暖通空调控制系统综述

暖通空调控制系统综述摘要：随着暖通空调日益普及，暖通空调系统的能量消耗占整个建筑耗电量的50％以上，但目前绝大多数空调处在低效运行，能源浪费严重。本文介绍暖通空调整体工艺和供水系统，并对暖通空调控制系统设计进行了探讨。1.系统主要设备1.1中央监控子系统。工业控制机：CONTEC工控机以及EPSONLQ—1600K打印机。1.2DDC控制器。DDC作为现代BAS的标志之一，是以微型处理器为基础的计算机遥控处理单元，是实现BAS分散采集、分散控制最主要的单元。DDC设置于现场，接收传感元件的模拟量信号(AI)或数字量信号(DI)，并且输出模拟量信号(AO)或数字量信号(DO)给执行机构。模拟量包括温度、湿度、压力、流量、液位、电流、电压等参数，应为4～200mA或0～10V等直流标准电信号。数字量包括状态信号和故障报警信号等，应为无源接点信号。1.3数字输入/输出单元。数字输入/输出单元(DPU)为模块化控制器提供一个实现远距离监控的经济有效的方法。其主要性能如下：①通信标准RS232/485。②容量12路数字输入(干触点)。③容量12路数字输出(干触点)。④触点容量为交流10mA6V到1A250V。2系统主要性能指标及功能2.1监控计算机系统主要以动态图形的方式，对整个系统中的设备及机组监视，对现场冷热源泵站、空压机站的自控子系统和联合厂房空调子系统进行综合管理，协调控制、记录及统计有关数据、打印事件报表、自动检测故障报警。2.2冷热源泵站及空压机站子系统主要完成以下控制：①对三台溴化锂冷水机组实时控制：按时间程序，自动起/停。②对溴化锂冷水机组起动/停止顺序控制：根据工艺或设备要求对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔实施按顺序联锁起/停。③节能及优化起/停控制：根据冷冻水供、回水温度差及回水流量计算出实际冷负荷，来确定冷水机组起动的台数。④压差控制：设于供、回水管间的旁通阀，当机组运行后，根据供、回水压差自动调节阀门的开度，保持供、回水压差平衡。2.3联合厂房自动控制子系统包括空调机组和新风机组。系统完成以下控制：①对新风机组及空调机组实时控制：按时间程序，自动起/停。②温度控制：测量回风或送风温度与设定值比较，按比例积分(PI)规律输出相应的控制信号，调节电动阀的开度，使送、回风温度控制在设定值范围内。③电动阀冬、夏季工作模式自动转换。④监视功能：监视风机运行状态、故障状态、并累计运行时间，过滤器阻塞报警及送风温度超限报警。3主要的一些监控系统3.1新风机组的监控新风机组中空气--水换热器，夏季通入冷水对新风降温除湿，冬季通入热水对空气加热，干蒸汽加湿器用于冬季对新风加湿。对新风机组进行监控的要求如下：3.1.1检测功能：监视风机电机的运行/停止状态；监测风机出口空气温、湿度参数；监测新风过滤器两侧压差，以了解过滤器是否需要更换；监视新风阀打开/关闭状态；3.1.2控制功能：控制风机启动/停止；控制空气--热水换热器水侧调节阀，使风机出口温度达到设定值；控制干蒸汽加湿器阀门，使冬季风机出口空气湿度达到设定值。3.1.3保护功能：冬季当某种原因造成热水温度降低或热水停供时，应停止风机，并关闭新风阀门，以防机组内温度过低冻裂空气--水换热器；当热水恢复正常供热时，应能启动风机，打开新风阀，恢复机组正常工作。3.1.4集中管理功能：智能大楼各机组附近的DDC控制装置通过现场总线与相应的中央管理机相连，于是可以显示各机组启/停状态，送风温、湿度、各阀门状态值；发出任一机组的启/停控制信号，修改送风参数设定值；任一新风机组工作出现异常时，发出报警信号。3.2空调机组的监控空调机组的调节对象是相应区域的温、湿度，因此送入装置的输入信号还包括被调区域内的温湿度信号。当被调区域较大时，应安装几组温、湿度测点，以各点测量信号的平均值或重要位置的测量只值作为反馈信号；若被调区域与空调机组DDC装置安装现场距离较远时，可专设一台智能化的数据采集装置，装于被调区域，将测量信息处理后通过现场总线将测量信号送至空调DDC装置。在控制方式上一般采用串级调节形式,以防室内外的热干扰、空调区域的热惯性以及各种调节阀门的非线形等因素的影响。对于带有回风的空调机组而言，除了保证经过处理的空气参数满足舒适性要求外，还要考虑节能问题。由于存在回风，需增加新、回风空气参数测点。但回风道存在较大的惯性，使得回风空气状态不完全等同于室内空气状态，因此室内空气参数信号必须由设在空调区域的传感器取得。另外，新风、回风混合后，空气流通混乱，温度也很不均匀，很难得到混合后的平均空气参数。因此，不测量混合空气的状态，也不用该状态作为DDC控制的任何依据。3.3变风量系统的监控变风量系统（VAV）是一处新型的空调方式，在智能化大楼的空调中被越来越多的地采用。带有VAV装置的空调系统各环节需要协调控制，其内容主要体现在以下几个方面：3.3.1由于送入各房间风量是变化的，空调机组的风量将随之变化，因此应采3.3.2送风机速度调节时，需引入送风压力检测信号参与控制，从而不使各房间内压力出现大的变化，保证装置正常工作。3.3.3对于VAV系统，需要检测各房间风量、温度及风阀位置等信号并经过统一的分析处理后才能给出送风温度设定值。3.3.4在进行送风量调节的同时，还应调节新、回风阀，以使各房间有足够的新风。3.4冷热源及其水系统的监控智能化大厦中的冷热源主要包括冷却水、冷冻水及热水制备系统，其监控特点如下：3.4.1冷却水系统的监控冷却水系统的作用是通过冷却塔和冷却水泵及管道系统向制冷几机提供冷水，监控的目的主要是保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行；确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过；根据室外气候情况及冷负荷调整冷却水运行工况，使冷却水温度在要求的设定范围内。3.4.2冷冻水系统的监控冷冻水系统由冷冻水循环泵通过管道系统连接冷冻机蒸发器及用户各种冷水设备（如空调机和风机盘管）组成。对其进行监控的目的主要是保证冷冻机蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工作；向冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求；在满足使用要求的前提下尽可能减少水泵耗电，实现节能运行。3.4.3热水制备系统的监控热水制备系统以热交换器为主要设备，其作用是产生生活、空调及供暖用热水。对这一系统进行监控的主要目的是监测水力工况以保证热水系统的正常循环，控制热交换过程以保证要求的供热水参数.