷简而言之，就是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷优点：优点： 有较好的舒适性有较好的舒适性无凝结水害、根据需求来调节送风量无
44、凝结水害、根据需求来调节送风量 节能性节能性根据需求来调节送风量根据需求来调节送风量 可实现分区控制可实现分区控制系统灵活性好系统灵活性好 具有定风量系统以及新风机组加风机盘管系统无法比拟的优势具有定风量系统以及新风机组加风机盘管系统无法比拟的优势缺点：系统复杂、控制复杂、投资大缺点：系统复杂、控制复杂、投资大4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制VAV发展与应用情况发展与应用情况 空调系统很耗电空调系统很耗电 = 节能运行节能运行 20世纪世纪60年代年代,VAV系统诞生于美国系统诞生于美国 20世纪世纪70年代年代,石油危机石油危机 =在欧美和日本得到广泛应用在欧美和日本得到
45、广泛应用现在已得到非常普遍的应用现在已得到非常普遍的应用 20世纪世纪90年代末，进入中国大陆年代末，进入中国大陆近几年，近几年，VAV空调系统逐渐得到了越来越多的应用空调系统逐渐得到了越来越多的应用4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制 VAV系统构造系统构造 VAV系统构成系统构成 变风量末端装置变风量末端装置 变风量送变风量送/回风机回风机系统静压控制系统静压控制4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制温控器4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制 VAV系统由两部分组成系统由两部分组成变风量空调机组变风量空调机组根据各个根据各个VAV末端的需求，通
46、过风机变频控制总的送风量末端的需求，通过风机变频控制总的送风量VAV末端末端根据控制区域的热负荷，通过调节风门的开启比例控制末端的送根据控制区域的热负荷，通过调节风门的开启比例控制末端的送风量风量空 调房 间变风量装置CO2CWE室内P表冷器(换热盘管)送风机冷凝管加热管加湿器室内MMP送风温湿度RVVP4x1.0 4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制VAV末端的组成末端的组成 箱体箱体 进风口进风口 风阀风阀 风量传感器风量传感器一般采用一般采用毕托管毕托管风量传感器风量传感器 毕托管毕托管风量传感器工作原理：通过风量传感器工作原理：通过测量风管内全压和静压，根据两者测量风管
47、内全压和静压，根据两者之差求出动压后得到风速，进而求之差求出动压后得到风速，进而求出末端装置送风量出末端装置送风量VAV末端的分类末端的分类 （据控制原理可分为两种）（据控制原理可分为两种） 压力有关型压力有关型 压力无关型压力无关型4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制 VAV空调工艺流程分析空调工艺流程分析变风量系统是根据室内负荷变化，通过改变送入房间的风变风量系统是根据室内负荷变化，通过改变送入房间的风量来控制室内温度，以满足室内负荷变化需求的量来控制室内温度，以满足室内负荷变化需求的 VAV空调为什么可以节能？空调为什么可以节能？空调设计空调设计以恶劣工况作为设计依据，进
48、行计算和设备选型以恶劣工况作为设计依据，进行计算和设备选型空调运行空调运行空调系统大部分时间都不在满负荷状态下工作空调系统大部分时间都不在满负荷状态下工作若采用末端变风量系统，则若采用末端变风量系统，则控制系统根据热负荷调节风机总的送风量控制系统根据热负荷调节风机总的送风量风机耗能将大大减少风机耗能将大大减少可以节能可以节能4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制 VAV空调系统的成败因素空调系统的成败因素 关键看三个方面关键看三个方面:1) VAV 空调系统设计空调系统设计包括负荷、风量计算包括负荷、风量计算2) 空调系统施工空调系统施工3) VAV 空调系统的自动控制空调系统的
49、自动控制4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制2. VAV的控制特点的控制特点相当复杂！相当复杂！首先，任何一个首先，任何一个VAV末端风量变化末端风量变化 = 总风管压力的变化总风管压力的变化 措施：及时调整送风机转速和其他各风口风阀开度措施：及时调整送风机转速和其他各风口风阀开度=其他其他VAV末端风量都将受到干扰，发生变化末端风量都将受到干扰，发生变化其次，其次，VAV末端风阀的控制是以末端风速或送风量为依据的末端风阀的控制是以末端风速或送风量为依据的 在若风量较小时，准确测量送风量的难度大在若风量较小时，准确测量送风量的难度大再次，各再次，各VAV末端的送风量是变化的末端
50、的送风量是变化的=新风量难以保证新风量难以保证 =依靠百分比保证新风量的做法是行不通的依靠百分比保证新风量的做法是行不通的4.4.4 变风量空调系统的控制变风量空调系统的控制思考题：思考题： 为什么在为什么在CAV系统中可以通过保证新风的百分百来保证最小系统中可以通过保证新风的百分百来保证最小新风量，而在新风量，而在VAV系统中不能以百分百法来保证新风量？系统中不能以百分百法来保证新风量？在在CAV系统中，由于各末端的送风量基本保持恒定，因此只要保证送风系统中，由于各末端的送风量基本保持恒定，因此只要保证送风量中新风的百分比就可保证最小新风量的送入量中新风的百分比就可保证最小新风量的送入VAV
