空调工程自动控制系统设计

1、空调工程自动控制系统设计工程概况：本空调工程全部采用吊顶暗装风机盘管加独立新风系统。室内风机盘管承 担全部的室内冷负荷和湿负荷，新风机组把引入的室外新风处理到室内焓值， 再按需求分配到各个房间，按舒适性空调设计，采用露点送风。系统冷热源选 用风冷式空气源热泵，安置于天台上。空调水系统采用一次泵定水量系统，双 管制，闭式循环。系统主机采用远程控制，各房间的风机盘管可单独控制调节空气房间温度自动控制是通过接通或断开电加热器，以增加或减少精加热 器的热量，而改变送风温度来实现的。空调温度自动控制系统常用的改变送风温度方法有：控制加热空气的电加 热器，空气加热器(介质为热水或蒸汽)的加热量或改变一、二

2、次回风比等。室 温控制规律有位式、比例、比例积分、比例积分微分以及带补偿与否等几种。 设计时应根据室温允许波动范围大小的要求，被控制的调节机构及设备形式， 选配测温传感器、温度调节器及执行器，组成温度自动控制系统。(1) 控制电加热器的功率控制电加热器的功率来控制室温的系统，其原理图及方框图见下：室温位式控制方案，由测温传感器 TN位式温度调节器TNC及电接触 器JS组成。当室温偏离设定值时，调节器 TNC俞出通断指令的电信号，使电接 触器闭合或断开，以控制电加热器开或停，改变送风温度，达到控制室温的目 的PID温度调节器TNC及可控硅电室温PID控制方案，由测温传感器TN 压调整器ZK组成，

3、可实现室温PID控制。(2) 控制空气加热器的热交换能力控制进入空气加热器热媒流量的室温控制系统及其原理如下：该方案是由测温传感器TN,温度调节器TNC通断仪ZJ及直通或三通调节 阀组成。当室温偏离设定值时，调节器输出偏差指令信号，控制调节阀开大或 关小，改变进入空气热交换器的蒸汽量或热水量，从而改变送风温度，达到控 制室温的目的。(3) 制进入空气加热器的热水温度该温控方案组成与上面相同，不同的是控制三通阀来改变进入空气加热器 的水温，改变热交换能力，达到控制室温的目的。房间空气相对湿度自动控制的方法空调房间温湿度控制：空调房间温湿度的干扰因素的多样性，气候变化的多工况性以及房间存在 的较大

4、的热惯性等因素使得利用单回路直接控制房间温湿度的方法难以达到满 意的调节效果。因此，应该另选有效的方法。针对空调房间的热特性，采用串 级调节较适宜。其调节框图如图所示to setBn室温调节器用于克服维护结构传热，室内热源散热引起的室温干扰。室温 调节器根据房间内实际温度与设定温度的偏差调整送风温度的设定值。送风温 度调节器则用来控制送风温度。这一环节主要克服在不同的季节，新风、回风 混合比的变化引起的对换热器的出口状态干扰。使其在进入房间前受到一定的 抑制，减少对室内状态的影响。采用串级调节后，还能改变对象的时间特性， 提高系统的控制质量。四、风机盘管空调系统的自动控制(一) 温控器(1)

5、风机盘管宜采用温控器控制电动水阀，手动控制风机三速的控制方式。 风机启停与电动水阀连锁。(2) 冬夏季均运行的风机盘管，其温控器应有冬夏转换措施。一般以各温控 器独自设置冬夏转换开关为好。(二) 节能钥匙(1) 房间设有节能钥匙系统时，风机盘管宜与其连锁以节能。(2) 当要求不高时，可采用插、拔钥匙使风机盘管启动或断电停转的方式。 使用要求较高时，可增设一个温度开关。(三) 定流量水系统风机盘管定流量水系统自控方式较简单易行，但节能效果没有变流量自控 方式好。五、风机盘管的定流量水系统自动控制该工程使用定流量二管制，其风机盘管机组的控制通常采用两种方式。(1) 三速开关手控的二管制定流量系统采

6、用二管制水系统时，表面冷却器中的水是常通的。水量依靠阀门的一次 性调整，而室温的高低是由手动选择风机的三档转速来实现的。(2) 温控器加三速开关的二管制定流量水系统采用这种控制的水系统时，表面冷却器中的水是常通的，水量依靠阀门一 次性调整。室内温度控制器控制风机启停，而手动三档开关调节风机的转速。ift控器自控凤机启怜手控风机转谨温控器选择AFT06系列即可满足要求。该系列是带浸入式套管的。六、变风量系统的监控变风量系统的基本思想是当室内空调负荷改变以及室内空气参数设定值变 化时，自动调节空调系统送入房间的送风量，使通过空气送入房间的负荷与房 间的实际负荷相匹配，以满足室内人员的舒适要求或工艺

7、生产要求。同时送风 量的调节可以最大限度的减少风机的动力，节约运行能耗。除了节能的优势外，VAV系统还有以下特点：(1)能实现局部区域的灵活控 制，可根据负荷变化或个人舒适度要求调节。(2)由于能自动调节送入各房间的 冷量，系统内各用户可以按实际需要配置冷量，考虑各房间的同时使用系数和 负荷分布，系统冷源配置可以减少 20%30左右，设备投资相应较大减少。(3) 室内无过冷过热现象。该系统采用单风管再加热VAV空调系统，其原理和控制系统图如下：新风温度传感器风阀用电机控砺IC板变频风机室内温度传感器再加理器单凤管再加热VAV空调系统七、空调用制冷装置的自动控制1、蒸发器的自动控制空调用制冷装置

8、系统的蒸发器和冷凝器温度的自动控制如图所示T2I CJT1热力膨胀阀丁蒸发器-水量调节阀仝侷用制冷装置温度的自动控制示覚图空调负荷是经常变化的，因此，要求制冷装置的制冷量也要相应地变化而制冷量的变化，就是循环的制冷剂流量的变化，所以需要对蒸发器的供液量 进行调节，实现对载冷剂即被冷却物质的温度控制。空调用制冷装置的中常用 的供液量自动控制的设备是热力膨胀阀。热力膨胀阀的一种直接作用式调节阀，安装在蒸发器入口管上，感温包安 装在蒸发器的出口管上。DV1和DV2是电磁阀，压缩机停时，电磁阀立即关闭, 切断冷凝器至蒸发器的供液。2、冷凝器的自动控制在制冷装置上通常用冷却水量调节阀来调节冷凝温度。冷却

9、水量调节阀是 一种直接作用式调节阀，安装在冷凝器的冷却水进水管上，它的压力测量温包 安装在压缩机的排气端，或冷凝器的制冷剂入口端，以感受 Pl的变化。3、制冷装置的自动保护为了保证制冷装置的安全运行，在制冷系统中常有一些自动保护器件。制 冷系统常用的自动保护包括排气压力保护、吸气压力保护、减压保护、断水保 护、冷冻水防冻保护等。其系统图如下：仪表控制盘压缩机冷凝器（一）排气与吸气压力自动保护在制冷设备中设置了安全阀，还使用压力控制器来控制排气压力。当排气 压力超过设定值时，压力控制器立即切断压缩机电动机电源，起高压保护作用 控制吸气压力的采用压力控制器 PxS它对吸气压力有保护作用。（二）润滑

10、油压的自动保护在制冷压缩机运转过程中，它的运动部件会摩擦生热。为了防止部件因发 热而变形而发生事故，必须不断供给一定压力的润滑油。油压控制器是一个压 差控制器，用它可以实现制冷装置润滑油压的自动保护。（三）断水自动保护为了保证压缩机的安全，在压缩机水套出水口和冷凝器出水口，装设了断 水保护装置。该装置是由测量冷凝器出水口水的电阻的两个电极，配以晶体管 控制电路的水流控制器SLS及继电器所组成。（四）冻水防冻自动保护在制冷装置运行中，蒸发器中冷冻水温度过低，容易发生冻结影响压缩机 的正常运行，因此设置了冷冻水防冻自动保护系统。该系统是在蒸发器出口端 安装了温度控制器TfS，当冷冻水出口处温度降至

11、较低时，温度控制器使中间 继电器断开，压缩机也就停止运转；在压缩机停转后，若蒸发器冷冻水温度回升 到某一温度时，温度控制器使中间继电器接通，冷冻水泵和冷却水泵就重新启 动，而压缩机也恢复运转。4、水量调节阀的选择：根据系统水管管径尺寸为：DN25 DN32 DN50三种，选择相应阀门口径的电 动调节阀。结果如下：(品牌：丹佛斯)阀门口径KM值经过阀们的涼量(刊釧)压降(bar)圧降(bar)圧降bar圧降(bar)压降(bar)圧降(bar)压降(bar)压降tbar)(bar)0.20 250 30 35040450 60 5506Dn25104 475.005一礒S.926 326717J

12、77.427 75DN32167J68 008 7694710 1210.7311.3111.8712.39DN5040 17 8920 0021 9123 6625 3026 8328 2829 6630 98二通阀选择：DN25Kvs=10mA3/h 编号：065Z3420 法兰连接 VL2(PN6) 065B1725 法兰连接 VF2(PN16)065B1525 法兰连接 VFS2(PN25)DN32Kvs=16mA3/h 编号：065Z3421 法兰连接 VL2(PN6)065B1732 法兰连接 VF2(PN16)065B1532 法兰连接 VFS2(PN25)DN50Kvs=40m

13、A3/h 编号：065Z3423 法兰连接 VL2(PN6)065B1750 法兰连接 VF2(PN16)065B1550 法兰连接 VFS2(PN25)三通阀选择：DN25 Kvs=10mA3/h 编号：内螺纹：065B1425 外螺纹: 065B1325法兰连接VF3，VL3DN32Kvs=16mA3/h 编号：内螺纹：065B1432 外螺纹：065B1332DN50Kvs=40mA3/h 编号：内螺纹：065B1450 外螺纹：065B1350 模拟量控制驱动器：AME15 AME16 AME25 AME35AME电子驱动器用在 DN50以下的VRB VRG VF，VL，VFS2 VE

14、F2阀门。 该驱动器自动适应行程到阀的终端位置以减少调试时间。电源电压：24V。适配器编号：065Z7548介质温度超过150C。阀杆加热器，用于 DN15DN5的 阀门，编号是065B2171手动平衡阀：MSV-C该阀用于平衡制冷、供热和生活用水系统的流量。其 特点有：固定的测量孔板；带有2件针式测量接头；手轮具有关断功能，一圈 360度均可读数;数字刻度指示，并具有锁定功能；固定孔板测量精度是+- 5% MSV-C为内螺纹。八、风机盘管系统的监控风机盘管系统的控制通常包括风机转速控制和室内温度控制两部分。1、风机盘管系统的监控功能(1)室内温度测量；(2)冷、热水阀开关控制；(3)风机变速

15、及启停控制 其监控原理图如图九、新风机组的监控新风机组通常与风机盘管配合进行使用，主要是为各房间提供一定的新鲜 空气，满足人员卫生要求。其基本监控功能有：(1)监测功能检查风机电机的工作状态，确定是处于开或关；检测风机电机的电流是否过载；测量风机出口处 的空气温湿度，以了解机组是否已将新风处理到要求的状态；测量空气过滤器两 侧的压差，以了解过滤器是否要求清洗；检查新风阀状态，确定是开还是关。(2)控 制功能 根据要求启停风机；控制水量调节阀的开度；控制干蒸汽加湿器调节阀的 开度；换热器的冬季防冻保护(3)集中管理功能显示新风机组启停状态，送风温 湿度，风阀，水阀状态。通过中央控制管理机启停机组

16、，修改送风参数设定值为实现上述功能，相应的硬件配置如下：新风机组的新风阀配置开关式风阀控制器。这是因为新风机组的风量是根 据工作区内人员数量计算出来的，一般不做调节，因此新风门只有开、闭两种状态。在风机开启时，风阀全开，停机时，风阀全关。风阀的控制通过一路DO通道完成。当输入为高电平时，风阀全开；低电平时，风阀全关。若要了解风阀 的实际状态，还可以用一路DI接受风阀执行器的反馈信号。十、电子机械房间恒温控制器RMTE该控制器广泛应用于商业、工业和住宅建筑。适用于供热，制冷和全年空 调系统的室温控制，特别是风机盘管和电加热器等。特点是：高度敏感，无基 准振动问题，硬防火塑料底座和上盖，一体结构，

17、易于安装，系统OFF位置，切断所有环路。RMTE-HC适用于2管制供热/关断/制冷，温度范围是1030C。 电源等级：230V+-10%50/60HZ电流等级：恒温控制器1A 230V/AC风机6(2)A 230V/AC十一、区域电动阀 ZV-2/3该系列阀门与时间温度控制器一起用来控制家庭和商业的中央供热，热水 及冷水系统中的水量。主要参数：适用于各种安装要求和偏好，适用于供热和 供冷应用，性能可靠，使用寿命长，易于安装和接线，结构坚固。相关数据如 下：类型产品编号种类DFJ关闭圧力KV螺纹&卜介质IZV-2 15087N7240通幵152 5 bar32GV2制冷丿热水ZV-2 20087

18、N7241关202 bar3 2GdX(+5/4 90)ZV-2 25037N7242250.8 bar6 3GV ZV-3 15087H7237承通分流152.5 bar4.3ZV-3 20037N723JB器201 bar4 6G3/4ZV-3 25087M7239251 bar5 7GF十二、SIEMENS3LD主控和急停开关3LD1开关可用于控制主回路、辅助回路以及三相电机和其它负载。应用它是手动隔离开关，符合IEC 947-3/DIN VDE 0660第107部分(EN 60 947-3 )标准，并且满足隔离要求。3LD1控制开关可以用于：起/停(ON/OFF) 。控制该开关有三个相邻的主触头，在开关