轨道交通站房空调系统控制-1ppt课件

1、轨道交通站房空调系统轨道交通站房空调系统控制及优化控制及优化徐新华徐新华华中科技大学华中科技大学建筑环境与设备工程系建筑环境与设备工程系E-mail: E-mail: 铁四院城地院交流会铁四院城地院交流会 2019-9-29 2019-9-29 轨道交通的舒适、快捷和便利,成为人们出行的重要交通工具,也就成为了许多城市交通的重要组成部分。 已有10多个城市开通了轨道交通，里程约为1200公里，2019，建成的与在建的轨道交通线路达到158条，总里程超过4000公里。轨道交通的快速发展轨道交通的快速发展轨道交通的能耗轨道交通的能耗信号、监控

2、信号、监控等系统耗电等系统耗电(15(15）车辆用电车辆用电(50%)(50%)通风空调用电通风空调用电(35%)(35%)内容内容 建筑自动化/楼宇自动化 (BA) 空调系统基本控制 空调系统优化控制 BA系统及原理图 实例楼宇自动化楼宇自动化(BA(BA系统系统) )照明控制系统照明控制系统安防及安全安防及安全控制系统控制系统闭路电视系统门禁系统防盗报警系统火灾报警(消防)系统通风空调控制通风空调控制系统系统新风系统空调风系统水系统制冷机(热泵)系统冷却塔等集散式控制系统集散式控制系统(TDS)(TDS) 传感器与执行器 分站控制器 网络通讯 总站规范JGJT16-92规定，BAS的现场控

3、制总线必须是同层总线。个别采用主从式的轮询总线。传感器传感器 传感器一般没有信号的变送环节，输出的电量信号一般为小电压、小电流，而且是非标准信号。 变送器是将传感器输出信号变换到标准信号的器件一般输出的为4-20mA、0-10V等的标准信号。执行器执行器 一般接受010V的电压信号或开关量信号。DN2080通讯模块BABA系统控制站系统控制站( (分站分站) )基本结构基本结构网络通讯网络通讯局域网/互联网Voice (Microphone, Telephone, )Video (Digital CCTV, Videoconferencing,Webcam )Control (BAS)PCs,

4、 Office Automation, BAS BAS 常用的协议常用的协议LonWorks 现场总线协议Echelon等公司开发。基于专有芯片。HolleywellModBus 协议支持R232/485串行协议和以太网协议，PLC与计量表等采用该协议。采用主从式而非总线式。PROFIBUS 现场总线协议EIB欧洲安装总线） 现场总线协议BACnet 总线协议 开放式Metasys N2 (江森)AHRAE Standard Project Committee 135P (SPC 135P) 标准项目委员会开发了该协议，为ASHRAE BACnet。1987，1991，1994，2019, 2

5、019 开放式的系统结构开放式的系统结构OPCOPC技术技术 OPC Client 接口OPC Client 接口BAS 1BAS 2BACnet 设备LonWorks 设备局域网BACnet OPC 驱动LonWorks OPC 驱动OPC Server 接口OPC Server 接口管理工作站现场网络管理工作站现场网络Web Server BAS工作站工作站空调系统基本控制空调系统基本控制 风机盘管控制 定风量系统控制 无变风量末端的变风量系统控制 有变风量末端的变风量系统控制 冷冻水变水流量系统控制 制冷机序列控制 冷却水系统控制空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 风机盘

6、管控制风机盘管控制系统，一般不进入集散控制系统，有的也进入集散控制系统以便集中管理M空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 定风量系统控制送风机盘管空调空间M-1送风回风控制器控制器TM-1CO2新风回风排风空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) )定风量系统常规控制方法的效果定风量系统常规控制方法的效果空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) )回风温度的串级控制方法回风温度的串级控制方法T室内回风温度控制器温度控制器1送风温度设送风温度设定值定值温度控制器温度控制器2T送风盘管M-1空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) )常规控制与串级控制效果比较常规控

7、制与串级控制效果比较常规控制效果常规控制效果 串级控制效果串级控制效果空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 无变风量末端的变风量系统控制送风机盘管空调空间M-1送风回风控制器控制器M-2CO2T2M-2T1新风回风空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 有变风量末端的变风量系统控制VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV送风机盘管M-1M-2M-2新风回风压力相关型变风量末端空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) )T室内变风量调节阀回风温度控制器温度控制器流量设流量设定值定值A流量控制器流量控制器F送风T室内变风量调节阀回风温度控制器温度控制器A送风

8、压力无关型变风量末端VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV送风机盘管M-1M-2TM-2空气处理机送风温度及风量的控制控制器控制器P1控制器控制器控制器控制器控制器控制器新风回风送风机盘管 送风T1TC-1DamperMotor新风新风排风排风.回风回风V-1T2TC-2M-1F1温度设定值FC-1F2Pre-set flowdifferenceM-2回风回风机双风机无变风量末端变风量系统CO2CC-1供热季供冷季供热季供冷季送风机盘管 送风T1TC-1DamperMotor新风新风排风排风.回风回风V-1T2TC-2M-1P2温度设定值FC-1P1M-2回风回风机双风机无变风量末端

9、变风量系统CO2CC-1供热季供冷季供热季供冷季双风机无变风量末端变风量系统过渡季过渡季冷量部分免费模式Heating ValveCooling Valve送风机控制100%0%室外温度/焓值hrtnhfrhrtnhfrABufruhuduc供热模式(DCV control)冷量全部免费模式机械制冷模式(DCV control)控制信号送风机盘管 送风DamperMotor新风新风排风排风. .回风回风T2TC-2M-1F1FC-1F2Pre-set flowdifferenceM-2回风回风机双风机无变风量末端变风量系统过渡季过渡季全开全开全关全关全开全开关闭关闭送风机盘管 送风Damper

10、Motor新风新风排风排风. .回风回风T2TC-2M-1F1FC-1F2Pre-set flowdifferenceM-2回风回风机双风机无变风量末端变风量系统过渡季过渡季全开全开全关全关全开全开关闭关闭送风机盘管 回风M-1回风机组合式空调箱无变风量末端变风量系统排烟风机排风/排烟新风机新风送风机盘管 回风M-1回风机组合式空调箱无变风量末端变风量系统排烟风机排风/排烟新风机新风送风机盘管 回风V-1M-1回风机正常供冷供热季控制系统排烟风机排风/排烟新风机新风CO2CO2控制器T1温度设定值温度控制器T1温度设定值温度控制器关闭关闭全开回风机控制器按送风机频率变化送风机盘管 回风M-1回

11、风机排烟风机排风/排烟新风机新风CO2T1温度设定值温度控制器全开关闭关闭回风机控制器按送风机频率变化过度季控制系统关闭全开关闭空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 变水量系统控制压差控制1H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPControllerVFD空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 变水量系统控制压差控制2H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CT

12、H CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPControllerVFDPP空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 变水量系统控制压差控制3H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPPPControllerVFDP空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 压差/压力传感器设置位置对能耗的影响Qdes0.5 Qdes压差传感器装设于分水器集水器上100%50%压差传

13、感器装设于控制调节阀两侧(采用固定设定值)100%27.5%压差传感器装设于控制调节阀两侧(采用优化设定值)100%16.3%空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 变水量系统控制温差控制H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpControllerVFDT1T2AHUCoil调节阀ChillerChillerChiller变速泵旁通管DPVMp控制器控制器空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 变水量系统控制（一次系

14、统压差控制）AHUCoil调节阀制冷机制冷机制冷机制冷机制冷机制冷机变速泵旁通管DPVM控制器控制器空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 变水量系统控制一次系统温差控制T1T2空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 冷却水系统控制冷却水回水冷却水供水出风撒水器进风进风填料水盘293237室外空气湿球温度冷却水供水温度冷却水回水温度逼近度 Approach冷却水温差 Range空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 冷却水系统控制冷却水回水冷却水供水出风撒水器进风进风填料水盘293237室外空气湿球温度冷却水供水温度冷却水回水温度逼近度 Approach冷却

15、水温差 Range15 20 25 30 35 40 45 50 55 干球温度 DRY-BULB TEMPERATURE 0 5 10 15 20 25 30含湿量 HUMIDITY RATIO g/kg100 80 60 40 25 PERCENTAGE SATURATIONWET-BULB TEMPERATURE 等焓线空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 冷却水系统控制冷却水回水冷却水供水出风撒水器进风进风填料水盘制冷机冷凝器控制器控制器T控制设定值TRH空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 冷却水系统控制冷却水回水冷却水供水出风撒水器进风进风填料水盘制冷机

16、冷凝器控制器控制器T控制设定值TVFD空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 制冷机序列控制回水温度控制法CoilCoil调节控制阀旁通管/解偶管T回水温度回水温度控制器控制器ChillerChiller定速泵Chiller空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 制冷机序列控制旁通流量控制法CoilCoil调节阀旁通管旁通管surplus flow deficit flowM流量开关S控制器控制器ChillerChiller定速泵ChillerDPV空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 制冷机序列控制功率控制法CoilCoil调节阀控制器控制器Chille

17、rChiller定速泵ChillerKwKwKw旁通管旁通管DPVAHUCoil调节阀ChillerChillerChiller变速泵旁通管DPVMMM分水器集水器控制器控制器KwKwKw空调系统基本控制空调系统基本控制 ( (续续) ) 制冷机序列控制功率控制法空调系统优化控制空调系统优化控制 变风量系统优化控制 冷冻水系统优化控制 制冷机优化序列控制 冷却水系统优化控制空调系统优化控制空调系统优化控制 ( (续续) ) 变风量系统优化控制基本控制： 室内温度控制 送风温度控制 送风压力控制优化控制： 送风压力优化 送风温度优化排风机VAVP1Building systemRecycle a

18、ir新风机M-1送风机P1盘管TV-1VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV静压设定优化P1D1P1D2P1D3P1D4阀位传感器压力传感器温度控制器优化温度设定点P1DP1PP1T温度传感器F流量传感器FP1D8P1D7P1D6P1D5静压控制器送风静压优化控制示意图送风静压优化控制示意图送风温度优化控制示意图送风温度优化控制示意图空调系统优化控制空调系统优化控制 ( (续续) ) 冷冻水系统优化控制 供水温度优化基本控制： 维持压力设定点 实现水泵的序列控制优化控制： 优化压力设定点 冷冻水供水温度优化设定空调系统优化控制空调系统优化控制 ( (续续) ) 冷却水系统优化控制基本控制： 冷却塔出水温度的控制控制逼近度） 风机的调级控制，风机的变频控制优化控制： 冷却水回水温度优化设定空调系统优化控制空调系统优化控制 ( (续续) ) 冷却水系统优化控制基本控制： 冷却塔出水温度的控制控制逼近度） 风机的调级控制，风机的变频控制优化控制： 冷却水回水温度优化设定totcttotchillertotTPPPincd,min 优化目标及优化参数优化目标及优化参数逼近度(Approach)为3度 不同控制方法下制冷机与冷却塔风机总功耗不同控制