空调系统的控制调节1讲义

1、1目录目录n第第1章章 绪论绪论o 恒温水箱通断控制实验恒温水箱通断控制实验n第第2章章 恒温水箱通断控制恒温水箱通断控制n第第1次讨论课：恒温水箱通断控制次讨论课：恒温水箱通断控制n第第3章整体式恒温恒湿机组的控制章整体式恒温恒湿机组的控制n第第2次讨论课：整体式恒温恒湿机组的控制次讨论课：整体式恒温恒湿机组的控制n第第4章章 散热器实验台的控制散热器实验台的控制1、2n第第3次讨论课：次讨论课： 散热器实验台的控制散热器实验台的控制n第第5章章 空调系统的控制调节空调系统的控制调节1 、2n第第4次讨论课：空调系统的控制调节次讨论课：空调系统的控制调节n第第6章章 冷热源与水系统的控制冷热

2、源与水系统的控制1 、2n第第7章章 通信网络技术通信网络技术n第第8章章 建筑自动化系统建筑自动化系统n第第5次讨论课：动手操作次讨论课：动手操作1 1第一循环：第一循环：通断控制通断控制第二循环：第二循环：PID控制控制第三循环：第三循环：空调系统控制空调系统控制第四循环：第四循环：建筑自动化系统建筑自动化系统第第5章章 空调系统的控制调节空调系统的控制调节3主要内容主要内容o 单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制o 多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 空气处理过程的控制空气处理过程的控制o 变风量箱的控制变风量箱的控制o 变风量系统的控制变风量

3、系统的控制o 风机盘管加新风系统的控制风机盘管加新风系统的控制41.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风量定风量)o 温度调节温度调节空调房间回风排风()psrQGctt51.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风量定风量)o 温度调节：离散温度调节：离散PIDPID,0,1,2rjsetrjtttj 令21()2DsetITQQK tttttttT 1,1,122DrrrITQQKttttttT ()将代入psrQGctt,1,1,1,122DssrrrrrpITKttttttttttGcT 61.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统

4、的温湿度控制(定风量定风量)o 温度调节：离散温度调节：离散PIDPID,1,1,1,212pDssrrrrrrpIGcTKttttttttGcKT 当风量不变时，可以通过控制送风温度，调节室温当风量不变时，可以通过控制送风温度，调节室温串级调节：将调节过程分成两个时间常数差别较大串级调节：将调节过程分成两个时间常数差别较大的过程，分别进行调节，可以有效解耦，实的过程，分别进行调节，可以有效解耦，实现更好的控制。现更好的控制。71.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风量定风量)o 温度调节：串级控制的时间步长温度调节：串级控制的时间步长室温：室温：3030分钟升高或降

5、低分钟升高或降低1 1送风温度：送风温度：3030秒升高或降低秒升高或降低1 181.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风量定风量)o 湿度调节湿度调节l 相对湿度（相对湿度（Relative humidityRelative humidity）: :与温度耦合与温度耦合l 含湿量（含湿量（Humidity ratioHumidity ratio）：反映空气的实际含水量）：反映空气的实际含水量l 通过控制含湿量与温度，来控制相对湿度通过控制含湿量与温度，来控制相对湿度()psdCVGcCCWd 91.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风量定风

6、量)o 湿度调节：串级控制的时间步长湿度调节：串级控制的时间步长室内空气湿度：室内空气湿度：1010分钟升高或降低分钟升高或降低1g/kg1g/kg送风湿度：送风湿度：5050秒升高或降低秒升高或降低1g/kg1g/kg101.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(变风量变风量)o 温度调节温度调节o 湿度调节湿度调节()psrQGctt111.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(变风量变风量)o 温度湿度耦合的处理温度湿度耦合的处理l 当不要求控制湿度时，定送风温度（为允许当不要求控制湿度时，定送风温度（为允许的最低的最低/ /最高温度），变送风量调

7、节房间温度最高温度），变送风量调节房间温度l 当要求控制湿度时，需修订风量和送风温度当要求控制湿度时，需修订风量和送风温度,0,0(,)()(,)()s setG PIDsetrs sets sets settPIDsetrGftttttfddGG 12主要内容主要内容o 单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制o 多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 空气处理过程的控制空气处理过程的控制o 变风量箱的控制变风量箱的控制o 变风量系统的控制变风量系统的控制o 风机盘管加新风系统的控制风机盘管加新风系统的控制132.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系

8、统的温湿度控制o 单风道系统单风道系统l 取某一房间为参照，根据其温度确定送风参数取某一房间为参照，根据其温度确定送风参数l 或者根据各房间的温湿度状态，确定满足大多或者根据各房间的温湿度状态，确定满足大多数房间的送风参数数房间的送风参数142.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 单风道加末端再热系统单风道加末端再热系统l 通过末端再热调节温度或湿度中的某一个参通过末端再热调节温度或湿度中的某一个参数，通过送风参数调节另外一个参数数，通过送风参数调节另外一个参数152.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 单风道加末端再热系统单风道加末端再热系统l

9、 当对湿度没有要求时，根据当对湿度没有要求时，根据节能规则节能规则确定送风确定送风温度，调节末端再热器满足温度要求温度，调节末端再热器满足温度要求n 目标：至少保证一个再热器全关目标：至少保证一个再热器全关开度最小的再热器的加热量开度最小的再热器的加热量20%20%，则，则 ts0.50.5全关再热器数全关再热器数1 1且且tr-tset0.50.5，则，则ts0.50.5不满足上两条，不满足上两条， ts不变不变n 送风温度修正的时间步长送风温度修正的时间步长需大于再热器调节室温的稳定周期需大于再热器调节室温的稳定周期162.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 单风道

10、加末端再热系统单风道加末端再热系统l 当湿度要求不高，温度要求高时：定送风温度，当湿度要求不高，温度要求高时：定送风温度，变再热器供热量调节房间温度变再热器供热量调节房间温度n 取一个参照房间，根据该房间湿度要求确定送风温度取一个参照房间，根据该房间湿度要求确定送风温度n 或测量所有房间或测量所有房间 湿度，确定满足大多数房间的送风温度湿度，确定满足大多数房间的送风温度l 当温度要求不高，湿度要求高时：定送风温度，当温度要求不高，湿度要求高时：定送风温度，变再热器供热量调节房间相对湿度变再热器供热量调节房间相对湿度n 取一个参照房间，根据该房间温度要求确定送风温度取一个参照房间，根据该房间温度

11、要求确定送风温度n 测量所有房间测量所有房间 温度，确定满足大多数房间的送风温度温度，确定满足大多数房间的送风温度172.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 双风道系统双风道系统n 调节冷热风比例，控制房间温度或湿度调节冷热风比例，控制房间温度或湿度n 冷热抵消大、风机能耗大，现已基本不用冷热抵消大、风机能耗大，现已基本不用18主要内容主要内容o 单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制o 多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 空气处理过程的控制空气处理过程的控制o 变风量箱的控制变风量箱的控制o 变风量系统的控制变风量系统的控制o

12、 风机盘管加新风系统的控制风机盘管加新风系统的控制193 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程水水- -空气加热器空气加热器 o 调节水阀开度，调节加热量及出口空气温度调节水阀开度，调节加热量及出口空气温度等湿升温等湿升温203 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程水水- -空气冷却器空气旁通空气冷却器空气旁通o 调节水阀开度，调节除热量、除湿量及出口调节水阀开度，调节除热量、除湿量及出口空气温、湿度空气温、湿度o 调节旁通风阀开度，确定混合后空气的状态调节旁通风阀开度，确定混合后空气的状态空气冷水等湿降温等湿降温冷凝除湿冷凝除湿混风混风

13、213 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程水喷淋水喷淋o 调节水泵转速或水阀，调节加湿量、及出口调节水泵转速或水阀，调节加湿量、及出口空气温、湿度空气温、湿度等焓加湿等焓加湿空气填料水温水温 空气湿球温度空气湿球温度水温水温 气湿球温度气湿球温度223 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程喷蒸汽喷蒸汽o 调节蒸汽阀，调节加湿量、及出口空气湿度调节蒸汽阀，调节加湿量、及出口空气湿度水温水温 空气温度空气温度233 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程全热交换器全热交换器排风排风新风新风243 空气处理过程的控制

14、：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程水循环式全热交换器水循环式全热交换器p 调节水泵转速，调节预冷量、再热量，控制调节水泵转速，调节预冷量、再热量，控制出口空气温湿度出口空气温湿度冷水空气I IA AB BOO253 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程新回风比可变的空调箱新回风比可变的空调箱p 调节新风阀、回风阀、混风阀，控制新回风调节新风阀、回风阀、混风阀，控制新回风比例比例混风阀回风阀新风阀循环泵热水冷水冷水阀热水阀263 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：典型空调箱例典型空调箱例p 调节手段调节手段l调节新、回、混风阀，调新风比调节新、回、混

15、风阀，调新风比l调节冷水阀，降温除湿调节冷水阀，降温除湿l调节旁通风阀，调节表冷器后的空气状态调节旁通风阀，调节表冷器后的空气状态l调节热水阀，升温调节热水阀，升温l调节加湿泵转速，调节加湿量调节加湿泵转速，调节加湿量混风阀回风阀新风阀循环泵热水冷水冷水阀热水阀273 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：典型空调箱例典型空调箱例确定混风状态确定混风状态p 目标：混风点落在目标：混风点落在I-S-I-S-D D线上线上l新、回风状态在新、回风状态在I-S-DI-S-D线的两侧时：混风点落在线的两侧时：混风点落在I-S-DI-S-D线上线上l新、回风状态在新、回风状态在I-S-DI-S-D线的

16、同侧时线的同侧时新风点距离新风点距离I-S-DI-S-D线近时，最大新风运行线近时，最大新风运行回风点距离回风点距离I-S-DI-S-D线近时，最小新风运行线近时，最小新风运行IDSIDS283 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：典型空调箱例典型空调箱例确定混风点后的处理措施确定混风点后的处理措施p 1 1区：加热喷水区：加热喷水p 2 2区：冷却旁通再热区：冷却旁通再热p 3 3区：冷却区：冷却旁通喷水旁通喷水p 4 4区：冷却喷水区：冷却喷水1234HDLW293 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：典型空调箱例典型空调箱例空气处理闭环调节的实现空气处理闭环调节的实现p 只能根据

17、空调箱只能根据空调箱 出口出口空气状态调节设备空气状态调节设备p 1 1区：加热喷水区：加热喷水焓焓控加热器，控加热器，温度温度控水泵控水泵p 2 2区：冷却旁通再热区：冷却旁通再热冷水阀全开，冷水阀全开，d控旁通风阀，控旁通风阀，温度温度控再热器控再热器IDS1234HDLWp 3 3区：冷却区：冷却旁通喷水旁通喷水冷水阀全开冷水阀全开，焓焓控旁通风阀，控旁通风阀，温度温度控水泵控水泵，p 4 4区：冷却喷水区：冷却喷水焓焓控冷水阀，控冷水阀，温度温度控水泵控水泵303 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性风阀风阀p 非线性特性非线性特性p 不容易得到好的控制

18、效果不容易得到好的控制效果p 线性化线性化对对X对进行对进行PIDPID计算，将计算，将PIDPID输出通过输出通过exp(X)换算为风阀位置换算为风阀位置p执行器动作精度：执行器动作精度：5%5%ln XX混风阀开度混风比1.0100%313 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性水水- -空气换热器空气换热器p 换热量换热量p 出口空气温度出口空气温度12211221()lnawawawawttttQKF TKFtttt111121111a aw wa aw wKFm cm caaawwwaKFm cm caawwm cttem ctm cem c冷水1at2

19、at1wt2wt1221()()aaaawwwwQm cttm ctt323 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性水水- -空气换热器空气换热器p 出口空气温度随出口空气温度随水量非线性变化水量非线性变化p 水量大到一定程水量大到一定程度，空气温度几度，空气温度几乎不随水量变化乎不随水量变化p 尽量避免工作在尽量避免工作在温度不敏感区域温度不敏感区域333 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性水阀：开度水阀：开度- -流量关系流量关系p 开度开度- -流量关系与阀门特性及阀门、管道阻力流量关系与阀门特性及阀门、管道阻力比有关比有关343 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性水阀：开度水阀：开度- -流量关系实现方法流量关系实现方法阀门理想流量特性的实现：阀芯形状（1）直线特性阀芯（2）等百分比特性阀芯（3）快开特性阀芯（4）抛物线特性阀芯（5）等百分比特性阀芯（开口形）（6）直线特性阀芯（开口形）353 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性水阀：开度水阀：开度- -流量关系流量关系: : 流通能力流通能力-kv-kv1、定义：定义：阀门两端的压差为1bar时，阀门全开时流经阀门的流量，以m3/h计。流量:压降:3/ vQkp