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空调系统的控制和调节

时间:2023-08-15

单室全新风系统温湿度控制(定风量):

温度调节

温度调节:离散PID

当风量一定时,可通过控制送风温度来调节室温

级联调节:将调节过程分成两个时间常数差异较大的过程,分别进行调节,可以有效解耦,实现更好的控制。

温度调节:级联控制的时间步长

室温:30分钟升高或降低1℃;

送风温度:30秒内升高或降低1℃。

湿度调节:

相对湿度 ( ):与温度相结合;

含水率(比率):反映空气的实际含水量;

通过控制水分含量和温度来控制相对湿度;

室内空气湿度:10分钟增减1g/kg;

送风湿度:50秒内增减1g/kg。

单室全新风系统温湿度控制(变风量):

温度调节、湿度调节:

温湿度耦合处理:

当不需要湿度控制时,送风温度固定(允许的最低/最高温度),改变风量来调节室温。

当需要湿度控制时,需要修改风量和送风温度。

多室全新风系统温湿度控制:

单管道系统:

以某房间为参考,根据其温度确定送风参数;

或者,根据每个房间的温湿度状态,确定满足大多数房间的送风参数。

单风道加末端再热系统:

温度或湿度的一个参数通过末端再加热来调节,另一个参数通过送风参数来调节。

单风道加末端再热系统:

当无湿度要求时,按节能规则确定送风温度,调节末端再热器以满足温度要求。

目标:至少保持一台再热器完全关闭。

如果最小开度再热器的加热能力>20%,则ts↑0.5℃;

若全闭再热器数量≥1且tr-tset>0.5℃,则ts↓0.5℃;

如果不满足上述两个条件楼宇自控送风湿度高,则ts不变;

送风温度修正的时间步长;

调节室温需要长于再热器的稳定时间。

单风道加末端再热系统:

当湿度要求不高但温度要求较高时:设定送风温度,改变再热器的供热量来​​调节室温。

取一个参考房间,根据房间的湿度要求确定送风温度

或者测量所有房间的湿度以确定满足大多数房间的送风温度。

当温度要求不高,但湿度要求较高时:设定送风温度,改变再热器的供热量来​​调节房间的相对湿度。

选取一个参考房间,根据房间温度要求确定送风温度。

测量所有房间温度以确定满足大多数房间的送风温度。

双管道系统:

调节冷热空气比例,控制室温或湿度;

冷热抵消大,风扇耗能大,现在基本不用了。

空气处理过程的控制:

常用加工程序:

①水空气加热器:

调节水阀开度,调节制热量和出风温度。

②水-空冷却器+空气旁路:

调节水阀的开度来调节排热、除湿和出风温湿度; 调节旁通通风阀的开度来确定混合空气的状态。

③喷水

调节水泵或水阀的转速来调节加湿量,以及出口空气的温度和湿度。

④蒸汽喷射

调节蒸汽阀来调节加湿量和出口空气的湿度。

⑤全热交换器:

⑥水循环全热交换器:

调节水泵的转速,调节预冷量和再加热​​量,控制出口空气的温度和湿度。

⑦可变回风比空调:

调节新风阀、回风阀、混风阀,控制新风回风比例。

调整的意思是:

调节新风、回风、混风阀门,调整新风比例;

调节冷水阀降温除湿;

调节旁通通风阀,调节表冷器后面的空气状态;

调节热水阀提高温度;

调节加湿泵的转速来调节加湿量。

空气处理过程的控制:典型的空调箱示例

判断混风状态:

目标:混合风点落在ISD线上。

当新风和回风状态均位于ISD线两侧时:混合风点落在ISD线上;

当新风和回风状态位于ISD线的同一侧时;

当新风点接近ISD线时,最大新风运行;

当回风点接近ISD线时,运行最少新风。

②确定混气点后的处理措施

区域 1:热水喷雾

区域 2:冷却旁路再加热

区域 3:冷却旁路喷水

区域4:冷却水喷淋

③实现空气处理闭环调节

设备只能根据空调箱出风口的空调情况进行调节

1区:加热喷水、热函控制加热器、温控水泵。

2区:冷却旁路再热,冷水阀全开,D控旁路通风阀,温控再热器。

第三区:冷却旁路喷水、冷水阀全开、焓控旁路通风阀、温控水泵;

第四区:冷却水喷淋、焓控冷水阀、温控水泵。

空气处理过程的控制:设备的调节特性

① 阻尼器

非线性特性,不容易得到良好的控制效果、线性化。

对X'对进行PID计算,通过exp(X')将PID输出转换为风阀位置,执行器动作精度:5%。

②水-空气热交换器

热交换:

出口空气温度:

③水-空气热交换器

出风温度随水量呈非线性变化;

当水量大到一定程度时,气温几乎不随水量变化;

尽量避免在温度敏感区域工作。

④水阀:开度-流量关系

开度-流量关系与阀门的特性以及阀门与管道的阻力比有关。

阀门理想流量特性的实现:阀芯形状

水阀:开度-流量关系:流量-kv

1、定义:当阀门两端压差为1bar时,测量阀门全开时流经阀门的流量,单位为m3/h。

2. 计算:

开度-流量关系:阀门权限

水阀:开度-温度关系

非线性特性,当开度较小时,开度比对温度变化影响较大。

当阀门开度较大时,阀门开度在温度变化的影响下会失去调节作用。

由于阀门机械结构的限制,阀门开度的调节存在死区。

线性化阀门开度关系,并根据水力和热工条件自动校正线性化函数。

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