空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)

1、1目錄目錄n第第1章章 緒論緒論o 恒溫水箱通斷控制實(shí)驗(yàn)恒溫水箱通斷控制實(shí)驗(yàn)n第第2章章 恒溫水箱通斷控制恒溫水箱通斷控制n第第1次討論課：恒溫水箱通斷控制次討論課：恒溫水箱通斷控制n第第3章整體式恒溫恒濕機(jī)組的控制章整體式恒溫恒濕機(jī)組的控制n第第2次討論課：整體式恒溫恒濕機(jī)組的控制次討論課：整體式恒溫恒濕機(jī)組的控制n第第4章章 散熱器實(shí)驗(yàn)臺的控制散熱器實(shí)驗(yàn)臺的控制1、2n第第3次討論課：次討論課： 散熱器實(shí)驗(yàn)臺的控制散熱器實(shí)驗(yàn)臺的控制n第第5章章 空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)1 、2n第第4次討論課：空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)次討論課：空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)n第第6章章 冷熱源與水系統(tǒng)的控制冷熱

2、源與水系統(tǒng)的控制1 、2n第第7章章 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)n第第8章章 建筑自動化系統(tǒng)建筑自動化系統(tǒng)n第第5次討論課：動手操作次討論課：動手操作1 1第一循環(huán)：第一循環(huán)：通斷控制通斷控制第二循環(huán)：第二循環(huán)：PID控制控制第三循環(huán)：第三循環(huán)：空調(diào)系統(tǒng)控制空調(diào)系統(tǒng)控制第四循環(huán)：第四循環(huán)：建筑自動化系統(tǒng)建筑自動化系統(tǒng)第第5章章 空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)3主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. 單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制2. 多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制3. 空氣處理過程的控制空氣處理過程的控制4. 變風(fēng)量箱的控制變風(fēng)量箱的控制5. 變風(fēng)量系統(tǒng)的

3、控制變風(fēng)量系統(tǒng)的控制6. 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的控制風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的控制41.單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制(定風(fēng)量定風(fēng)量)o 溫度調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)空調(diào)房間回風(fēng)排風(fēng)()psrQGctt51.單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制(定風(fēng)量定風(fēng)量)o 溫度調(diào)節(jié)：離散溫度調(diào)節(jié)：離散PIDPID,0,1,2rjsetrjtttj 令21()2DsetITQQK tttttttT 1,1,122DrrrITQQKttttttT ()將代入psrQGctt,1,1,1,122DssrrrrrpITKttttttttttGcT 61.單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房

4、間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制(定風(fēng)量定風(fēng)量)o 溫度調(diào)節(jié)：離散溫度調(diào)節(jié)：離散PIDPID,1,1,1,212pDssrrrrrrpIGcTKttttttttGcKT 當(dāng)風(fēng)量不變時，可以通過控制送風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)室溫當(dāng)風(fēng)量不變時，可以通過控制送風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)室溫串級調(diào)節(jié)：將調(diào)節(jié)過程分成兩個時間常數(shù)差別較大串級調(diào)節(jié)：將調(diào)節(jié)過程分成兩個時間常數(shù)差別較大的過程，分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以有效解耦，實(shí)的過程，分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以有效解耦，實(shí)現(xiàn)更好的控制?，F(xiàn)更好的控制。71.單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制(定風(fēng)量定風(fēng)量)o 溫度調(diào)節(jié)：串級控制的時間步長溫度調(diào)節(jié)：串級控制的時間步長室溫：室溫：3030

5、分鐘升高或降低分鐘升高或降低1 1送風(fēng)溫度：送風(fēng)溫度：3030秒升高或降低秒升高或降低1 181.單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制(定風(fēng)量定風(fēng)量)o 濕度調(diào)節(jié)濕度調(diào)節(jié)l 相對濕度（相對濕度（Relative humidityRelative humidity）: :與溫度耦合與溫度耦合l 含濕量（含濕量（Humidity ratioHumidity ratio）：反映空氣的實(shí)際含水量）：反映空氣的實(shí)際含水量l 通過控制含濕量與溫度，來控制相對濕度通過控制含濕量與溫度，來控制相對濕度()psdCVGcCCWd 91.單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制

6、(定風(fēng)量定風(fēng)量)o 濕度調(diào)節(jié)：串級控制的時間步長濕度調(diào)節(jié)：串級控制的時間步長室內(nèi)空氣濕度：室內(nèi)空氣濕度：1010分鐘升高或降低分鐘升高或降低1g/kg1g/kg送風(fēng)濕度：送風(fēng)濕度：5050秒升高或降低秒升高或降低1g/kg1g/kg101.單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制(變風(fēng)量變風(fēng)量)o 溫度調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)o 濕度調(diào)節(jié)濕度調(diào)節(jié)()psrQGctt111.單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制(變風(fēng)量變風(fēng)量)o 溫度濕度耦合的處理溫度濕度耦合的處理l 當(dāng)不要求控制濕度時，定送風(fēng)溫度（為允許當(dāng)不要求控制濕度時，定送風(fēng)溫度（為允許的最低的最低/ /最高溫度）

7、，變送風(fēng)量調(diào)節(jié)房間溫度最高溫度），變送風(fēng)量調(diào)節(jié)房間溫度l 當(dāng)要求控制濕度時，需修訂風(fēng)量和送風(fēng)溫度當(dāng)要求控制濕度時，需修訂風(fēng)量和送風(fēng)溫度,0,0(,)()(,)()s setG PIDsetrs sets sets settPIDsetrGftttttfddGG 12主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. 單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制2. 多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制3. 空氣處理過程的控制空氣處理過程的控制4. 變風(fēng)量箱的控制變風(fēng)量箱的控制5. 變風(fēng)量系統(tǒng)的控制變風(fēng)量系統(tǒng)的控制6. 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的控制風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的控制132.多房間全空氣系統(tǒng)的

8、溫濕度控制多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制o 單風(fēng)道系統(tǒng)單風(fēng)道系統(tǒng)l 取某一房間為參照，根據(jù)其溫度確定送風(fēng)參數(shù)取某一房間為參照，根據(jù)其溫度確定送風(fēng)參數(shù)l 或者根據(jù)各房間的溫濕度狀態(tài)，確定滿足大多或者根據(jù)各房間的溫濕度狀態(tài)，確定滿足大多數(shù)房間的送風(fēng)參數(shù)數(shù)房間的送風(fēng)參數(shù)142.多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制o 單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)l 通過末端再熱調(diào)節(jié)溫度或濕度中的某一個參通過末端再熱調(diào)節(jié)溫度或濕度中的某一個參數(shù)，通過送風(fēng)參數(shù)調(diào)節(jié)另外一個參數(shù)數(shù)，通過送風(fēng)參數(shù)調(diào)節(jié)另外一個參數(shù)152.多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制o 單風(fēng)道加末端再熱系

9、統(tǒng)單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)l 當(dāng)對濕度沒有要求時，根據(jù)當(dāng)對濕度沒有要求時，根據(jù)節(jié)能規(guī)則節(jié)能規(guī)則確定送風(fēng)確定送風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)末端再熱器滿足溫度要求溫度，調(diào)節(jié)末端再熱器滿足溫度要求n 目標(biāo)：至少保證一個再熱器全關(guān)目標(biāo)：至少保證一個再熱器全關(guān)開度最小的再熱器的加熱量開度最小的再熱器的加熱量20%20%，則，則 ts0.50.5全關(guān)再熱器數(shù)全關(guān)再熱器數(shù)1 1且且tr-tset0.50.5，則，則ts0.50.5不滿足上兩條，不滿足上兩條， ts不變不變n 送風(fēng)溫度修正的時間步長送風(fēng)溫度修正的時間步長需大于再熱器調(diào)節(jié)室溫的穩(wěn)定周期需大于再熱器調(diào)節(jié)室溫的穩(wěn)定周期162.多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制多房間全空氣系

10、統(tǒng)的溫濕度控制o 單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)l 當(dāng)濕度要求不高，溫度要求高時：定送風(fēng)溫度，當(dāng)濕度要求不高，溫度要求高時：定送風(fēng)溫度，變再熱器供熱量調(diào)節(jié)房間溫度變再熱器供熱量調(diào)節(jié)房間溫度n 取一個參照房間，根據(jù)該房間濕度要求確定送風(fēng)溫度取一個參照房間，根據(jù)該房間濕度要求確定送風(fēng)溫度n 或測量所有房間或測量所有房間 濕度，確定滿足大多數(shù)房間的送風(fēng)溫度濕度，確定滿足大多數(shù)房間的送風(fēng)溫度l 當(dāng)溫度要求不高，濕度要求高時：定送風(fēng)溫度，當(dāng)溫度要求不高，濕度要求高時：定送風(fēng)溫度，變再熱器供熱量調(diào)節(jié)房間相對濕度變再熱器供熱量調(diào)節(jié)房間相對濕度n 取一個參照房間，根據(jù)該房間溫度要求確定送風(fēng)溫度取一個

11、參照房間，根據(jù)該房間溫度要求確定送風(fēng)溫度n 測量所有房間測量所有房間 溫度，確定滿足大多數(shù)房間的送風(fēng)溫度溫度，確定滿足大多數(shù)房間的送風(fēng)溫度172.多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制o 雙風(fēng)道系統(tǒng)雙風(fēng)道系統(tǒng)n 調(diào)節(jié)冷熱風(fēng)比例，控制房間溫度或濕度調(diào)節(jié)冷熱風(fēng)比例，控制房間溫度或濕度n 冷熱抵消大、風(fēng)機(jī)能耗大，現(xiàn)已基本不用冷熱抵消大、風(fēng)機(jī)能耗大，現(xiàn)已基本不用18主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. 單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制單房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制2. 多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制多房間全空氣系統(tǒng)的溫濕度控制3. 空氣處理過程的控制空氣處理過程的控制4. 變風(fēng)量箱的控制變風(fēng)量箱的控制5.

12、變風(fēng)量系統(tǒng)的控制變風(fēng)量系統(tǒng)的控制6. 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的控制風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的控制193 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：常用處理過程常用處理過程 水水- -空氣加熱器空氣加熱器 o 調(diào)節(jié)水閥開度，調(diào)節(jié)加熱量及出口空氣溫度調(diào)節(jié)水閥開度，調(diào)節(jié)加熱量及出口空氣溫度等濕升溫等濕升溫203 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：常用處理過程常用處理過程 水水- -空氣冷卻器空氣旁通空氣冷卻器空氣旁通o 調(diào)節(jié)水閥開度，調(diào)節(jié)除熱量、除濕量及出口空調(diào)節(jié)水閥開度，調(diào)節(jié)除熱量、除濕量及出口空氣溫、濕度氣溫、濕度o 調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥開度，確定混合后空氣的狀態(tài)調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥開度，確定混合后空氣的狀態(tài)空氣冷水

13、等濕降溫等濕降溫冷凝除濕冷凝除濕混風(fēng)混風(fēng)213 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：常用處理過程常用處理過程 水噴淋水噴淋o 調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速或水閥，調(diào)節(jié)加濕量、及出口空調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速或水閥，調(diào)節(jié)加濕量、及出口空氣溫、濕度氣溫、濕度等焓加濕等焓加濕空氣填料水溫水溫 空氣濕球溫度空氣濕球溫度水溫水溫 氣濕球溫度氣濕球溫度223 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：常用處理過程常用處理過程 噴蒸汽噴蒸汽o 調(diào)節(jié)蒸汽閥，調(diào)節(jié)加濕量、及出口空氣濕度調(diào)節(jié)蒸汽閥，調(diào)節(jié)加濕量、及出口空氣濕度水溫水溫 空氣溫度空氣溫度233 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：常用處理過程常用處理過程 全熱交換器全熱交

14、換器排風(fēng)排風(fēng)新風(fēng)新風(fēng)243 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：常用處理過程常用處理過程 水循環(huán)式全熱交換器水循環(huán)式全熱交換器p 調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)預(yù)冷量、再熱量，控制調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)預(yù)冷量、再熱量，控制出口空氣溫濕度出口空氣溫濕度冷水空氣I IA AB BOO253 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：常用處理過程常用處理過程 新回風(fēng)比可變的空調(diào)箱新回風(fēng)比可變的空調(diào)箱p 調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、混風(fēng)閥，控制新回風(fēng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、混風(fēng)閥，控制新回風(fēng)比例比例混風(fēng)閥回風(fēng)閥新風(fēng)閥循環(huán)泵熱水冷水冷水閥熱水閥263 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：典型空調(diào)箱例典型空調(diào)箱例p 調(diào)節(jié)手段調(diào)

15、節(jié)手段l調(diào)節(jié)新、回、混風(fēng)閥，調(diào)新風(fēng)比調(diào)節(jié)新、回、混風(fēng)閥，調(diào)新風(fēng)比l調(diào)節(jié)冷水閥，降溫除濕調(diào)節(jié)冷水閥，降溫除濕l調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥，調(diào)節(jié)表冷器后的空氣狀態(tài)調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥，調(diào)節(jié)表冷器后的空氣狀態(tài)l調(diào)節(jié)熱水閥，升溫調(diào)節(jié)熱水閥，升溫l調(diào)節(jié)加濕泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)加濕量調(diào)節(jié)加濕泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)加濕量混風(fēng)閥回風(fēng)閥新風(fēng)閥循環(huán)泵熱水冷水冷水閥熱水閥273 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：典型空調(diào)箱例典型空調(diào)箱例 確定混風(fēng)狀態(tài)確定混風(fēng)狀態(tài)p 目標(biāo)：混風(fēng)點(diǎn)落在目標(biāo)：混風(fēng)點(diǎn)落在I-S-I-S-D D線上線上l新、回風(fēng)狀態(tài)在新、回風(fēng)狀態(tài)在I-S-DI-S-D線的兩側(cè)時：混風(fēng)點(diǎn)落在線的兩側(cè)時：混風(fēng)點(diǎn)落在I-S-DI-S-D線上線上l

16、新、回風(fēng)狀態(tài)在新、回風(fēng)狀態(tài)在I-S-DI-S-D線的同側(cè)時線的同側(cè)時新風(fēng)點(diǎn)距離新風(fēng)點(diǎn)距離I-S-DI-S-D線近時，最大新風(fēng)運(yùn)行線近時，最大新風(fēng)運(yùn)行回風(fēng)點(diǎn)距離回風(fēng)點(diǎn)距離I-S-DI-S-D線近時，最小新風(fēng)運(yùn)行線近時，最小新風(fēng)運(yùn)行IDSIDS283 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：典型空調(diào)箱例典型空調(diào)箱例 確定混風(fēng)點(diǎn)后的處理措施確定混風(fēng)點(diǎn)后的處理措施p 1 1區(qū)：加熱噴水區(qū)：加熱噴水p 2 2區(qū)：冷卻旁通再熱區(qū)：冷卻旁通再熱p 3 3區(qū)：冷卻區(qū)：冷卻旁通噴水旁通噴水p 4 4區(qū)：冷卻噴水區(qū)：冷卻噴水1234HDLW293 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：典型空調(diào)箱例典型空調(diào)箱例

17、空氣處理閉環(huán)調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)空氣處理閉環(huán)調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)p 只能根據(jù)空調(diào)箱只能根據(jù)空調(diào)箱 出口出口空氣狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備空氣狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備p 1 1區(qū)：加熱噴水區(qū)：加熱噴水焓焓控加熱器，控加熱器，溫度溫度控水泵控水泵p 2 2區(qū)：冷卻旁通再熱區(qū)：冷卻旁通再熱冷水閥全開，冷水閥全開，d控旁通風(fēng)閥，控旁通風(fēng)閥，溫度溫度控再熱器控再熱器IDS1234HDLWp 3 3區(qū)：冷卻區(qū)：冷卻旁通噴水旁通噴水冷水閥全開冷水閥全開，焓焓控旁通風(fēng)閥，控旁通風(fēng)閥，溫度溫度控水泵控水泵，p 4 4區(qū)：冷卻噴水區(qū)：冷卻噴水焓焓控冷水閥，控冷水閥，溫度溫度控水泵控水泵303 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：設(shè)備的調(diào)節(jié)特性設(shè)備的調(diào)節(jié)特

18、性 風(fēng)閥風(fēng)閥p 非線性特性非線性特性p 不容易得到好的控制效果不容易得到好的控制效果p 線性化線性化對對X對進(jìn)行對進(jìn)行PIDPID計(jì)算，將計(jì)算，將PIDPID輸出通過輸出通過exp(X)換算為風(fēng)閥位置換算為風(fēng)閥位置p 執(zhí)行器動作精度：執(zhí)行器動作精度：5%5%ln XX混風(fēng)閥開度混風(fēng)比1.0100%313 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：設(shè)備的調(diào)節(jié)特性設(shè)備的調(diào)節(jié)特性 水水- -空氣換熱器空氣換熱器p 換熱量換熱量p 出口空氣溫度出口空氣溫度12211221()lnawawawawttttQKF TKFtttt111121111a aw wa aw wKFm cm caaawwwaKFm

19、cm caawwm cttem ctm cem c冷水1at2at1wt2wt1221()()aaaawwwwQm cttm ctt323 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：設(shè)備的調(diào)節(jié)特性設(shè)備的調(diào)節(jié)特性 水水- -空氣換熱器空氣換熱器p 出口空氣溫度隨出口空氣溫度隨水量非線性變化水量非線性變化p 水量大到一定程水量大到一定程度，空氣溫度幾度，空氣溫度幾乎不隨水量變化乎不隨水量變化p 盡量避免工作在盡量避免工作在溫度不敏感區(qū)域溫度不敏感區(qū)域333 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：設(shè)備的調(diào)節(jié)特性設(shè)備的調(diào)節(jié)特性 水閥：開度水閥：開度- -流量關(guān)系流量關(guān)系p 開度開度- -流量關(guān)系與閥門

20、特性及閥門、管道阻力流量關(guān)系與閥門特性及閥門、管道阻力比有關(guān)比有關(guān)343 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：設(shè)備的調(diào)節(jié)特性設(shè)備的調(diào)節(jié)特性 水閥：開度水閥：開度- -流量流量關(guān)系實(shí)現(xiàn)方法關(guān)系實(shí)現(xiàn)方法閥門理想流量特性的實(shí)現(xiàn)：閥芯形狀（1）直線特性閥芯（2）等百分比特性閥芯（3）快開特性閥芯（4）拋物線特性閥芯（5）等百分比特性閥芯（開口形）（6）直線特性閥芯（開口形）353 空氣處理過程的控制：空氣處理過程的控制：設(shè)備的調(diào)節(jié)特性設(shè)備的調(diào)節(jié)特性 水閥：開度水閥：開度- -流量流量關(guān)系關(guān)系: : 流通能力流通能力- -kvkv1、定義：定義：閥門兩端的壓差為1bar時，閥門全開時流經(jīng)閥門的流量，以m3/h計(jì)。流量:壓降:3/ vQkp