第三章暖通空调系统自动化ppt课件

1、第三章 暖通空调系统自动化 .智能建筑目的 温馨、高效的任务环境。 暖通空调HVAC 而：HVAC的耗电量占全楼总耗电量50%左右。 HVAC的监控点占全楼监控点总数50%以上。 HVAC的最优化控制适舒性 节能性 重要意义。 .对于智能建筑需求精心的空调系统设计 估算冷热负荷和水力平衡计算，对手动控制可以，但对以计算机控制为特点的智能建筑已远远不能满足要求。 .建环专业人员应向自控工程师提供的条件为： A.冷、热水系统流程图，暖通空调平面图。 B.空调子系统的自动控制原理图。 标明空气处置设备，执行机构，敏感元件等在各种工况下的动作要求，量程等。 C.各个空调房间的温、湿度要求，动摇范围，整

2、定值范围等。 D.工况转换的边境条件或相应的控制程序。 E.设备启/停程序，连锁维护要求。 F.各项参数的检测要求，自动维护、自动连锁，自动报警，以及显示，记录等详细要求。.3.1 冷、热源系统监控 一、制冷系统监控 空调制冷系统主要有： 紧缩式制冷 制冷剂主要为氟立昂、氨耗费电能为补偿 吸收式制冷 以水为制冷剂 耗费热能为补偿。 溴化锂为吸收剂 冰蓄冷制冷 制冷设备在电网低负荷时任务，在 用电顶峰时向空调系统供冷源。 各种制冷系统 带有成套的自控安装，本身可以独立完成机组监控与能量调理的功能。 .1. 紧缩式制冷系统的监控 1监控的目的 冷冻机蒸发器正常任务经过稳定的水量。 供应足够的冷冻水

3、量 满足运用要求 尽能够提高供水温度,实现系统的经济运转。 2监控功能 启停控制，运转形状显示 冷冻水进出口温度、压力丈量 冷却水进出口温度、压力丈量 过载报警 冷冻水旁通阀压差控制 台数控制 水流量、冷量丈量 P87、图3.1紧缩式制冷系统的DDC控制原理图 . 3监控功能描画 制冷系统启停程序及启停顺序控制 按照事先编制的时间程序控制 光滑油系统启动冷却水冷冻水紧缩机 启动顺序：冷却塔风机闸阀冰却水闸阀冷却水泵冷冻水闸阀冷冻水泵冷水机组。 停顿顺序：相反 DDC经过DO通道控制冷水机的启停。 冷水机组运转时间和启停次数，运转台数控制 要求：各机组设备的运转累计小时数及启动次数 尽能够一样延

4、伸机组运用寿命 分水器上温度传感器TT1检测冷冻水供水温度 集水器的温度传感器TT2检测冷冻水回水温度.供水总管上的流量传感器FT检测冷冻水流量 送入 DDC 实践空调冷负数 控制冷水机组 台数和相应循环水泵台数 压差旁通控制压差传感器 压差AI信号 DDC 电动调理阀开度 保证供回水压差恒定。 冷冻水温度再设定 室外温度 冷冻水温度设定值 . 水流监测 水流开关Si监测水流形状如为双级泵系统P89 图3.2 a.安装在冷冻机蒸发器回路中的循环泵P1、P2 提供抑制蒸发器及周围管件的阻力。 b. 加压泵P3 、 P4用于抑制用户支路及相应管道阻力。 c. 用户流量=蒸发器流量时，旁通管内无流量

5、。 d. 用户流量冷冻机蒸发器流量，旁通管由ba旁通 一部分流量在用户侧循环。 e. 冷冻机蒸发器流量用户流量时， 旁通管由ab流动。.制冷系统的能量调理与控制 a. 在冷水用户允许的前提下，尽能够提高冷冻机出口水温以提高冷冻机的COP能效比。 b. 根据冷负荷形状冷冻机运转台数。 c. 在冷冻机运转所允许条件下，尽能够降低冷却水温度，但并不添加冷却泵和冷却塔的运转电耗。 .序号监控功能备注1冷冻水供、回水温度监测水管式温度传感器，感温元件应插入水管中心线。保护套管应符合耐压要求2冷冻水供水流量监测可选用电磁流量计3冷却水供、回水温度监测水管式温度传感器，感温元件应插入水管中心线。保护套管应符

6、合耐压要求4膨胀水箱水位监测用于补水控制5冷负荷计量根据冷冻水供、回水温度差和流量自动计算和计量6冷水机组启/停台数控制根据实际负荷自动确定冷水机组运行的台数，并使冷水机组优化运行。7冷冻水供、回水压差自动调节根据集水器和分水器的供、回水压差，自动调节冷冻水旁通调节阀，以维持供回水压力为设定值，并实现优化运行。8冷却水温度监测和控制自动控制冷却塔排风机的运行，使冷却水温度低于设定值，以提高冷水机组的运行效率。9冷水机组保护控制检测冷冻水、冷却水系统的流量开关状态，如果异常，则自动停止冷水机组，并报警和自动进行故障记录。10冷水系统顺序(sequence)控制1. 启动顺序：开启冷却塔蝶阀开启冷

7、却水蝶阀启动冷却水泵启动冷却塔排风机开启冷冻水蝶阀启动冷冻水泵冷却水和冷冻水的水流开关同时检测到水流信号后启动冷水机组。2. 停止顺序：（基本上启动顺序相反）11自动统计与管理自动统计各设备的运行累计时间，按一定的策略使各设备得到优化启/停控制，并对定期修理的设备进行提示。12机组通信用于楼宇自动化系统集成冷水机组监控系统.1热力系统的监控功能 蒸汽、热水出口:压力、温度、流量显示 汽包水位显示及报警 运转形状 顺序启停控制 设备缺点信号、显示、平安维护信号显示 运转台数控制 热交换器控制进汽水量按设定出水温度 热交换器进汽水阀与热水循环泵连锁控制。 2供暖热水锅炉的监控 P90 图3.3 二

8、、热力系统的监控 锅炉房进展计算机监测与控制的目的： 平安性，能耗、人员任务量、管理程度. 锅炉热水出口压力、温度、流量监测 温度传感 TT1-TT4 丈量锅炉出口水温 流量计 FT1-FT4 丈量锅炉出口热水流量 压力变送器PT1-PT4 丈量热水出口压力 DDC 显示、超限报警 锅炉补水泵的自控 压力变送器PT5 AIDDC 回水压力设定值 补水泵停顿。 锅炉给水泵的顺序启停及形状显示 启动顺序：循环水泵电锅炉 停顿：相反 水流开关FS1FS3 循环水泵的运转形状 锅炉主电路接触器辅助触头电锅炉运转形状 . 汽包水位自动控制 液位计LT1-LT4 泡包水位DDC 水位报警关小进水阀 水位报

9、警开大进水阀 缺点报警 循环水泵、补水泵发生过载缺点报警 电锅炉缺点报警 锅炉水位超限报警锅炉供水系统的节能控制 分水器.供水温度 集水器.回水温度 流量 自动启停锅炉及循环水泵的台数 空调房间所需热负荷. 平安维护DOC收到水温信号锅炉房本钱核算 电能变送器锅炉用电量.3蒸汽水，水水换热站的监控 热电厂换热站小区供热 P92 图3.4为蒸汽水换热站的监控原理图 供热量 循环水泵，补水泵的控制 供热量循环水量循环水泵的开启台数 回水干管压力PT2补水泵P5 、 P6、阀V2 蒸汽的计量 . 加热量控制 根据要求的加热量或出口水温进入加热器的蒸汽压力的设定值调整阀门V1使出口蒸汽压力PT3到达这

10、一设定值。 供水温度的设定 供水温度TT1的设定可由循环水量G、要求的热量、实测回水温度TT2。 TT1变化TT2变化缓慢保证供应的热量与要求的热量设定值一致。 P93图3.5为水水换热站监控原理图。 取消二次供水侧的流量计FT1仅丈量高温热水侧的流量FT3二次供水侧的循环水量。. 丈量高温水侧供回水压力PT3、PT4高温侧水网压力分布情况指点高温侧水网的调理。 调整电动阀门V1进入换热器的流量。 高温水侧的主要问题水力失调。 a. 各支路干管彼此相连，一个热力站的调整临近 热力站流量。 b. 高温水侧管网总的循环水量很难与各换热站所要求的流量变化相匹配。 处理方法 采用全网的集中控制。 由管

11、理整个高温水网的中央控制管理计算机一致指定各热力站调理阀V1的阀位。 各换热站的DDC仅是接纳经过通讯网络送来的关于调整阀门V1的命令，并按此命令进展相应调整。 .3.2 水系统监控 一、冷冻水系统的监控 1. 冷冻水系统监控功能 水流形状显示 水泵过载报警 水泵启停控制及运转形状显示 P87 图3.1 为其控制原理图 。 2.冷冻水监控功能描画 水流监测 经过水流开关Si监测水流形状 流量太小甚至断流时报警、停顿相应制冷机运转。 . 冷冻水泵启停 冷冻水泵与制冷系统设备连锁控制启停。 水泵电机主电路上交流接触器的辅助触点作为开关量输入DDC监测冷冻水泵的运转形状。 二、冷却水系统的监控 经过

12、冷却塔，冷却水泵及管道系统向制冷机提供冷却水的系统。 1. 监控的主要作用 保证冷却塔风机、冷却水泵平安运转。 确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水经过。 根据冷负荷调整冷却水运转工况，使冷却水温度在要求的设定温度范围。 . 2. 冷却水系统的监控功能 水流形状显示。 冷却水泵过载报警。 冷却水泵启停控制及形状显示。 冷却塔风机运转形状显示。 进出口水温丈量及控制。 水温再设定。 冷却塔风机启停控制。 冷却塔风机过载报警。 P95 图3.6 为其监控原理图.3. 冷却水系统的监控功能描画 1冷却塔风机控制冷却塔风机台数 冷却塔出水管上设温度测点TT1-TT4，进出水管上安装电动水阀V1V5。 确定

13、冷却塔的任务情况。 调理电动水阀V1V4调整进入各冷却塔水量。 . 湿式冷却塔的任务性能取决于室外温、湿度设室外湿球温度测点TT8。 在夜间或春秋季室外气温，冷却水温度低于冷冻机要求的最低温度时启停冷却塔台数、改动冷却塔风机转速调理冷却水温度、节约能源。 或：翻开混水阀V7一部分从冷凝器出来的水与从冷却塔出来的水混合调整进入冷凝器的水温。 4路冷却塔出水管温度信号、1路湿球温度信号实现电动水阀调理丈量阀门的阀位反响信号。 DDC输出控制冷却塔风机的启停。 .2冷却水泵控制 根据冷却机开启台数 冷却水泵台数 3水温监测 冷凝器入口水温测点TT5最终进入冷凝器的冷却水温。 冷凝器出口水温测点TT6

14、、TT7 确定冷凝器的任务情况。 冷凝器入口处两个电动阀V5、V6 通断控制。 在冷冻机停顿时封锁，以防止冷却水短路，减少正在运转的冷凝器中的冷水量。 .3.3 空气处置系统检测 一、空气处置系统的监控功能 1. 室内温、湿度丈量 2. 送回风温、湿度丈量 3. 风机形状显示及转速控制 4. 风道风压丈量 5. 启停、过载报警等 6. 冷热水流量调理 7. 风门、调理阀等的连锁控制 8. 送回风机与消防系统的联动控制 9. CO2浓度控制 .二、新风机组的控制 1. 新风机组监控功能描画 P97 图3.7 新风机组控制原理图。1风机启停控制及运转形状显示。2送风温、湿度监测及控制。 风机出口处

15、：温、湿度变送器TT1、MT1监测机组能否将新风处置到所要求形状。 送风温度控制 TT1测值与给定值冬、夏季不同比较PID算法调理换热器的电动阀V1。 新风相对湿度控制 MT1湿度给定值比较PI算法控制加湿电动调理阀V2坚持送风湿度在所需范围内。.3过滤器形状显示与报警 微压差开关 监测新风过滤器两侧压差。 假设：过滤器干净 压差指定值 微压差开关吸合产生“通的开关信号 DDC4风机转速控制 丈量风管内送风压力调理风机转速调理送风量5风门控制焓新回风焓比较控制新风、回风的开启比例节能.6连锁控制 启动顺序控制： 启动新风机开启新风机风阀开启电动 调理水阀开启加湿电动调理阀 7最小新风量控制 丈

16、量室内CO2浓度保证最小新风量节能 .新风处置机组监控系统序号监控功能备 注1新风阀控制新风阀与风机连锁，一般为两位控制方式。当室内安装CO2检测器时，可实现最小风量控制，为连续控制方式2过滤器堵塞报警压差检测器报警值可调3室外新风温度、湿度自动检测风管式温、湿度计，风管内插入长度25mm 4防冻保护防冻报警值一般设置为45送风温度调节通过电动调节阀调节冷媒/热媒的流量6送风湿度调节 通过电动调节阀调节水/蒸汽的流量。该功能只用于北方严寒干燥的地区。南方地区很少设置此功能，送风湿度一般通过控制温度控制而间接控制7送风机运行状态监控风机进出口压差装置用于检测风机运行状况通过风机配电箱中的辅助触点

17、对电动机的运行状况和启/停进行控制8送风温度、湿度自动检测风管式温、湿度计，风管内插入长度25mm.三、全空气空调系统的监控 全空气空调系统监控功能1室内温湿度控制 被调房间增设温度传感器。 新增设新风、回风温、湿度测点。 为调理新回风比，对新风、排风、回风阀进展调理用电动调理阀。 新风阀、排风阀应同向同步伐节，回风阀那么按相反方向调理。2调理方式 房间温度与给定值比较PID调理送风温度 房间的湿度房间相对湿度设定值PID确定送风湿度设定值。 新回风比的变化与送风参数温、湿度PI新、排、回风风阀控制 。.一次回风空气处置机组.序号监控功能备 注1新风阀与回风阀协调控制新风阀、回风阀与风机连锁，

18、并均为连续控制方式。根据室内CO2检测器测量值，实现最小风量控制，并使新风量与回风量之和保持不变。2过滤器堵塞报警压差检测器报警值可调3防冻保护防冻报警值一般设置为45送风温度调节夏季和冬季分别控制冷水/热水电动调节阀调节冷媒/热媒的流量，以控制送风温度6送风湿度调节通过电动调节阀调节水/蒸汽的流量。该功能只用于北方严寒干燥的地区。南方地区很少设置此功能，送风湿度一般通过控制温度控制而间接控制7送风机运行状态监控风机进出口压差装置用于检测风机运行状况通过风机配电箱中的辅助触点对电动机的运行状况和启/停进行控制8送风温度、湿度自动检测风管式温、湿度计，风管内插入长度25mm9室内温度、湿度自动检

19、测壁挂式温、湿度计10室内CO2浓度测量用于控制最小新风量，实现节能目的。一次回风空气处置机组.3.4 变风量系统的监控 一、变风量VAV系统的监控 VAV由于节能、可分区调理，在国内外运用较广。 近年来在智能建筑中也得到越来越多的广泛运用。 P102 图3.9为一典型的VAV系统. 1.主要特点：每个房间的送风入口处装一个VAV末端安装风阀，调整风阀，改动送入房间的风量，实现对各个房间温度的单独控制。 2. VAV空调系统的优缺陷 节能 a. 减少了再热量及其相应的冷量。 b. 各房间送风量系统总送风量也相应变化，这可以节省风机运转能耗。 控制灵敏,同一空调系统的各房间是经过各自的末端安装分

20、别进展控制的。 提高卫生质量，与风机盘管相比，吊顶内没有大量冷冻水管和凝结水管。 一次性投资比较大，控制相对复杂，管理程度要求较高。. 能够产生新风缺乏，房间气流组织不好，房间正负压过大，室内噪声偏大，运转不稳定，节能效果不明显等一系列问题。 3. 变风量系统的监控功能 系统总风量调理 最小风量控制 最小新风量控制 再加热控制 P103 图3.10为VAV系统监控功能原理图 4. 变风量系统的监控功能描画 1房间送风量的控制 空调系统所带房间的负荷变化情况不同或各房间要求的设定值彼此不同时:.a. 控制方式： 房间温度实测值设定值 控制调整末端安装中的风阀. 某个房间温度到达要求值，但其它房间

21、或总风机风量 末端安装的风道处的空气压力有变化使该房间的风量变化房间温度 对风阀调整影响其它房间风量其它房间温度各房间风阀不断调理风量、温度 系统不稳定。b. 改良方法： 采用“压力无关末端安装。 在末端上装有风量丈量安装； 房间T 修正风量设定值，不直接改动风阀 实测风量与设定风量比较调整 风道内压力 某房间风量 末端安装调整风阀，维护原来的风量，房间温度不会由此引起动摇。 .2系统送风量的控制 定静压法： 静压传感器安放在主风道压力最低处 丈量系统风量的变化 经过送风控制器调理送风机转速 使该点的压力恒定在VAV末端安装所要求的最小压力值 在VAV系统中，为保证系统中每个VAV末端安装都能

22、正常任务，要求主风道内各点的静压都不低于VAV末端安装所要求的最低压力。 最低压力点确实定 最低压力值风机出力节能. VAV系统的动态特性，实践上难以确定一个最低压力点。 a. 系统为单区系统：取主风道末端1/3处安装静压传感器。 b. 系统为多区系统：将每根主干管末端的风道静压取出输入到DDC进展最小值选择。 系统最小静压DDCPI调理变频调速器送风机转速 稳定系统静压。 运用“压力无关型末端安装 末端安装风量设定值之和与风机转速有一对应关系。 如风机转速各风量设定值之和所对应的转速。 风机转速，各变风量末端安装的风阀，能够关得较小需降低转速 。. 定静压法的缺乏 a. 系统中静压控制点位置

23、很难确定。尤其在管网较复杂时 b. 在一定的系统静压下，室内的要求风量只能由VAV所带风阀调理当阀门开度较小时，噪声较大。 变静压法 弥补了定静压法的缺乏之处 特点：在温馨性、节能性、低噪声控制、保证新风量、降低本钱等方面有充分优势。 控制思想： a. 尽量使VAV风阀处于全开85100%形状 b. 系统静压降至最低 能最大限制地降低风机转速以到达节能的目的。 方法：末端安装中设置阀门开度传感器。 . a.室内温度与设定值比较差值 要求送风量 控制风阀开度、系统静压 b. 根据VAV风阀开度 改动风机电机的供电频率 转速 系统静压在满足要求风量的前提下变至最小，到达节能目的。 3回风机的控制

24、调理回风机风量保证送、回风平衡运转的重要手段保证各房间不会出现过大的负压或正压。 不能够直接丈量各房间的室内压力不能直接按照室内压力对回风机控制. 送风机为维护送风道中的静压，其任务点随转速变化而变化，送风量不一定与转速成正比. 回风机假设没有调整的风阀，回风量与回风机转速成正比。 . 不能简单地使回风机与送风机同步改动转速。 方法： 同时丈量总送风量和回风量DDC调整回风机转速使总回风量总是略低于总送风量。 丈量总送风量和总回风道接近回风机入口处的静压该静压与总送风量的平方成正比。 测出的总送风量 回风机入口静压的设定值。据此调整回风机转速保证各房间内的正压。 另： 采用两个差压传感器，经过两路AI通道分别丈量送、回风前后风道差压。 当送、回风