恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究（可編輯）

1、恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究 南京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究姓名:王培申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程指導(dǎo)教師:李蘇瀧20080626碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究摘 要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對恒溫恒濕環(huán)境的應(yīng)用和需求的領(lǐng)域在日益增加。同時近年來能源短缺的現(xiàn)實(shí),已經(jīng)迫使我們把節(jié)能問題提到一個十分重要的位置上來。因此,認(rèn)識清楚目前存在的問題,高效利用空調(diào)系統(tǒng)的能源,采取有效的節(jié)能措施就成為迫切需要解決的問題。本文對常用的純蒸汽加濕、一次回風(fēng)的恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組夏季、冬季和過渡季節(jié)模式的空氣處理過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析,對溫度和濕度參數(shù)的控制進(jìn)行了控制分解,給出了控

2、制實(shí)現(xiàn)框圖。在原有恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,提出了一種節(jié)能的新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。對新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)工藝的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析,同時進(jìn)行了能耗的計(jì)算。在新式空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對溫度、濕度的自動控制的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了介紹。對新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)可行性研究結(jié)果表明,這種空調(diào)系統(tǒng)具有普遍的適用性。提出應(yīng)用變露點(diǎn)調(diào)節(jié)法來控制室內(nèi)相對濕度。本文提出將模糊控制應(yīng)用到恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)控制濕度的控制策略中,將模糊控制策略應(yīng)用到恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)中,得到了夏季和冬季模式交露點(diǎn)調(diào)節(jié)串級模糊控制閉環(huán)系統(tǒng)。對一個工程實(shí)例進(jìn)行室內(nèi)溫濕度控制,應(yīng)用變露點(diǎn)調(diào)節(jié)串級模糊控制閉環(huán)系統(tǒng)來控制室內(nèi)濕度,利用控制來控制室內(nèi)溫度。借助相

3、關(guān)工具,對工程實(shí)例的夏季和冬季工況進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明:應(yīng)用本文提出的新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),在控制策略上運(yùn)用變露點(diǎn)調(diào)節(jié)串級模糊控制閉環(huán)系統(tǒng)控制室內(nèi)相對濕度,運(yùn)用控制來控制室內(nèi)溫度,可以達(dá)到工程所要求的溫濕度精度要求。關(guān)鍵詞:恒溫恒濕,節(jié)能,變露點(diǎn),模糊控制 碩士論文、,. ., ., . , . ,. ., . ,. .:碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究 ,.:,碩士論文圖表目錄圖表目錄?圖.柜式恒溫恒濕型空調(diào)機(jī)組的控制原理圖圖.采用噴水室和固定露點(diǎn)溫度控制的空氣處理方式?。圖.噴水室夏季空氣處理過程的含濕圖圖.采用冷水表冷器和固定露點(diǎn)溫度控制的空氣處理方式圖.相應(yīng)于圖.的各點(diǎn)空氣狀態(tài)

4、?。圖.采用冷水表冷器的恒溫恒濕空調(diào)的空氣處理及自動控制圖.恒溫恒濕空調(diào)工程的空氣處理新方式及自動控制圖.對應(yīng)于圖.系統(tǒng)的夏季空氣處理過程及各點(diǎn)狀態(tài)?。圖.改進(jìn)的恒溫恒濕空調(diào)方案圖.純蒸汽加濕、一次回風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖.純蒸汽加濕、一次回風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)定露點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置圖?圖.夏季空氣處理過程圖?圖.夏季空氣處理工藝流程?.圖.夏季模式室內(nèi)濕度控制系統(tǒng)框圖.圖.夏季模式室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)框圖.圖.夏季模式室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)綜合分析框圖?.圖.冬季空氣處理過程圖?.圖.冬季空氣處理工藝流程圖.圖.預(yù)熱溫度控制系統(tǒng)框圖?圖.冬季模式室溫控制系統(tǒng)框圖?.圖.冬季模式室溫控制綜合分析框圖圖.冬季模

5、式室內(nèi)濕度控制系統(tǒng)框圖圖.過渡季節(jié)空氣處理過程圖?.圖.過渡季節(jié)空氣處理工藝流程圖?圖.過渡季節(jié)室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)框圖圖.過渡季節(jié)室內(nèi)濕度控制系統(tǒng)框圖圖.空氣處理不當(dāng)方式一。圖?.圖.空氣處理不當(dāng)方式一工藝流程圖?.圖.空氣處理不當(dāng)方式二圖?.圖.空氣處理不當(dāng)方式二工藝流程圖?.圖.新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)裝置圖?。圖.新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)夏季模式空氣處理過程圖?碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究圖新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)夏季模式空氣處理工藝流程圖。圖.新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)夏季模式室內(nèi)空氣濕度控制系統(tǒng)框圖.圖.新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)夏季模式室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)框圖?.圖.夏季室內(nèi)余熱和余濕均變化時定露點(diǎn)調(diào)節(jié)

6、圖圖.夏季室內(nèi)余熱和余濕均變化時變露點(diǎn)調(diào)節(jié)圖.圖.冬季室內(nèi)熱負(fù)荷和濕負(fù)荷均變化時定露點(diǎn)調(diào)節(jié)圖?.圖.冬季室內(nèi)熱負(fù)荷和濕負(fù)荷均變化時變露點(diǎn)調(diào)節(jié)圖?.圖.模糊控制系統(tǒng)組成框圖?一圖.模糊控制器組成圖.模糊控制器的設(shè)計(jì)流程組成圖.夏季模式變露點(diǎn)調(diào)節(jié)串級模糊控制閉環(huán)系統(tǒng)框圖?.圖.冬季模式變露點(diǎn)調(diào)節(jié)串級模糊控制閉環(huán)系統(tǒng)框圖?.圖.模糊控制器界面圖.圖.夏季模式相對濕度范圍的確定?.圖.夏季模式露點(diǎn)溫度范圍的確定?.圖.相對濕度的偏差變量的隸屬度函數(shù)圖?.:?圖.相對濕度的變化率的隸屬度函數(shù)圖?圖.輸出量露點(diǎn)溫度的變化值的隸屬度函數(shù)圖圖.帶標(biāo)注的規(guī)則編輯器窗口?圖.帶標(biāo)注的規(guī)則觀察器窗口?圖.帶標(biāo)注的曲

7、面觀察器圖.房間相對濕度控制模型圖.圖.夏季模式變露點(diǎn)調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度模糊串級控制仿真框圖?。圖.夏季模式變露點(diǎn)調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度模糊串級控制仿真結(jié)果圖.冬季模式變露點(diǎn)調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度模糊串級控制仿真框圖圖.冬季模式變露點(diǎn)調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度模糊串級控制仿真結(jié)果圖.房間溫度控制模型圖?.圖.夏季模式調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度控制仿真框圖圖.夏季模式調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度控制仿真結(jié)果?.圖.冬季模式調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度控制仿真框圖圖.冬季模式調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度控制仿真結(jié)果學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,

8、也不包含我為獲得任何其它學(xué)位而使用過的材料。其他人員對本學(xué)位論文所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名: 至堡關(guān)于本學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明南京理工大學(xué)有權(quán)保留本學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔,有權(quán)送交給有資質(zhì)的信息檔案機(jī)構(gòu)存檔。除在保密期內(nèi)的保密論文外,本論文允許被查閱和借閱,可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。上述事項(xiàng)授權(quán)南京理工大學(xué)研究生院辦理。王培作者簽名碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究引言.課題背景空調(diào)技術(shù)涉及到各類建筑物和生產(chǎn)場所的室內(nèi)環(huán)境要求,即:室內(nèi)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度等,直接影響著生產(chǎn)工藝和人體健康。隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,各行空調(diào)技術(shù)涉及到各類建筑物

9、和生產(chǎn)場所的室內(nèi)環(huán)境控制,即對室內(nèi)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度等提出特定的要求,以滿足生活和生產(chǎn)工藝等方面的需要。隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,各行各業(yè)對生產(chǎn)環(huán)境的要求越來越高,比如棉紡、毛紡、化纖、紙張、包裝、煙草生產(chǎn)企業(yè)對恒溫恒濕空調(diào)的應(yīng)用很普遍,按照和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,紡織品、紡織原料、紙張、紙品和紙箱等商品的品質(zhì)物理項(xiàng)目的檢驗(yàn)必需在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行。紙張對大氣溫濕度變化非常敏感,大氣濕度的變化會引起紙張水分的變化,進(jìn)而會導(dǎo)致其性能的變化。此外,質(zhì)檢、纖檢等產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與控制部門對恒溫恒濕空調(diào)也有很高的要求。因此隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對恒溫恒濕空調(diào)的需求和要求也在不斷地提高。能源是影響國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展

10、的重要因素,近年來能源短缺的現(xiàn)實(shí),已經(jīng)迫使我們把節(jié)能問題提到一個十分重要的位置上來。人類已進(jìn)入需要持續(xù)發(fā)展的世紀(jì),我們的生活更加依賴于技術(shù)的進(jìn)步。建筑物作為人類生活息息相關(guān)的物質(zhì)產(chǎn)品,空調(diào)是現(xiàn)代建筑中不可缺少的能耗運(yùn)行系統(tǒng),它在給人們提供舒適的生活和工作環(huán)境時,又消耗了大量的能源。一些發(fā)達(dá)工業(yè)國家,由于廣泛使用空調(diào)系統(tǒng),以致空調(diào)耗能占到總能耗的/如美、日等國,有的甚至高達(dá)總能耗的%如瑞典。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國建筑物能耗約占能源總消耗量的%。在有空調(diào)的建筑物中,空調(diào)的能耗約占總能耗的%,而且呈逐年增長的趨勢。因此,認(rèn)識清楚目前存在的問題,高效利用空調(diào)系統(tǒng)的能源,采取有效的節(jié)能措施就成為迫切需要解決的問題

11、。溫濕控制是暖通空調(diào)重要內(nèi)容之一。為了控制室內(nèi)相對濕度,傳統(tǒng)方法是將新風(fēng)和回風(fēng)混合后的空氣冷卻至足夠低的露點(diǎn)溫度,再通過二次加熱、加濕等手段分別處理溫度和濕度。這種方法控制簡單,但明顯存在同時冷卻、加熱、加濕的現(xiàn)象。這種再熱形成的冷熱抵消現(xiàn)象所引起的能耗是十分驚人的。隨著我國綜合國力的提高,不少工廠對生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn),以至恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組的需求量不斷增加,從而導(dǎo)致能源消耗的加劇。在恒溫恒濕類空調(diào)工程中改用合理的空氣處理方式,杜絕冷熱抵消后的節(jié)能效果是巨大的。對恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能研究,遂成為一個十分重要的課題。如果空調(diào)系統(tǒng)不作相應(yīng)的控制調(diào)節(jié),則在室外空氣參數(shù)和室內(nèi)負(fù)荷不斷變化的情況下,將會

12、使室內(nèi)參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化或波動,這樣就不能滿足設(shè)計(jì)要求,而且也會碩士論文引言浪費(fèi)空調(diào)冷量和熱量。因此,空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行必須考慮在室外氣象條件和室內(nèi)熱濕負(fù)荷變化時,系統(tǒng)如何進(jìn)行調(diào)節(jié),才能在全年內(nèi),既能滿足室內(nèi)溫濕度要求,又能達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。提高空調(diào)設(shè)備的調(diào)節(jié)質(zhì)量,主要靠自動控制設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上,有許多手段可以影響房間的溫度和濕度,但影響的程度是不一樣的。前述二次加熱方法對房間的溫度影響很強(qiáng),而對濕度的影響較小,反之,蒸汽加濕對房間的濕度影響很大,而對房間溫度的影響較小。對于這種兩個基本上獨(dú)立的控制回路,只需采用簡單的單回路控制方法就可獲得理想的控制效果。而另外一些手段,如系統(tǒng)風(fēng)量、水溫

13、的調(diào)節(jié),同時會對溫度、濕度產(chǎn)生影響,圳。.國內(nèi)外研究概況幾十年來,在我國工業(yè)上的恒溫恒濕類空調(diào)工程以及凡是對濕度有控制要求的空調(diào)工程中,為了控制室內(nèi)相對濕度,總不得不用再熱的處理方法,這幾乎已成了機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等有關(guān)工程設(shè)計(jì)數(shù)十年的不變規(guī)律?？墒沁@種再熱形成的冷熱抵消現(xiàn)象所引起的能耗是十分驚人的。因?yàn)?為了控制相對濕度,歷來一貫的做法都是先把大量空氣新風(fēng)和回風(fēng)的溫度一直降低到必要的露點(diǎn)溫度以下,以除去其中的水分,然后再行加熱升溫,才能保持室內(nèi)一定的相對濕度。鑒于這種情況,近年來關(guān)于恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題逐漸成為大家研究的重點(diǎn),人們希望可以找到一種合理的空氣再熱處理方式,從而達(dá)

14、到節(jié)能的目的。下面將例來慣用的方法敘述如下:中小型恒溫恒濕機(jī)組的典型處理方式對于各類產(chǎn)業(yè)中的中小型恒溫恒濕空調(diào)工程,歷來人們都是習(xí)慣采用相應(yīng)容量的立式恒溫恒濕機(jī)組。早期的恒溫恒濕機(jī)組的空氣處理和自動控制原理大致如圖.所示。室內(nèi)設(shè)置干球溫度傳感器和濕球溫度傳感器。冬季運(yùn)行時由干球溫度傳感器分擋手動和自動控制電加熱器的加熱量。由濕球溫度傳感器控制電極加濕器內(nèi)電加熱器的開或關(guān),以達(dá)到加濕的目的。夏季運(yùn)行時制冷機(jī)及其供液管上的電磁閥打開,新風(fēng)和回風(fēng)混合后通過直接膨脹式表冷器降溫去濕,大致達(dá)到所需的機(jī)器露點(diǎn)溫度后,再根據(jù)干球溫度傳感器所表現(xiàn)出來的室內(nèi)實(shí)時負(fù)荷要求控制再加熱度。容量稍大的機(jī)組可以把直膨式盤

15、管按容量分成/和/兩組,分別由大小兩只電磁閥控制。這時電極加濕器與壓縮機(jī)電源電路反鎖,只要壓縮機(jī)開,電極加濕器便不會有電。及至春秋季,其運(yùn)行工況與夏季類似,只是這時為了節(jié)能,可根據(jù)實(shí)際濕負(fù)荷的大小手動選擇其中的一只電磁閥作輕載運(yùn)行。從原理上分析,圖.所示的控制方式是屬于固定露點(diǎn)溫度控制,雖然在這里表冷器后并沒有設(shè)置專門的露點(diǎn)溫度控制裝置。恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究碩士論文圖.柜式恒溫恒濕型空調(diào)機(jī)組的控制原理圖采用噴水室的空氣處理方式及其自動控制圖.所示是我國年代在大型恒溫恒濕空調(diào)工程中采用的比較多的一種空氣處理方式。圖.為其相應(yīng)的夏季工況空氣處理過程的焓濕圖。兩圖中的空氣狀態(tài)點(diǎn)起一一對應(yīng)的。該

16、系統(tǒng)是一種典型的固定露點(diǎn)溫度控制法。在這里,房間內(nèi)的相對濕度控制只是在冬季才由相應(yīng)的濕度傳感器以閉式環(huán)路控制加濕器的運(yùn)行圖中省略。在夏季則取室內(nèi)控制目標(biāo)參數(shù)的計(jì)算露點(diǎn)溫度如和%相對濕度下作為噴水室后機(jī)器露點(diǎn)溫度設(shè)定值來實(shí)施定露點(diǎn)溫度的控制。運(yùn)行時為了達(dá)到室內(nèi)所要求的溫度和相對濕度,送風(fēng)空氣經(jīng)噴水室噴淋降溫去濕處理到恒定的露點(diǎn)溫度點(diǎn)后,還需再行加熱至必要的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。于此,人們不難看到,若僅就室內(nèi)相對濕度而言,所用的是一個開環(huán)式控制,因?yàn)樗鼪]有直接來自室內(nèi)的濕度反饋信號控制。正是由于控制的這種開環(huán)性質(zhì),這種固定露點(diǎn)溫度控制方式只能適用于室內(nèi)沒有濕負(fù)荷、或者濕負(fù)荷很小或很穩(wěn)定的場合,否則便成了隔靴

17、抓癢了。其對室內(nèi)相對濕度的控制效果達(dá)%,自是不成問題的,而且只要條件具備,士%的濕度控制精度也是不難達(dá)到的。從嚴(yán)格的意義上說,由于空調(diào)室內(nèi)或多或少總有些濕負(fù)荷產(chǎn)生,其熱濕比盡管很大,但總不會是無窮大。圖.中的左側(cè)即表示這一情況。然而在很多實(shí)際工程中凡是要求室內(nèi)保持恒定相對濕度或是有一定高限控制要求的,除了少量的工作人員外,基本上都不會有明顯散濕的工藝生產(chǎn)設(shè)備。所以,只要圍護(hù)結(jié)構(gòu)有良好的隔汽防潮措施,室內(nèi)的濕負(fù)荷基本上可以略而不計(jì)。這樣,室內(nèi)熱濕比便可近似地視作等的垂直線。于是,圖.中的左側(cè)圖可簡化為右側(cè)圖。圖中的表示設(shè)計(jì)計(jì)算工況下的送風(fēng)溫差。碩士論文引言圖.采用噴水室和固定露點(diǎn)溫度控制的空氣處

18、理方式.室內(nèi)空氣狀態(tài).室外空氣計(jì)算狀態(tài).新回風(fēng)混合后狀態(tài).噴水室處理后的機(jī)器露點(diǎn).送風(fēng)狀態(tài)圖.噴水室夏季空氣處理過程的焓濕圖采用水冷表冷器和定露點(diǎn)溫度控制方式圖.所示為采用水冷表冷器和固定露點(diǎn)溫度控制方式的空氣處理流程。其空氣處理過程與上述噴水室相類似,主要的不同在于水冷表冷器因是通過傳熱面的間接冷卻,在相同的供冷溫度條件下所能處理達(dá)到的機(jī)器露點(diǎn)溫度顯然高于噴水室。所以,在采用這種空氣冷卻設(shè)備時,需注意室內(nèi)要求保持的基準(zhǔn)溫度和基準(zhǔn)相對濕度所確定的露點(diǎn)溫度不得太低。過低了,標(biāo)準(zhǔn)的制冷冷水機(jī)組即使供送的冷水,也可能會顯得不夠。在這種情況下,有時不得不采用低溫乙二醇介質(zhì),或者昂貴的化學(xué)吸收或物理吸附

19、式除濕機(jī)組。圖.所示為夏季工況下相應(yīng)的各點(diǎn)空氣狀態(tài)。碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究睡鳳圖.采用冷水表冷器和固定露點(diǎn)溫度控制的空氣處理方式.室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn).夏季室外空氣計(jì)算狀態(tài).新回風(fēng)混合后狀態(tài).控制的固定露點(diǎn)溫度.再熱后的送風(fēng)狀態(tài)圖.相應(yīng)于圖.的各點(diǎn)空氣狀態(tài)采用水冷表冷器和無露點(diǎn)溫度控制方式圖.所示是我國自年代后開始比較流行的一種恒溫恒濕空調(diào)工程的空氣處理方式和自動控制原理。在圖.中,表示為了有效地控制室內(nèi)的干球溫度和相對濕度于所要求的控制精度范圍內(nèi),室內(nèi)裝有干球溫度傳感器和電容式相對濕度傳感器。由于加熱器和加濕器的功能單一,只是分別與溫度和濕度相關(guān),故可分別單獨(dú)由溫度顯示調(diào)節(jié)器和濕度顯

20、示調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。但是由于表冷器兼具降溫和去濕兩種功能,其運(yùn)行既關(guān)系到室內(nèi)的干球溫度,又牽涉到室內(nèi)的相對濕度,所以,需同時由兩者信號控制,通過選擇器經(jīng)過比較,從兩者信號中選取其中之大者,作為有效信號來控制表冷器的運(yùn)行。這無異表明,如此控制的結(jié)果,干球溫度和相對濕度兩者的控制要求都將得到滿足。否則,只要其中任一參數(shù)得不到滿足,其相應(yīng)的控制信號便會克服另一參數(shù)控制器的輸出信號,而接手對表冷器施行符合其要求的控制。碩士論文引言圖.采用冷水表冷器的恒溫恒濕空調(diào)的空氣處理及自動控制顯然,這樣的控制圖式較之于前述幾種進(jìn)步得多。其控制的精度、可靠性也高得多。在相對濕度控制方面由于采用的是無露點(diǎn)控制,不必不問

21、青紅皂白地一律把送風(fēng)空氣處理到露點(diǎn)溫度,因而所需的再熱量和冷熱抵消量在某些情況下可能會較之于前述各種方式小些,但卻不可能完全避免。其實(shí),只要稍微深入一些分析,即可看到,在上述控制原理圖中,選擇器在絕大多數(shù)情況下總必然會選擇濕度控制信號的,因?yàn)樗惋L(fēng)空氣通過表冷器處理進(jìn)入房間后,室內(nèi)溫度總不會過高,除非室內(nèi)顯熱負(fù)荷較大。所以,其實(shí)際結(jié)果,冷熱抵消現(xiàn)象在多數(shù)情況下不會比定露點(diǎn)溫度控制方式好多少。有些文獻(xiàn)【】給出了恒溫恒濕類空調(diào)工程的空氣處理新方式,圖.所示為推薦采用的恒溫恒濕類空調(diào)工程的空氣處理新方式流程。圖.為其相應(yīng)的空氣處理過程中的各點(diǎn)狀態(tài)。圖中左側(cè)為其理論上的空氣處理過程,右側(cè)為基于工程實(shí)踐的

22、簡化圖。廚風(fēng)圖.恒溫恒濕空調(diào)工程的空氣處理新方式及自動控制碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究.室內(nèi)空氣狀態(tài).夏季室外空氣計(jì)算狀態(tài).對應(yīng)室內(nèi)空氣狀態(tài)下的露點(diǎn).新回風(fēng)混合后狀態(tài).送風(fēng)空氣干冷卻后的送風(fēng)狀態(tài)圖.對應(yīng)于圖.系統(tǒng)的夏季空氣處理過程及各點(diǎn)狀態(tài)另外一些學(xué)者從空調(diào)設(shè)備方面提出恒溫恒濕制冷空調(diào)節(jié)能優(yōu)化方案】:本改進(jìn)方案中,制冷壓縮機(jī)采用變頻壓縮機(jī),由蒸發(fā)器出口溫度控制壓縮機(jī)頻率,同時再熱段的熱負(fù)荷由制冷機(jī)組的部分冷凝負(fù)荷承擔(dān),加熱段的風(fēng)冷式換熱器與室外風(fēng)冷式冷凝器處于并聯(lián)狀態(tài),由室內(nèi)溫度傳感器控制在冷凝器和風(fēng)冷式換熱器兩個支路上的流量控制器,兩流量控制器處于反向聯(lián)動狀態(tài)。當(dāng)室內(nèi)冷負(fù)荷變小需要增

23、加再熱量時,同時調(diào)節(jié)兩流量控制器,增大風(fēng)冷換熱器管路制冷劑流量,減小空冷式冷凝器管路流量。我們把這種恒溫恒濕空調(diào)裝置稱為冷熱同源裝置,具體示意圖如圖.所示:耋璺崢斌冷湊蕃器圖.改進(jìn)的恒溫恒濕空調(diào)方案這種方法的主要特點(diǎn)是:首先由于用冷凝器的部分負(fù)荷替代了電加熱器,減少了冷熱抵消所需要的額外能耗,減少了總能耗,顯著的提高了;其次隨著室外溫度的降低,造成再熱量增大的原因?yàn)閮煞矫?.室內(nèi)負(fù)荷降低,需提高送風(fēng)溫度;.制碩士論文引言冷量增大,露點(diǎn)溫度進(jìn)一步降低。對于原因因采用冷熱同源空調(diào)后,提高送風(fēng)溫度所需的熱量由部分制冷劑冷凝提供,不消耗額外能源,故隨著室外溫度降低冷熱同源空調(diào)的能耗并不增加,而傳統(tǒng)恒溫

24、恒濕空調(diào)則為了提高送風(fēng)溫度加入更多的能量,因此冷熱同源空調(diào)節(jié)能效果愈加明顯;基于原因采用變頻式壓縮機(jī),由蒸發(fā)器出口空氣溫度傳感器發(fā)出信號來控制變頻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,從而調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的冷量輸出,減少壓縮機(jī)耗功,進(jìn)一步降低恒溫恒濕制冷空調(diào)整體系統(tǒng)能耗。由以上原因可知隨著室外溫度的降低,冷熱同源空調(diào)比傳統(tǒng)的恒溫恒濕空調(diào)能耗更小,實(shí)際性能系數(shù)更高。還有文獻(xiàn)【】指出在排風(fēng)管道旁設(shè)置熱回收裝置,用排風(fēng)的能量來預(yù)處理新風(fēng),可以減少引進(jìn)新風(fēng)所需的能耗。在夏季,室外空氣溫度一般都高于空調(diào)房間設(shè)定溫度,新風(fēng)量的引入是以增加空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷為代價的,此時應(yīng)取最小新風(fēng)量。其他季節(jié),在保證最小新風(fēng)量的前提下,應(yīng)根據(jù)室內(nèi)熱濕負(fù)荷

25、、設(shè)定溫濕度及室外空氣狀況選擇合適的新風(fēng)量及風(fēng)系統(tǒng)形式一次回風(fēng)、二次回風(fēng)、全新風(fēng)。由于恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)具有多變量、非線性、大時滯等特點(diǎn),在許多工程案例中,每個回路單獨(dú)運(yùn)行都較正常,但是所有回路同時工作,整個系統(tǒng)就會不穩(wěn)定。這是由于空調(diào)系統(tǒng)的各控制回路之間相互耦合、相互影響、相互干擾。普通的恒溫恒濕機(jī)組因?yàn)橐燃骖櫆囟染扔忠骖櫹鄬穸染?往往在控制上會出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象。在控制方面,比例一積分一微分控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有多年歷史,現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。由于控制器有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便,對模型的適用性好等特點(diǎn),因而成為最為廣泛的控制器?】。但是控制

26、要求對系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型,由于空調(diào)系統(tǒng)是一個多輸入多輸出、干擾大、高度非線性、不確定性的系統(tǒng),而且各個回路之間的耦合強(qiáng)烈,運(yùn)用控制在靜、動特性上往往滿足不了性能的要求。鑒于傳統(tǒng)的控制的不足,國內(nèi)外的學(xué)者開始嘗試運(yùn)用智能控制,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及各種混合控制方法,來代替控制。但由于都是在單回路上的應(yīng)用,在單回路上達(dá)到最優(yōu)性能,在全局上卻達(dá)不到最優(yōu)性能,同時由于各個回路之間的調(diào)節(jié)溫濕度有抵消作用,造成能耗的增加。有些學(xué)者運(yùn)用一些優(yōu)化方法進(jìn)行全局上的優(yōu)化控制或者用大系統(tǒng)理論進(jìn)行全局協(xié)調(diào)控制,來確定各個單回路的給定值,但它們也是基于系統(tǒng)的模型比較確定的基礎(chǔ)上,在系統(tǒng)很難建模的情況下,運(yùn)用這些控制方法有很

27、大的難度,而且達(dá)不到全局性能的最優(yōu)【】。在控制方面,模糊控制正在被應(yīng)用到空調(diào)系統(tǒng)控制中來。模糊控制是一種不依賴于被控過程數(shù)學(xué)模型的仿人思維的控制技術(shù)。它可以利用領(lǐng)域?qū)＜业牟僮鹘?jīng)驗(yàn)或知識建立被控系統(tǒng)的模糊規(guī)則,有較好的知識表達(dá)能力。 模糊控制是一種從屬于智能控制的范疇的非線性控制。它直接采用語言型控制規(guī)則,出發(fā)點(diǎn)是現(xiàn)場操作人員的控制碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)專家的知識,在設(shè)計(jì)中不需要建立被控對象的精確數(shù)學(xué)模型。模糊控制按照被控對象可以分為三種結(jié)構(gòu)形式,即一般結(jié)構(gòu)形式、雙模式結(jié)構(gòu)形式和自組織結(jié)構(gòu)形式。如模糊控制與控制結(jié)合的模糊控制為雙模式結(jié)構(gòu),自適應(yīng)模糊控制為自組織結(jié)構(gòu)等。將模

28、糊控制和控制結(jié)合起來應(yīng)用到恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的控制中,使空調(diào)控制系統(tǒng)具有易于熟悉,可靠性高,適用性強(qiáng),能獲得專家知識和熟練操作經(jīng)驗(yàn)的良好自動化效果等特點(diǎn)【】。國內(nèi)在模糊控制方面的研究雖然起步較晚,但是發(fā)展很快,取得了一些令人鼓舞的成就。盡管如此,其應(yīng)用成果的數(shù)量和質(zhì)量均有待進(jìn)一步提高。上世紀(jì)年代初,國內(nèi)一些空調(diào)生產(chǎn)廠家率先從國外尤其是日本引進(jìn)了模糊控制技術(shù),目前已有一些產(chǎn)品問世。但是這些產(chǎn)品和國外先進(jìn)技術(shù)相比還存在一定差距。表現(xiàn)在智能化程度不高、控制效果不太理想等, 要解決這些問題,不但需要控制領(lǐng)域的相關(guān)知識,更重要的是需要制冷學(xué)科的知識,因此作者認(rèn)為應(yīng)用研究的不深入是造成國產(chǎn)模糊控制器在空調(diào)系

29、統(tǒng)中應(yīng)用效果不理想的主要原因,結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)本身來研究模糊控制是提高家用空調(diào)性能的重要措施之一【】。嘲總之,空調(diào)控制自動化是暖通工藝與控制自動化技術(shù)相結(jié)合的統(tǒng)一體,二者是相互促進(jìn)的?？照{(diào)專業(yè)領(lǐng)域的迅速發(fā)展和不斷更新,為控制自動化提供了廣闊的應(yīng)用前景,同時控制自動化技術(shù)的發(fā)展也為空調(diào)領(lǐng)域的開發(fā)提供了強(qiáng)有力的手段【。:本文研究內(nèi)容鑒于以上所述,針對常用的純蒸汽加濕、具有一次回風(fēng)的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),本文主要作了以下幾個方面的研究:對空調(diào)系統(tǒng)工藝機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析,按照自動控制理論的思想,對溫度、濕度參數(shù)的空調(diào)工藝實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了控制分解,給出了每一部分的自動控制實(shí)現(xiàn)框圖。對恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了能耗分

30、析,找出了室內(nèi)溫度和室外溫度對冷負(fù)荷和熱負(fù)荷的影響,分析了恒溫恒濕空調(diào)幾種不當(dāng)空氣處理方式,并對其所消耗的附加能耗進(jìn)行了計(jì)算。針對現(xiàn)在常用的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),給出了一種新式節(jié)能的恒溫恒濕空調(diào)結(jié)構(gòu),并對其進(jìn)行了能耗分析,給出了自動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方框圖。針對提出的恒溫恒濕空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方案,分析了在控制室內(nèi)濕度時應(yīng)用定露點(diǎn)調(diào)節(jié)的自動控制的不足和變露點(diǎn)調(diào)節(jié)的可能性。引入模糊控制技術(shù),建立起室內(nèi)濕度與空氣處理后的露點(diǎn)溫度二者之間變化的模糊邏輯關(guān)系,引進(jìn)了變露點(diǎn)串級模糊控制法,以提高空調(diào)控制精度和加快調(diào)節(jié)過渡過程。引言 碩士論文通過工程算例,采用新式恒溫恒濕空調(diào)結(jié)構(gòu),用變露點(diǎn)串級模糊控制法進(jìn)行控制,利用數(shù)學(xué)

31、建模的方法對這一算例的室內(nèi)溫濕度進(jìn)行模擬仿真,以考察室內(nèi)溫濕度是否達(dá)到要求。碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)與定露點(diǎn)自動控制與舒適性空調(diào)相比,恒溫恒濕空調(diào)主要用于將室內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度及氣流速度控制在一定的波動范圍內(nèi),以滿足工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等特殊場合對室內(nèi)環(huán)境的要求。恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行必須考慮在室外氣象條件和室內(nèi)熱濕負(fù)荷變化時,系統(tǒng)如何控制,才能在全年內(nèi),既能滿足室內(nèi)溫濕度要求,又能達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的,為了達(dá)到這一目的,需要依靠空調(diào)自控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)?？照{(diào)自控系統(tǒng)是建立在暖通工藝與自控理論相結(jié)合的基礎(chǔ)上的,實(shí)現(xiàn)空調(diào)自控系統(tǒng)的前提是遵從暖通工藝。只有遵從這個前提,

32、才能將自控理論的具體控制策略應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中。本章主要內(nèi)容是分析恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)在各種工況下的暖通工藝與控制原理。.恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有新風(fēng)預(yù)熱器,用蒸汽加濕的一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)如下圖:鏟鰳風(fēng)翔潛誓萋冀警群譬譬磷囂滲澍麓麓稿簿蠢蓁薹蠢蓍建薹摩圖純蒸汽加濕、一次回風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖此系統(tǒng)為四管制恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),其中加熱器用于在冬季空氣處理過程中新風(fēng)空氣的預(yù)加熱;表冷器用于在夏季工況下對混合風(fēng)的降溫除濕處理以除去混合風(fēng)中的濕量;加熱器用于在冬季模式下對混合風(fēng)進(jìn)行加熱處理和夏季工況下對混合風(fēng)進(jìn)行再熱處理;加濕器用于在冬季空氣處理過程中對混合風(fēng)進(jìn)行加濕處理和夏季工況下的加濕處理。.恒溫

33、恒濕空調(diào)系統(tǒng)的自動控制按照上圖所示的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所對應(yīng)的空氣處理方式,給出了系統(tǒng)控制原理圖及其所需的自控器件,見下圖:恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)與定露點(diǎn)自動控制 碩士論文擊苓 耕 戮 附惜尊暗津 善 墨省溶霜 旨 苗 漆滔灌蠹辮攀 籀 辮 顏 灘炅融沖 西西酶飆筒洶鞠齠 招瘟 盈 警 筋茲藤器 嫌翟旨綹罄湃 垛謝 墨 唾 淹迎碾離益翟靜溉搬。 孵 碡婊謄眚事敲建鏈瑟 始 髏瓣蹴 讎鼬祜觥靴觥黼涉 譬嗡碰 搬囊努辯孰。鞠瓣瞄辮圖.純蒸汽加濕、一次回風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)定露點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置圖是直接數(shù)字控制系統(tǒng),為可編輯邏輯系統(tǒng);是模擬輸入量,是數(shù)字輸入量,是模擬輸出量,是數(shù)字輸出量。輸入量由測量儀器獲得;

34、輸出量要顯示出來,讓我們可以隨時跟蹤觀測空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),有些輸出要傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)去調(diào)節(jié)被控對象?？照{(diào)系統(tǒng)的主要工藝環(huán)節(jié)有加熱、降溫、加濕、除濕、過濾、循環(huán)風(fēng)機(jī)及風(fēng)門等,如圖.所示。其中,降溫除濕器的冷媒、加熱器和加濕器的蒸汽都可通過調(diào)節(jié)閥連續(xù)控制。風(fēng)門對于沒有室內(nèi)壓力要求的系統(tǒng),通常在調(diào)試過程中手動控制并固定開度。在空氣經(jīng)過空調(diào)機(jī)組的唯一冷卻工藝裝置時,降溫與除濕過程同時進(jìn)行。所以傳統(tǒng)的空調(diào)控制中,分別使用一個溫度分程調(diào)節(jié)回路和一個濕度分程調(diào)節(jié)回路。溫度回路的分程輸出控制加熱蒸汽調(diào)節(jié)閥開度指令;濕度回路的分程輸出分別控制加濕調(diào)節(jié)閥開度和除濕用冷凍水調(diào)節(jié)閥指令?？照{(diào)系統(tǒng)的空氣處理過程,按季節(jié)

35、可分為夏季模式、冬季模式和春秋過渡季節(jié)模式:對于不同季節(jié)模式的空氣處理過程,應(yīng)用不同模式的自動控制來實(shí)現(xiàn),下面分別敘述。.恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的夏季工況.夏季模式空氣處理過程夏季模式空氣處理過程在圖上的表示如下:碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究一室外空氣狀態(tài)點(diǎn)二室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn) 一混合點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)一送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn) 一混合風(fēng)對應(yīng)的露點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)一露點(diǎn)溫度圖.夏季空氣處理過程陽圖對夏季空氣處理模式進(jìn)行以下說明:表冷器對降低室內(nèi)溫度與除去室內(nèi)濕度的具有雙重作用。圖上可以看出,暖通空調(diào)工藝必須以除濕優(yōu)先來設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng),在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時,負(fù)荷計(jì)算、送風(fēng)溫差、送風(fēng)量的確定以及表冷器的容量選擇均以滿足除濕條件為前提,然后

36、再考慮溫度條件。當(dāng)表冷器處理空氣溫濕度出現(xiàn)矛盾時,只能有一種情況,溫度滿足而除濕不夠。為解決這個矛盾,只有再次降溫除濕,直至除濕滿足條件。然后利用二次加熱對溫度進(jìn)行補(bǔ)償。如果出現(xiàn)除濕滿足條件,而降溫不夠時,這種情況是暖通工藝所不允許的。原因很簡單,再次降溫后,雖然能滿足降溫需要,但是空氣的機(jī)器露點(diǎn)溫度會下降,將導(dǎo)致除濕過大,而濕度無法補(bǔ)償,需要加濕器再進(jìn)行加濕,這種空氣處理方式是及其不當(dāng)?shù)?能耗很大。從圖.可以看出,圖上為該時刻所需處理到的露點(diǎn)溫度,當(dāng)風(fēng)量一定時,露點(diǎn)溫度只與有關(guān)。定風(fēng)量時,對于室內(nèi)余濕不大的干環(huán)境空調(diào)房間,×/,較小,因此,對于相對濕度要求不是很嚴(yán)格的空調(diào)系統(tǒng),可以

37、忽略的變化,進(jìn)行定露點(diǎn)調(diào)節(jié)控制。這樣,定露點(diǎn)調(diào)節(jié)控制本身就隱含著不精確的問題。定風(fēng)量時,對于室內(nèi)余濕量較大的濕環(huán)境空調(diào)房間,×/,較大,因而,對于相對濕度要求很嚴(yán)格的空調(diào)系統(tǒng),不能忽略,必須進(jìn)行變露點(diǎn)調(diào)節(jié)控制。整個處理過程可寫成:恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)與定露點(diǎn)自動控制 碩士論文送入房間混合 冷卻減濕 . 干加熱.?葉圖.夏季空氣處理工藝流程.夏季模式自動控制的實(shí)現(xiàn).室內(nèi)濕度的自動控制用表冷器降溫除濕來實(shí)現(xiàn)混合風(fēng)定露點(diǎn)溫度的控制,從而維持室內(nèi)的相對濕度在要求的范圍內(nèi)。其空氣處理過程對應(yīng)于圖.中的從到的冷卻減濕過程。反饋控制系統(tǒng)框圖如下【】:圖.夏季模式室內(nèi)濕度控制系統(tǒng)框圖說明:由露點(diǎn)溫度傳感

38、器傳入的露點(diǎn)溫度。與溫度給定值所得的差值作為調(diào)節(jié)器的輸入,輸出值為混合風(fēng)表冷器的閥門開度,以控制混合風(fēng)處理后的露點(diǎn)溫度為一恒定值,然后經(jīng)過干加熱過程后送入房間,控制室內(nèi)空氣相對濕度。其中,沿框圖方向第一部分干擾來自從室外引進(jìn)的新風(fēng)濕負(fù)荷,該負(fù)荷隨室外氣候變化而變化,產(chǎn)生擾量。第二部分干擾來自于室內(nèi)濕源和維護(hù)結(jié)構(gòu)傳濕而引起的濕負(fù)荷的擾動產(chǎn)生的擾量。從框圖上可知,前半部分為露點(diǎn)溫度控制過程,屬于單回路閉環(huán)控制系統(tǒng),具有自動修正被控量偏離給定值的能力,控制精度高。而整個框圖為室內(nèi)相對濕度控制過程,屬于單回路開環(huán)控制系統(tǒng)。從自動控制角度來說,開環(huán)控制系統(tǒng)控制精度低,抗干擾能力差,說明了定露點(diǎn)調(diào)節(jié)法的不

39、足。.室內(nèi)溫度的自動控制用再熱器補(bǔ)償表冷器因控制露點(diǎn)溫度而產(chǎn)生的過冷量,實(shí)現(xiàn)對室溫的控制,使室恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究碩士論文內(nèi)溫度維持在要求的范圍內(nèi)。由于表冷器除濕,使送風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度控制所需要的送風(fēng)溫度,如果不進(jìn)行溫度補(bǔ)償,會導(dǎo)致室內(nèi)溫度過低。此時用二次加熱器對送風(fēng)進(jìn)行加熱,補(bǔ)償其冷量。其空氣處理過程對應(yīng)于圖.中到的干加熱部分。反饋控制系統(tǒng)框圖見下圖:圖.夏季模式室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)框圖說明:由干球溫度傳感器?測得的室內(nèi)溫度與溫度給定值所得的差值作為調(diào)節(jié)器的輸入,輸出值為混合風(fēng)加熱器的閥門開度,使混合風(fēng)處理后達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn),以控制室內(nèi)空氣溫度。.室內(nèi)溫度控制綜合分析通過對整個恒溫恒濕空調(diào)

40、系統(tǒng)的分析,可以得到溫度控制的綜合分析框圖:嗣翱暖撇圖.夏季模式室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)綜合分析框圖在控制混合風(fēng)露點(diǎn)溫度過程中,也就是維持室內(nèi)相對濕度過程中,附帶產(chǎn)生了溫度擾量,這是不可避免的。通過對恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的綜合分析,整個溫度控制系統(tǒng)框圖,主要有種擾量:新風(fēng)進(jìn)出空調(diào)系統(tǒng),與室內(nèi)焓值之差產(chǎn)生新風(fēng)冷負(fù)荷該負(fù)荷隨外界天氣狀況變化而變化的產(chǎn)生擾量和在控制露點(diǎn)溫度過程中,由于表冷器處理空氣過冷附帶產(chǎn)生的溫度擾量合稱為干擾。室外熱量通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳給室內(nèi)產(chǎn)生冷負(fù)荷該冷負(fù)荷受室外天氣的變化而變化產(chǎn)生的波動擾量和室內(nèi)熱源直接將熱量由于室內(nèi)人員的變動,照明、機(jī)電設(shè)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)與定露點(diǎn)自動控制 碩士論文備的開

41、停所產(chǎn)生的余熱變化,也直接影響室溫散出形成的冷負(fù)荷擾量合稱為干擾。但是從整個框圖上看,溫度控制仍然是一個單回路的閉環(huán)系統(tǒng)。無論造成偏差的原因是外來擾量,還是內(nèi)部擾量,控制作用均能反映,且總是使系統(tǒng)偏差趨于零。因此,具有自動修正被控量偏離給定值的能力,控制精度高。.恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的冬季工況.冬季模式空氣處理過程冬季模式空氣處理過程在圖上的表示如下:。一室外空氣狀態(tài)點(diǎn)一室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)一混合點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)一送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)一新風(fēng)預(yù)熱后狀態(tài)點(diǎn) ?對應(yīng)的露點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)一混合風(fēng)干加熱后狀態(tài)點(diǎn)一露點(diǎn)溫度圖.冬季空氣處理過程圖預(yù)熱器的作用當(dāng)室外溫度低于時,預(yù)熱器電動調(diào)節(jié)閥動作,將新風(fēng)加熱到;當(dāng)室外溫度高于時,則預(yù)熱器電動調(diào)

42、節(jié)閥關(guān)閉。預(yù)熱器可以起到防霜凍作用,在非寒冷地區(qū),可以不用。露點(diǎn)溫度的分析空氣二次加熱后,進(jìn)行噴蒸汽加濕,使空氣的露點(diǎn)溫度達(dá)到。整個處理過程可寫成:幽立.塑虬王莖直魚旦岫.一一.恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究碩士論文.冬季模式自動控制的實(shí)現(xiàn).室內(nèi)溫度的自動控制預(yù)熱控制當(dāng)室外干球溫度低于時,開啟預(yù)熱器閥門給新風(fēng)預(yù)熱,使預(yù)熱后的新風(fēng)溫度保持在,當(dāng)室外干球溫度高于時,關(guān)閉預(yù)熱器閥門。其空氣處理過程對應(yīng)于圖.中到的干加熱過程。反饋控制系統(tǒng)框圖如下:千殍溫度傳感器圖.預(yù)熱溫度控制系統(tǒng)框圖空氣預(yù)熱溫度控制系統(tǒng),為單回路閉環(huán)控制系統(tǒng),當(dāng)室外溫度低于時,啟動該控制系統(tǒng),使預(yù)熱后空氣溫度保持在。其中的干擾來自于室外

43、新風(fēng)負(fù)荷,該負(fù)荷受室外氣侯的影響產(chǎn)生擾動。二次加熱的室溫控制由干球溫度傳感器,測得的室內(nèi)溫度。與溫度給定值所得的差值作為調(diào)節(jié)器的輸入,輸出值為混合風(fēng)加熱器的閥門開度,使混合風(fēng)處理后達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)所對應(yīng)的溫度值,以控制室內(nèi)空氣溫度。其空氣處理過程對應(yīng)于圖.中到的干加熱過程。反饋控制系統(tǒng)框圖如下:千球溫度傳感矗圖.冬季模式室溫控制系統(tǒng)框圖室內(nèi)溫度控制綜合分析控制框圖見下圖:恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)與定露點(diǎn)自動控制 碩士論文千球越鰣湫圖.冬季模式室溫控制綜合分析框圖室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)為單回路閉環(huán)控制系統(tǒng)?？驁D中,主要有種擾量:新風(fēng)進(jìn)出空調(diào)系統(tǒng),與室內(nèi)焓值之差產(chǎn)生新風(fēng)熱負(fù)荷,該負(fù)荷隨外界天氣狀況變化而變化,產(chǎn)生

44、擾量。當(dāng)室外溫度低于時,空氣預(yù)熱溫度控制系統(tǒng)補(bǔ)償了一部分熱量,降低了新風(fēng)擾量。該擾量稱為干擾。室內(nèi)熱量通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳給室外產(chǎn)生熱負(fù)荷該熱負(fù)荷受室外天氣的變化而變化而產(chǎn)生波動擾量和室內(nèi)熱源直接將熱量散出減少了室內(nèi)熱負(fù)荷形成擾量室內(nèi)人員的變動,照明、機(jī)電設(shè)備的開停所產(chǎn)生的余熱變化,會對室溫產(chǎn)生擾動合稱為干擾。但是從整個框圖上看,溫度控制仍然是一個單回路的閉環(huán)系統(tǒng)。無論造成偏差的原因是外來擾量,還是內(nèi)部擾量,控制作用均能反映,且總是使系統(tǒng)偏差趨于下降。因此,具有自動修正被控量偏離給定值的能力,控制精度高。.室內(nèi)濕度的自動控制由露點(diǎn)溫度傳感器測得的露點(diǎn)溫度。與露點(diǎn)溫度給定值所得的差值作為調(diào)節(jié)器的輸入,

45、輸出值為混合風(fēng)蒸汽加濕器的閥門開度,以控制混合風(fēng)處理后的露點(diǎn)溫度為一恒定值,達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn),將混合風(fēng)送入房間,控制室內(nèi)空氣相對濕度。其空氣處理過程對應(yīng)于圖.中到的干蒸汽加濕過程。反饋控制系統(tǒng)框圖如下:棚翻憫圖.冬季模式室內(nèi)濕度控制系統(tǒng)框圖從框圖上可知,前半部分為露點(diǎn)溫度控制過程,屬于單回路閉環(huán)控制系統(tǒng),具有碩士論文 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究自動修正被控量偏離給定值的能力,控制精度高。而整個框圖為室內(nèi)相對濕度控制過程,屬于單回路開環(huán)控制系統(tǒng)。從自動控制角度來說,開環(huán)控制系統(tǒng)控制精度低,抗干擾能力差,說明了定露點(diǎn)調(diào)節(jié)法的不足。.恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的過渡季工況.春秋季模式空氣處理過程春秋季節(jié)工況復(fù)雜

46、,雨雪天氣會使室外溫濕度變化較大,空氣處理過程也要隨之變化,一段時間內(nèi)可能會出現(xiàn)需要按照冬季模式方式進(jìn)行空氣處理的工況,也可能會出現(xiàn)需要按照夏季模式方式進(jìn)行空氣處理的工況。過渡季節(jié),除了不定時地出現(xiàn)冬季、夏季兩種模式工況外,也可能遇到下面的模式工況,即混合點(diǎn)在送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的左上方,本文稱這種模式為第三種工況模式?？諝馓幚磉^程在圖上的表示如下【:一室外空氣狀態(tài)點(diǎn)二室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)一混合點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)。一送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)的露點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)一混合風(fēng)干冷卻后狀態(tài)點(diǎn)圖.過渡季節(jié)空氣處理過程圖整個處理過程可寫成:盟避受墅也墜.啼.圖. 過渡季節(jié)空氣處理工藝流程圖.空調(diào)系統(tǒng)過渡季節(jié)自動控制的實(shí)現(xiàn)過渡季節(jié),當(dāng)需要夏季模式工況

47、時,按夏季模式進(jìn)行自動控制;當(dāng)需要冬季模式工況時,按冬季模式進(jìn)行自動控制。夏季與冬季模式的自動控制實(shí)現(xiàn)形式前面已經(jīng)分碩士論文恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)與定露點(diǎn)自動控制析過,下面分析一下第三種工況模式的自動控制實(shí)現(xiàn)形式。此種工況模式的自動控制步驟與框圖如下所述。.室內(nèi)溫度的自動控制由干球溫度傳感器測得的室內(nèi)溫度。與溫度給定值所得的差值作為調(diào)節(jié)器的輸入,輸出值為混合風(fēng)表冷器的閥門開度,使混合風(fēng)處理后達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)所對應(yīng)的溫度值,以控制室內(nèi)空氣溫度。其空氣處理過程對應(yīng)于圖.中由到的干冷卻過程。反饋控制系統(tǒng)框圖如下:干球溫度傳感器圖.過渡季節(jié)室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)框圖圖中的干擾包括新風(fēng)冷負(fù)荷產(chǎn)生擾量和室外熱量通過圍護(hù)

48、結(jié)構(gòu)傳給室內(nèi)產(chǎn)生冷負(fù)荷產(chǎn)生的波動擾量以及室內(nèi)熱源直接將熱量散出形成的冷負(fù)荷擾量。.室內(nèi)濕度的自動控制由露點(diǎn)溫度傳感器測得的露點(diǎn)溫度。與露點(diǎn)溫度給定值所得的差值作為調(diào)節(jié)器的輸入,輸出值為混合風(fēng)蒸汽加濕器的閥門開度,以控制混合風(fēng)處理后的露點(diǎn)溫度為一恒定值,達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn),控制室內(nèi)空氣相對濕度。其空氣處理過程對應(yīng)于圖.中由到的干蒸汽加濕過程。反饋控制系統(tǒng)框圖如下:圖.過渡季節(jié)室內(nèi)濕度控制系統(tǒng)框圖其中,沿框圖方向第一部分干擾來自從室進(jìn)的新風(fēng)濕負(fù)荷,該負(fù)荷隨室外氣候變化而變化,產(chǎn)生擾量。第二部分干擾來自于室內(nèi)濕源和維護(hù)結(jié)構(gòu)傳濕而引起的濕負(fù)荷的擾動產(chǎn)生的擾量。碩士論文恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究恒溫恒濕空調(diào)

49、系統(tǒng)能耗分析.空調(diào)系統(tǒng)夏季室內(nèi)控制溫度與室內(nèi)負(fù)荷關(guān)系要使空調(diào)房間溫度保持不變,就必須使室內(nèi)的總得熱量等于總失熱量,保持室內(nèi)熱量平衡?？照{(diào)房間的維護(hù)結(jié)構(gòu),房間設(shè)備和空調(diào)方式不同,空調(diào)房間的得熱量、失熱量差別很大,但我們可以將空調(diào)房間看作是一個開口系統(tǒng),利用開口系能量方程,忽略室內(nèi)濕度變化的影響,將室內(nèi)熱平衡方程用下式表示:.療礦一日療療,式中: ?空氣的定壓比熱容,【/?:?排風(fēng)風(fēng)量,/;廣室內(nèi)空氣密度,/;廣室內(nèi)溫度,:回風(fēng)量,;廣?通過維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入室內(nèi)的總得熱量,;?室內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備、照明和人體總放熱量,;廣?一送風(fēng)量,/;風(fēng)?送風(fēng)密度,/;送風(fēng)溫度,。其中,?打口式中卜維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),/?

50、;卜維護(hù)結(jié)構(gòu)面積,;“?室外計(jì)算溫度,;?維護(hù)結(jié)構(gòu)的修正系數(shù)【】。室內(nèi)熱源包括工藝設(shè)備散熱、照明散熱及人體散熱等,室內(nèi)熱源散出的熱量包括顯熱和潛熱兩部分,顯熱散熱包括對流換熱和輻射換熱。其中對流換熱成分占總地得熱量的比例為肋,輻射熱成分占總得熱量的比例為勵潛熱散熱成分占總得熱量的比例為島。船啪【】。如果將用室內(nèi)熱源與室內(nèi)空氣對流換熱產(chǎn)生的熱源表示,則有:.?,.蘭氅壬絲一,侈。式中:?對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),/酗;?室內(nèi)熱源表面溫度,;恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)能耗分析 碩士論文彳?室內(nèi)熱源表。面面積,。將式.和式.代入熱平衡方程式.,移項(xiàng)得:.口砒砒麗口展乞麗.彪%島島嵩乙口肛麗由于恒溫恒濕空調(diào)送風(fēng)所選

51、送風(fēng)溫差較小,可認(rèn)為島,且不隨溫度變化。由式.,可以看出:室內(nèi)溫度 是熱平衡的一個重要參數(shù)。對于既定的空調(diào)房間建筑結(jié)構(gòu)和室內(nèi)設(shè)施下,各熱工性質(zhì)參數(shù)為定值。對于定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng),只有、。、三個變量。,卜竺二三蘭竺二三蘭竺:巫竺蘭:二巫由上式可得,。,。當(dāng)乙增加時,會直接導(dǎo)致氣的增加,二者同方向變化。以空氣處理設(shè)備為研究對象,設(shè)夏季房間實(shí)時需要的冷量為,單位為,得:。七毒一辦幼睇成乙一脅島成麗圪.口麗口嵩塢辦糾脅螞島嵩乙.由上式,可以得出冷量與室溫 、室外計(jì)算溫度的關(guān)系。如果室內(nèi)溫度 不變,則當(dāng)室外溫度升高時,冷量增大;如果室外溫度不變,則當(dāng)室內(nèi)溫度 降低時,冷量增大,二者成線性變化,斜率為一砌島石可,三者的權(quán)重根據(jù)房屋熱工結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)設(shè)備、人員情況確定。在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中,如果