空调自动化原理（第2部分）课件

11第3章空调系统自动化原理3.1空调系统的基本知识3.2中央空调系统的组成与分类3.3空调冷源水系统的自动控制3.4空调热源系统及集中供热系统自动控制3.5空调末端自动化3.6风机盘管的控制3.7通风系统自动控制3.8高精度工艺空调系统自动控制3.9VRV空调系统3.10恒温恒湿空调机组DDC控制器硬件设计第3章空调系统自动化原理2第3章空调系统自动化原理3.1空调系统的基本知识第3章空调系统自动化原理3第3章空调系统自动化原理3

3.3空调冷源水系统的自动控制冷源系统由多台制冷机组和冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔、补水箱、膨胀水箱等设备组成。主要目的使冷冻水所载冷量和冷却水所带走的热量与不断变化的空调末端负荷相匹配，并降低整个输配系统的运行费用。

冷却塔安装在室外，膨胀水箱安装在建筑物最高的屋顶。为保护空调系统的设备，冷冻水在进入系统之前须经过处理(如除盐、除氧等)，水处理设备也安装在制冷站。水处理设备运行时间相对较短，一般不纳入楼宇自动化系统进行在线监控。热源装置如锅炉、换热器也安装在制冷站。第3章空调系统自动化原理43.3空调冷源水系统的自动控制冷源系统由多台制冷机组和冷

3.3空调冷源水系统的自动控制3.3.1基本概念3.3.2制冷系统运行参数检测3.3.3冷水机组的连锁控制3.3.4

冷冻水系统控制

3.3.5冷却水系统控制

3.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制

3.3.7

制冷系统监控技术的发展第3章空调系统自动化原理53.3空调冷源水系统的自动控制3.3.1基本概念3.3.1基本概念1.定流量系统系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、回水的温差来适应。系统简单、操作方便，不需要复杂的自控设备，输水量是按照最大空调冷负荷来确定的，循环泵的输送能耗处于最大值，运行费用大。适用于间歇性使用建筑的空调系统，以及空调面积小，只有一台冷水机组和一台循环水泵的系统。高层民用建筑尽可能少采用这种系统。第3章空调系统自动化原理63.3.1基本概念1.定流量系统第3.3.1基本概念2.变流量系统系统中供、回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来适应。管路内流量随系统负荷变化而变化，输送能耗也随着负荷的减少而降低，水泵容量及电耗也相应减少。系统的最大输水量是按照综合最大冷负荷计算的适用于大面积的高层建筑空调全年运行的系统。第3章空调系统自动化原理73.3.1基本概念2.变流量系统第3章3.3.1基本概念--3.冷冻水系统的调节方式质调节和量调节：通过对冷冻水泵和冷水机组的运行控制实现对冷冻水流量和冷冻水温度的控制。

（1）空调水系统的质调节一种定流量的调节方式。在保持冷冻水流量不变的前提下，通过调节冷冻水的供水温度来保证空调冷冻水系统的稳定运行。质调节通常可分为对制冷机组的蒸发器出水温度的调节和对冷凝器进水温度的调节。第3章空调系统自动化原理83.3.1基本概念--3.冷冻水系统的调节方式质调节和量

（2）空调水系统的量调节一种变流量的调节方式。保持冷冻水温度不变的前提下，通过调节水系统的冷冻水和冷却水的流量，使空调系统各部件以及整个空调系统的性能得到改善。优点：节约水系统水泵运行电能，缺点：容易引起系统的水力失调。实际控制过程中，针对不同的控制工况可有针对性地采用质调节和量调节，两种控制模式可以单独采用，也可以互为补充。第3章空调系统自动化原理9（2）空调水系统的量调节一种变流量的调节方式。保持冷冻水温（3）间歇调节量调节的特殊形式，用作热水采暖系统的一种控制方式。间歇调节是时而开泵时而停泵地定期向采暖系统供热。停泵时系统中的水停止循环，热水逐渐放出热量并降低温度；热水冷却到了一定程度，室内空气温度下降到允许最低温度，重新开泵，系统中的水又开始循环；经过锅炉加热到一定温度后，继续向系统中供热。采用这种控制方式必须掌握好送水温度并考虑到建筑物的热惰性。第3章空调系统自动化原理10（3）间歇调节量调节的特殊形式，用作热水采暖系统的一种控制3.3.1基本概念4．空调末端的冷热水流量的控制方法

冷热源侧环路和负荷侧环路

冷热源侧环路：部分冷热水经过冷水机组至分水器，再由分水器经旁通管路进入集水器，该环路负责冷水的制备；

负荷侧环路：冷热水从分水器经空调末端没备能量转换后返回集水器这段管路。

这里讨论的定流量系统还是变流量系统均是指负荷侧的环路。第3章空调系统自动化原理113.3.1基本概念4．空调末端的冷热水流量的控制方法

第3章空调系统自动化原理12第3章空调系统自动化原理12（1）定流量系统负荷侧末端设备的冷热水流量的调节定流量冷热水系统指负荷侧循环水量与空调负荷变化无关。系统采用电动三通阀分流进入风机盘管等末端设备，保证主回路流量稳定的前提下，调节进入风机盘管的流量，改变供、回水的温差来满足房间负荷的变化。第3章空调系统自动化原理13（1）定流量系统负荷侧末端设备的冷热水流量的调节定流量冷热水3.3.1基本概念这种能量调节的方法，不节能，整个水系统循环泵的流量是不变的夏季，当房间的温度升高时，室温调节器使直通阀座开大、旁通阀座关小，直到完全关闭，控制大部分或全部冷水通过空调末端。反之，房间温度降低，室温调节器使直通阀座关小、旁通阀座打开，直到完全打开，冷水旁通流过末端设备，直接进入回水管网。第3章空调系统自动化原理143.3.1基本概念这种能量调节的方法，不节能，整个水系统（2）变流量系统负荷侧末端设备的冷热水调节系统中供、回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来调节。整个水系统的流量是随末端负荷变化而变化的，变流量系统要通过停开或起动某一台循环泵，或变频控制水泵转速，以适应水流量变化的情况，达到节能的目的第3章空调系统自动化原理15（2）变流量系统负荷侧末端设备的冷热水调节系统中供、回水温差夏季，当房间负荷＞设定值时，电动两通阀开启大，调节冷水流经末端设备。当房间负荷＜设定值时，室温调节器调节电动两通阀关小，减少向末端设备的供水。冬季时，电动三通阀或电动两通阀的动作与夏季时相反如图为利用电动两通阀进行机组能量调节的原理图。

第3章空调系统自动化原理16夏季，当房间负荷＞设定值时，电动两通阀开启大，调节冷水流经末3.3.2制冷系统运行参数检测冷冻水回路供回水温度、流量、压力、差压冷却水回路供回水温度、流量、压力蝶阀控制旁通回路调节

冷水机组运行台数控制循环泵运行台数控制

第3章空调系统自动化原理173.3.2制冷系统运行参数检测冷冻水回路供回水温度、第3章空调系统自动化原理18第3章空调系统自动化原理183.3.2制冷系统运行参数检测（1）冷水机组冷冻水、冷却水供回水温度检测；（2）冷水机组冷冻水压差检测；（3）冷冻水回水流量检测；（4）分水器和集水器压力压差测量；（5）冷水机组水流指示器信号；（6）冷冻水回水流量旁通电动阀开度监控；（7）冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行状态监控及故障报警。第3章空调系统自动化原理193.3.2制冷系统运行参数检测（1）冷水机组冷冻水、冷却3.3.2制冷系统运行参数检测---控制（1）冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组及相应的蝶阀的顺序启/停控制和设备管理。（2）冷却塔风机的启/停控制；（3）冷却、冷冻水路差压旁通阀控制。（4）根据冷量或冷水回水温度控制冷水机组的台数；（5）冷冻水泵、冷却水泵及风机运行的均衡控制；（6）采用变频技术，在合理控制冷水机组工作台数的基础上，控制冷冻水泵、冷却水泵的转速，调节供冷量，以达到降低制冷站能耗的目的。第3章空调系统自动化原理203.3.2制冷系统运行参数检测---控制（1）冷冻水泵、3.3.3冷水机组的连锁控制空调制冷系统的连锁控制：冷却泵控制、冷却塔风机控制、冷冻泵控制及冷水机组的控制。在开启冷机前应先运行冷冻泵；冷却泵要有足够的冷却水水量。

在空调冷媒水系统的起动或停止过程中，制冷机组与相应的冷媒水泵、冷却水泵和冷却塔等进行电气连锁。只有当所有的附属设备及附件都正常运行之后，制冷机组才起动；而停车时的顺序则相反。第3章空调系统自动化原理213.3.3冷水机组的连锁控制空调制冷系统的连锁控制：冷却3.3.3.1

一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式冷冻水泵要位于冷水机组的回水管上，以保证机组内的正压和稳定的冷冻水流量。第3章空调系统自动化原理223.3.3.1一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式3.3.3.1

一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式1．水泵和冷水机组先串后并一对一的连接方式冷水变化率较大，平滑性差。2．水泵和制冷机组先并后串的独立并联方式连接方式间接、方便。水泵和制冷机组的运行台数不需要一一对应。制冷机组的启停数量由末端空调总负荷决定，冷水泵启停数量的控制则根据末端空调水流量实际需求值决定水泵启停台数。第3章空调系统自动化原理233.3.3.1一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式冷媒水泵起动命令第Ⅰ级延时冷却水泵第Ⅱ级延时冷却塔风机第Ⅲ级延时与制冷机起动冷媒水水流开关动作冷却水水流开关动作制冷机停机停机命令总延时冷媒水泵、冷却水泵、冷却塔风机停机单台冷水机组顺序控制步骤3.3.3.2

正常开机顺序及延时启动第3章空调系统自动化原理24冷媒起动命令第Ⅰ级延时冷却第Ⅱ级延时冷却塔第Ⅲ级延时与制冷

当有多台冷水机组并联，并且在水管路中与制冷机组不是一一对应时，则制冷机组冷媒水和冷却水管路上还设有电动蝶阀，以使制冷机组与水泵能一一对应运行。机电设备的开机顺序为：冷却塔风机→冷却水蝶阀→冷却水泵→冷媒水蝶阀→冷媒水泵→制冷机起动；停机过程与开机相反，各动作之间仍需考虑延时。如果设置水流开关，其控制作用同上。3.3.3.3正常开机顺序及延时启动第3章空调系统自动化原理25当有多台冷水机组并联，并且在水管路中与制冷机组不是一一对应3.3.3.3正常开机顺序及延时启动多台冷水机组的启停控制假设制冷机、冷却塔水泵累积运行时间，由短到长都依次为1#2#3#，则3#制冷机作为备用，以下只讨论1#、2#制冷机的联动顺序。1．启动第一台设备的步骤开1#冷却塔→开相应冷却塔蝶阀V7、V8、V2→30S后，启动冷却塔风机和冷却水泵1#→240S后，打开冷冻水蝶阀V1→30S后，开冷冻水泵1#→240S后开制冷机1#。第3章空调系统自动化原理263.3.3.3正常开机顺序及延时启动多台冷水机组的启停控

第3章空调系统自动化原理27第3章空调系统自动化原理273.3.3.3正常开机顺序及延时启动

（2）1#机组开启后，再开启2#时已经有一台机组在工作再启动另一台机组，根据离心式水泵操作规范要求，先启动水泵后再打开阀门，有利于减小电动机的启动电流，有利于冷机的工作。

冷却塔2#→启动冷却塔风机和冷却水泵2#→10S后开冷却塔(水)蝶阀V9V10V4→60S后开冷冻水泵2#→30S后开相应冷冻水蝶阀V3→240S后开制冷机2#。第3章空调系统自动化原理283.3.3.3正常开机顺序及延时启动（2）1#机组开启3.3.3.3正常停机顺序及延时应根据冷水机组蒸发器结构、最小允许流量和防冻结温度设定值设计防冻结延时停机保护顺序。1.当二套设备都在运行时关制冷机→180S后关冷冻水蝶阀→10S后关冷冻水泵→60S后关冷却水蝶阀→30S后关冷却水泵和风机→60S后关冷却水塔冷却水塔蝶阀。2.当仅一套设备运行时关制冷机→180S后关冷冻水泵→30S后关冷冻水蝶阀→60S后关冷却水泵和风机→30S后关冷却水蝶阀→60S后关冷却水塔冷却水塔蝶阀。第3章空调系统自动化原理293.3.3.3正常停机顺序及延时应根据冷水机组蒸发器3.3.3.4故障停机的延时和停顺序机

一般定流量冷水机组控制器当监测到蒸发器出水温度达到冻结水温度时立即执行保护性停机。防冻结延时停机保护顺序能在监测到达冻结温度时不会立即停机,而是上升到临界值时才迫使其停机,（1）当二套设备都在运行时关制冷机→120S后关冷冻水蝶阀→20S后关冷冻水泵→50S后关冷却水蝶阀冷却水塔蝶阀→20S后关冷却水泵和风机。（2）当仅一套设备运行时关制冷机→120S后关冷冻水泵→20S后关冷冻水蝶阀→30S后关冷却水泵和风机→20S后关冷却水蝶阀→30S关冷却水塔冷却水塔蝶阀。第3章空调系统自动化原理303.3.3.4故障停机的延时和停顺序机一般定流量冷水机3.3.4

冷冻水系统控制

冷水循环环路分为冷源侧环路和负荷侧环路两部分。冷冻水流量的过快变化不利于制冷机组蒸发器的正常工作。冷源侧应保持定流量运行，保证冷水机组蒸发器的传热效率；避免蒸发器因缺水而冻裂；保持冷水机组工作稳定。制冷机组冷源侧环路的冷冻水采用定流量控制方式，而负荷侧的冷冻水可采用定流量或变流量控制方式。第3章空调系统自动化原理313.3.4冷冻水系统控制冷水循环环路分为冷源侧环路和3.3.4

冷冻水系统控制3.3.4.1冷冻水系统的监控任务与控制参数3.3.4.2冷冻水泵的控制方式3.3.4.3一次泵定流量系统控制3.3.4.4二次泵变流量系统控制3.3.4.5一次泵变频调速系统控制第3章空调系统自动化原理323.3.4冷冻水系统控制3.3.4.1冷冻水系统3.3.4.1冷冻水系统的监控任务与控制参数1．冷冻水系统的监控任务（1）保证冷冻水机组的蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工作，防止出现冻结现象。（2）向用户提供充足的冷冻水量，以满足用户的需求。（3）当空调末端负荷减少时，自动调整冷水机组的供冷量，以降低能耗。（4）保证用户端一定的供水压力。（5）在满足使用要求前提下，尽可能的减少输水系统中循环水泵的电能消耗。第3章空调系统自动化原理333.3.4.1冷冻水系统的监控任务与控制参数1．冷冻水系统第3章空调系统自动化原理34第3章空调系统自动化原理343.3.4.1冷冻水系统的监控任务与控制参数2．运行参数的设置

（1）冷冻水供水温度设置的典型值为7℃，不宜降低。（2）冷冻水供水温度可升高到9℃或10℃，不会影响中央空调系统的舒适度，大幅度节约空调主机消耗的能源。（3）温水供水温度设置值宜选取在45℃～50℃，不宜过高，可有效地节能。（4）供回水温差设置的典型值为5℃，可在4℃～6℃之间选择，提倡大温差小流量运行，切忌在小温差大流量状态下运行。第3章空调系统自动化原理353.3.4.1冷冻水系统的监控任务与控制参数2．运行参数3.3.4.2冷冻水泵的控制方式1.采用三通阀的定流量一次泵系统的控制

2．采用二通阀的定转速变水量一次泵系统的控制

第3章空调系统自动化原理363.3.4.2冷冻水泵的控制方式1.采用三通阀的定流量一3.3.4.2冷冻水泵的控制方式3．冷冻水环路压差的自动控制

当空调机组、风机盘管都采用电动二通阀的空调水系统时，用户侧属变流量系统，冷源侧需定流量运行。在供、回水管之间加一旁通阀。第3章空调系统自动化原理373.3.4.2冷冻水泵的控制方式3．冷冻水环路压差的自动控3.3.4.3一次泵定流量系统控制系统中通常每台机组配有一台水泵，水泵保持定流量运行，水泵与机组联动。系统末端安装电动二通调节阀，中间的旁通管上设有压差旁通阀，用来平衡冷原测和负荷侧的流量。第3章空调系统自动化原理383.3.4.3一次泵定流量系统控制系统中通常每台机组配有一3.3.4.3一次泵定流量系统控制1．冷冻水泵采用恒速控制2．采用回水温度控制方法根据冷冻水系统中回水温度的大小决定冷水机组的运行台数3．采用流量控制法

当Q<0.30Qmax三台一次泵全部运行；当0.65Qmax>Q>0.35Qmax停掉一台水泵；当Q>0.70Qmax再停掉一台水泵。4.根据旁通阀开度及其限位开关来实现机组启停控制第3章空调系统自动化原理393.3.4.3一次泵定流量系统控制1．冷冻水泵采用恒速控制3.3.4.4负荷侧采用二通阀的二次泵变流量系统控制部分负荷时，用户侧的水泵根据负荷的变化进行流量调节，提供相应的冷冻水流量，与一次泵定流量系统相比有一定的节能效果。一次泵定流量+台数控制和二次泵变流量控制第3章空调系统自动化原理403.3.4.4负荷侧采用二通阀的二次泵变流量系统控制部分负3.3.4.4负荷侧采用二通阀的二次泵变流量系统控制1．冷源侧环路定流量控制二次泵系统采用旁通平衡管取代旁通阀，初级泵采用定速控制●当旁通管内水量≥单台机组额定流量的110%时，关闭一台机组及相应一次泵；●当旁通管内水量达到单台机组额定流量的20%～30%时，则开启一台冷水机组及相应一次泵。

第3章空调系统自动化原理413.3.4.4负荷侧采用二通阀的二次泵变流量系统控制1．冷3.3.4.4负荷侧采用二通阀的二次泵变流量系统控制2．负荷侧环路的变流量控制（1）二次冷冻水泵的台数控制①流量控制法，供水管道上安装流量计②压差控制法③配合二次泵台数控制，一次泵采用旁通管流量控制法第3章空调系统自动化原理423.3.4.4负荷侧采用二通阀的二次泵变流量系统控制2．负一次泵采用旁通管流量计第3章空调系统自动化原理43一次泵采用旁通管流量计第3章空调系统自动化（2）二次泵变频调速控制

系统运行时，用户负荷的冷冻水是由次级泵直接供给的，通过检测供回水总管的冷冻水温度，供回水总管的冷冻水流量，变频调速控制装置确定需要运行次级泵的台数和运行频率。

第3章空调系统自动化原理44（2）二次泵变频调速控制系统运行时，用户负荷的冷冻水是由次二次侧温差控制法二次侧压差控制法水泵台数与转速联合控制第3章空调系统自动化原理45二次侧温差控制法第3章空调系统自动化原理43.3.4.5一次泵变频调速系统控制

一次泵变流量系统中的水泵改为变频调速，通过制冷机组蒸发器的冷冻水量为变流量，是一次泵变频调速变流量系统。根据负荷的变化，利用水泵变频调节一次水流量来达到节能的目的。优点：节约运行能耗；减少水泵在功率峰值运行时间；节约机房面积。相对于一次泵变流量系统，运行更高效，更节能

一次泵变频调速系统控制第3章空调系统自动化原理463.3.4.5一次泵变频调速系统控制一次泵变流量系统中的3.3.5冷却水系统控制

主要设备包括制冷机组、冷却水泵和冷却塔等装置冷却水系统与冷冻水系统温度变化不同，空调冷冻水的温度主要与制冷机组运行负荷相关，空调冷却水的温度不仅与冷冻机负荷相关，还与外界环境温度、湿度和冷却塔工况等相关。第3章空调系统自动化原理473.3.5冷却水系统控制主要设备包括制冷机组、冷却水泵各冷却塔进水管上设置有电动阀，①冷却塔停止运行时切断水路，②调整进入各冷却塔的水量，使其分配均匀，保证各冷却塔都能达到最大的排热能力。各制冷机冷凝器入口处设置电动阀进行通断控制，在制冷机停机时关闭，以防止冷却水短路，减少正在运行的冷凝器的冷却水量。第3章空调系统自动化原理48各冷却塔进水管上设置有电动阀，①冷却塔停止运行时切断水路，②3.3.5冷却水系统控制一．冷却水系统的参数设定和调节方法1．冷却水系统的参数设定冷水机组对冷却水进水温度为32℃，不宜升高，压缩式冷水机宜在25℃～30℃之间选择，吸收式冷温水机宜在28℃～32℃之间选择。冷却水温度的要求出水温度是37℃。冷却水进出口水温差典型值为5℃。第3章空调系统自动化原理493.3.5冷却水系统控制一．冷却水系统的参数设定和调节方2．冷却水系统的质调节和量调节（1）冷却水系统质调节：调节冷却水的温度，同时，保持冷却水流量不变，冷却水泵的功耗不变。（2）冷却水系统的量调节：保持冷却水温度不变的前提下，通过调节冷却水流量来改善整个空调冷却水系统。通常采用稳定冷却水回水温度的控制方式，通过调节冷却水流量、冷却塔风机启停或改变风机转速等方法保证冷却系统的运行。第3章空调系统自动化原理502．冷却水系统的质调节和量调节（1）冷却水系统质调节：调节冷2．冷却水系统的质调节和量调节（3）冷却水流量与制冷机功耗的关系冷却水系统中冷却水流量越大，冷却水侧的换热系数增大，换热效果越大，会使制冷机效率提高，制冷机功耗下降。冷却水系统中冷却水流量越大，水泵的耗功率加大。第3章空调系统自动化原理512．冷却水系统的质调节和量调节（3）冷却水流量与制冷机功耗的2．冷却水系统的质调节和量调节（4）冷却水回水温度设置要适当（25℃～32℃）适当降低冷却水温可增加过冷度，制冷量也会增加，随着冷却水进水温度的降低，冷水机组的制冷量与性能系数有所提高。当冷却水进水温度由32℃降低到26℃时，制冷量与制冷性能系数均提高约20%。第3章空调系统自动化原理522．冷却水系统的质调节和量调节（4）冷却水回水温度设置要适当3.3.5冷却水系统控制3.冷却水系统定频定流量控制冷凝器冷却水流量过小会使冷凝温度和冷凝压力过高，造成制冷效率下降或冷冻机报警等故障，而当冷凝器冷却水流量过大时，又会造成能源浪费。冷却水系统的控制涉及制冷机负荷、外界环境的温湿度和制冷机自身能耗变化等多种因素，传统上空调冷却水系统一般是定流量系统。第3章空调系统自动化原理533.3.5冷却水系统控制3.冷却水系统定频定流量控制3.3.5冷却水系统控制4．冷却水循环水泵的变流量控制

对于空调冷却水系统，采用定流量方式将会造成水泵电能的浪费。冷却水供水量比冷冻水供水量大，管路也较为简单，对冷却水系统采用变频控制节能效果相对明显、操作相对简单。第3章空调系统自动化原理543.3.5冷却水系统控制4．冷却水循环水泵的变流量控制系统通过检测冷却水供回水的温度，控制冷却水的循环水量。第3章空调系统自动化原理55系统通过检测冷却水供回水的温度，控制冷却水的循环水量。冷却水变频调速控制系统通过监测出水温度和进水温度，调整冷却水泵和冷却塔风机的运转频率。第3章空调系统自动化原理56冷却水变频调速控制系统通过监测出水温度和进水温度，调整冷却水3.3.5冷却水系统控制常采取保持进水温度为定值，再用出水温度与进水温度的温差作为控制值。当温差高于设定值时，提高冷却水泵的转速，使温差返回到设定值：当温差低于设定值，降低冷却水泵的转速，同样使温差回到设定值，建立新的平衡状态，当冷却水泵和冷却塔风机转速都是45Hz以上时，出水温度和进水温度都仍高于设定值时，增加冷却塔风机运行的台数。

第3章空调系统自动化原理573.3.5冷却水系统控制常采取保持进水温度为定值，再用出3.3.5冷却水系统控制----二.冷却塔控制利用冷却回水温度来控制相应的冷却塔风机，风机以台数控制或变速控制构成一个独立控制回路。根据制冷机对冷却水温的要求，确定冷却塔的开启台数。当冷却塔出水温度高于设定温度，则增开一台冷却塔，低于设定温度可停开一台冷却塔。有的冷却塔风机还采用双速电机，通过转速的变化调节冷却水温度，配合高/低速的转换来确定冷却塔的运行台数。第3章空调系统自动化原理583.3.5冷却水系统控制----二.冷却塔控制利用冷却3.3.5冷却水系统控制在室外温度比较低的情况下，通过冷却水回路的自然冷却就可满足制冷机对冷却水的温度要求，这时可关掉所有冷却塔的风机，单靠冷却水循环过程的自然冷却实现冷却水的降温。合理地调整冷却塔风机和冷却水泵的运行台数可以达到降低能耗的目的。第3章空调系统自动化原理593.3.5冷却水系统控制在室外温度比较低的情况下，通过冷3.3.5冷却水系统控制下面是几种冷却塔风机的控制方法:1．采用温感控制

目前较为常用，利用热敏电阻测温同时连接调温计，在调温计内装上微型开关，利用封入液体的热胀冷缩特性来实现风机电机电源的开关。简单易行，节能效果也较为显著，对风机开、关的过于频繁则容易导致开关与风机电机的过热，进而影响它们的使用寿命。第3章空调系统自动化原理603.3.5冷却水系统控制下面是几种冷却塔风机的控制方法:3.3.5冷却水系统控制2．采用风机的台数控制。控制风机台数来实现风量的调节。调节手段更强，调节范围也更大，而且冷却塔的水温也较为稳定。3．采用电机的变频控制。根据冷却负荷的变化来不断的调整风机的电机转速以满足控制要求。变频控制使得冷却水回水温度更加稳定、风机的耗电量减少，节能效果更明显。但是由于其成本比较高，而且控制相对复杂，目前在实际工程上的应用还相对较少。第3章空调系统自动化原理613.3.5冷却水系统控制2．采用风机的台数控制。3.3.5冷却水系统控制三.冷却水系统的补水控制使用冷却塔时会有冷却水的水量消耗，冷却水的水量损失一般包括：散发热量所产生的蒸发水量、飘水损失、泄露损失等。（1）采用冷却塔底盘补水方式。检测冷却塔底盘水位，控制电磁阀或补水泵工作，保证水盘的水位稳定；第3章空调系统自动化原理623.3.5冷却水系统控制三.冷却水系统的补水控制3.3.5冷却水系统控制（2）采用集水箱补水方式。采用集水箱方式可连通多台并联运行的冷却塔，使各台冷却塔水位平衡。为多台冷却塔统一补水、排污、加药等提供了方便操作的条件等。

设置水箱也存在占据机房面积、水箱和冷却塔高差过大时浪费电能等缺点。是否设置集水箱应根据工程具体情况确定。第3章空调系统自动化原理633.3.5冷却水系统控制（2）采用集水箱补水方式。3.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制冷冻水系统的各种设备基本上都是多台(套)配备，同类设备之间互为备用。为了保证机组的安全运行，延长设备使用寿命，并使设备和系统处在高效率的工作状态，通常要求设备累计运行时间尽可能相同，即同类设备均衡运行。

一般采用两种方法来实现设备的均衡运行，即：轮换法和累积法。第3章空调系统自动化原理643.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制冷冻水系统的各种3.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制1．设备轮换法

相关设备定时轮换工作，在多泵系统中，根据设备的启停规律，改变设备的启停顺序，例如一个三台水泵的系统，在1#泵启动运行到完成工作停机后，当需要再次启动时，可以安排2#泵工作，再控制3#泵启动。轮换法以固定设备的工作顺序为目标，在设备工作关系复杂的系统中，控制程序比较复杂，在设备较多、相互关系复杂的水系统控制中较少采用。第3章空调系统自动化原理653.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制1．设备轮换法3.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制2．工作时间累积法指分别统计相同的几台设备的累积运行时间，优先启动累积运行时间最短的设备，优先关闭累积运行时间最长的设备。逻辑关系相对简单，更适合于计算机控制。正常工作时控制系统记录每一台设备的工作时间，在需要启停设备时，只需要检查各设备的累积工作时间，启动累积工作时间最少的设备，停止工作时间最长的设备。

第3章空调系统自动化原理663.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制2．工作时间累积3.3.7

制冷系统监控技术的发展1.以高效节能为目标的空调水系统控制（1）将定流量控制系统改为变流量控制系统。从传统的空调主机供水定流量控制的方法，改变成满足空调主机运用工况的变流量控制，末端需要多少冷热量就供给多少冷热量，实现最佳的节能。（2）实时控制冷却水系统，优化空调主机的运行工况。冷却水系统按照设置的进水温度和出水温度，采用变流量运行方式。使冷却水系统实时跟踪空调主机发热量的变化，按照需要散发热量，提高空调主机的热交换效率。第3章空调系统自动化原理673.3.7制冷系统监控技术的发展1.以高效节能为目标的3.3.7

制冷系统监控技术的发展（3）活塞式压缩机和离心式压缩机的变频控制。从理论上讲，压缩机功耗与转速的三次方成比例，当转速下降时，功耗将急剧下降。（4）控制压缩机的启动负载通过控制压缩机启动时的负载的上升速度，使冷水温度缓慢的达到控制温度。既可以延长压缩机的使用寿命，又可以减少机组运行过程中的电力消耗。第3章空调系统自动化原理683.3.7制冷系统监控技术的发展（3）活塞式压缩机和离心3.3.7

制冷系统监控技术的发展

2．加强空调系统的远程监控制冷机组本身的控制系统都配有标准通信接口，新的制冷机组绝大部分支持BACnet或LonWorks等在智能建筑领域影响比较大的通信协议。如果能通过通信接口和共同支持的通信协议，实现BAS与制冷机组的无缝连接，BAS就可能实现对制冷机组运行更为深入、全面的监控，使BAS对冷水机组和制冷系统运行参数监控、节能控制和安全保护等提高到新的水平。

第3章空调系统自动化原理693.3.7制冷系统监控技术的发展2．加强空调系统的远程3.5空调热源系统及集中供热系统自动控制集中供热系统是指以热水或蒸汽作为热媒，集中向一个具有多种热用户(如供暖、通风、热水供应及生产工艺等设备)的较大区域供应热能的系统。

3.5.1

热水供热系统的自动控制方法3.5.2

换热设备的自动控制

3.5.3

集中供热的自动化系统

3.5.4

换热站监控系统的实现

第3章空调系统自动化原理703.5空调热源系统及集中供热系统自动控制集中供热系统是指以3.5.1热水供热系统的自动控制方法有三种自动控制方式：质调、量调、间歇调节在集中供热系统中，改变供水温度来实现供热量的控制，这就是所谓质调；用改变热水流量的办法来实现供热量的控制，就是所谓量调用控制放热时间的多少实现供热量的控制，则称间歇调节。集中热水供热系统最常用的控制方式是质调节，特别是机械循环系统几乎都采用这种控制方式。

第3章空调系统自动化原理713.5.1热水供热系统的自动控制方法有三种自动控制方式：3.5.2换热设备的自动控制

对于两管制空调末端设备，一般要求热水的供水温度为65℃～70℃。在供热系统中需要进行高温热水或高温蒸汽到空调热水的转换，这种用以实现换热的转换装置称为热交换器或换热器。其种类较多，在供热与空调及燃气工程中常用的有换热器、蒸汽加热器等。

第3章空调系统自动化原理723.5.2换热设备的自动控制对于两管制空调末端设备，一

1．蒸汽加热器的自动控制原理利用蒸汽冷凝放热的一种加热器。在蒸汽加热器内，蒸汽冷凝，由气态变为液态，放出热量，传给冷流体。被控变量是冷流体的出口温度Tl0，常用控制方法，(1)将调节阀装在蒸汽入口管线上，改变进入加热器的蒸汽流量；(2)将调节阀装在凝液出口管线上，改变冷凝的有效面积。Tl0第3章空调系统自动化原理731．蒸汽加热器的自动控制原理利用蒸汽冷凝放热的一种加热器。2.蒸汽加热器的自动控制方案(1)调节蒸汽进入蒸汽加热器的流量。

如果干扰作用的影响，使加热器的出口温度Tl0低于设定值，则调节器根据偏差而动作，控制调节阀开大，加热的蒸汽流量M1增加，调节阀阀后压力增加。饱和蒸汽的温度和压力是一一对应的，T2i会增加，使传热平均温差增大，结果传热量增加，从而使Tl0上升，并回复到设定值。调节的过程中，传热面积是不变的，传热系统K也维持不变，传热量的改变主要通过改变传热平均温差来达到的。比较灵敏的。T2i第3章空调系统自动化原理742.蒸汽加热器的自动控制方案(1)调节蒸汽进入蒸汽加热器3.5.2换热设备的自动控制（2）串级调节方案如果阀前蒸汽压力有波动，变化较频繁，将影响控制品质，满足不了工艺要求，可经过稳压对总管进行压力控制。常采用出口温度对阀后压力的串级自动控制系统，如图3.42所示；或者采用出口温度对蒸汽流量的串级自动控制系统，如图3.43所示。

图3.42出口温度对阀后压力的串级自动控制系统压力控制器压力变送器PCT1iT1o第3章空调系统自动化原理753.5.2换热设备的自动控制（2）串级调节方案

图3.43出口温度对蒸汽流量的串级自动控制系统FRT1iT1o第3章空调系统自动化原理76图3.43出口3.5.3集中供热的自动化系统为满足热用户的需要，节约热能、合理地利用热能，应设置自动检测与控制系统。集中供热系统的自动检测与控制，根据热源、热交换站及热力入口的装置采用不同的自动化系统。1.集中热交换站的自动化系统2.集中供热的热力站自动化系统第3章空调系统自动化原理773.5.3集中供热的自动化系统为满足热用户的需要，节约热能3.5.3集中供热的自动化系统

1.集中热交换站的自动化系统锅炉房内设置蒸汽锅炉或热水锅炉作为热源，向一个较大的区域供应热能的系统，称为区域锅炉房集中供热系统。区域供热中，大多以蒸汽作为热媒，经过集中热交换站产生热水，供应采暖等用热设备的所需热量。蒸汽锅炉房内设置集中热交换站的自动化系统如图3.45所示。第3章空调系统自动化原理783.5.3集中供热的自动化系统1.集中热交换站的自动化系蒸汽锅炉产生的蒸汽，先进入分汽缸，然后向热水用户供热。一部分蒸汽由蒸汽管送出蒸汽，作为工艺用热；另一部分蒸汽通过用户后，进入汽水加热器将网路回水加热，供应采暖、通风用热设备的所需热量。蒸汽网路及加热器的凝结水，分别由凝水管道送回凝结水箱。第3章空调系统自动化原理79蒸汽锅炉产生的蒸汽，先进入分汽缸，然后向热水用户供热。3.5.3集中供热的自动化系统集中热交换站的自动化系统检测和控制参数包括：（1）输入的蒸汽压力P1和流量M1；（2）工艺用蒸汽压力P2和流量M2；3）加热器用蒸汽的压力P3和流量M3；（4）采暖供水的温度T4和流量M4；（5）采暖回水的温度T5和流量M5；（6）凝结水温度T6和流量M6。对锅炉蒸汽等的P及M、采暖热水的供回水的P、T和M进行自动检测，在仪表室集中显示，并调节进入加热器的蒸汽，对热水的供水温度进行自动控制，满足采暖及通风用热的要求，还对蒸汽、热水的用量进行计量，以实现科学化管理。第3章空调系统自动化原理803.5.3集中供热的自动化系统集中热交换站的自动化系统检测3.5.3集中供热的自动化系统2.集中供热的热力站自动化系统集中供热系统的热力站是城市供热网路向热用户供热的连接场所，具有调节送往热用户的热媒参数以及实现能量转换和计量的作用。根据热力站的位置可分为局部热力站、集中热力站和区域性热力站，相应地有局部热力站自动化系统、集中热力站自动化系统和区域性热力站自动化系统。

第3章空调系统自动化原理813.5.3集中供热的自动化系统2.集中供热的热力站自动3.5.3集中供热的自动化系统2.集中供热的热力站自动化系统（1）局部热力点自动化系统局部热力点一般设置在单幢建筑用户的热力入口或该用户的地下室或底层处。设置：供水P与T的检测，系统回水的P与T的检测，采暖系统的热量计量。根据室外温度调节采暖系统循环水流量，达到控制采暖供热量，维持室内温度恒定的要求。第3章空调系统自动化原理823.5.3集中供热的自动化系统2.集中供热的热力站自动化系3.7.3集中供热的自动化系统（2）集中热力站自动化系统集中热力站是供热网路向一个小区或多幢建筑物分配、调节与计量热能的场所。设置了必要的检测、自动调节与计量装置。在外网的供水管及回水管路上安装了压力、温度的测量系统和流量检测与记录系统。在生活热水管路上安装了压力、温度及流量的检测仪表。在采暖热水管路上安装了温度、压力的检测仪表。生活热水管路采暖热水管路第3章空调系统自动化原理833.7.3集中供热的自动化系统（2）集中热力站自动化系统设3.7.3集中供热的自动化系统(3)区域性热力站自动化系统区域性热力站指在城市大型的供热网路干线与分支干线连接点处的热力装置。

图中供热干线由双热源从不同方向进行供热，正常运行时，关闭分段阀门及分支干线同一侧的截断阀门，可进行供热。而当一侧的热源或主干线出现事故时，可切换成由另一侧的热源供热。混合水泵抽引分支干线中的回水，可以较大幅度地调节分支干线的供水温度。温度调节器根据分支干线的供水温度控制混合水泵的抽引水量，从而实现供水温度的自动控制第3章空调系统自动化原理843.7.3集中供热的自动化系统(3)区域性热力站自动化3.5.4换热站监控系统的实现

换热站设备在我国的供暖系统中广泛应用，随着计算机、变频器、可编程控制器（PLC）、智能控制技术及总线技术的发展，换热站的电气控制部分已经由过去的人工控制到单元自动控制，发展到从热能节约角度的全自动控制。

下图3.51为是热交换系统监控原理图第3章空调系统自动化原理853.5.4换热站监控系统的实现换热站设备在我国的供暖系统第3章空调系统自动化原理86第3章空调系统自动化原理863.5.4换热站监控系统的实现换热站由热交换器、二次侧热水循环系统、二次测补水系统组成。一次侧高温水或饱和蒸汽通过热交换器将热量转化为二次侧温度为65℃～70℃的热水，通过二次侧循环泵将热水输送到用户的家中的暖气片中，经过在暖气片与室内空气的热交换后温度减低为50℃左右后，通过回水管道回到热交换器进行换热，温度提高后再次被送入用户家中的暖气片进行热交换。第3章空调系统自动化原理873.5.4换热站监控系统的实现换热站由热交换器、二次侧热水3.5.4换热站监控系统的实现1．空调换热系统运行参数与状态监控点/位及常用传感器（1）热交换器一次侧热水供回水(蒸汽供汽与冷凝水回水)温度测量：取自安装在热水供水管和回水干管(蒸汽供汽管与冷凝水回水干管)上的温度传感器，采用管式水温度传感器。（2）热交换器一次侧热水供回水(蒸汽供汽与冷凝水回水)压力测量：取自安装在热水供水管和回水干管(蒸汽供汽管与冷凝水回水干管)上的压力传感器，采用管式压力传感器。（3）热交换器一次侧热水回水(或冷凝水回水)流量测量：取自安装在热水回水干管(冷凝水回水干管)上的流量传感器，常选用电磁流量计。第3章空调系统自动化原理883.5.4换热站监控系统的实现1．空调换热系统运行参数与状3.5.4换热站监控系统的实现（4）空调热水供水温度测量取自安装在空调热水供水管上的水温传感器输出，常选用管式水温传感器，常与换热器二次热水出口温度共用。

（5）空调热水回水温度测量取自安装在空调热水回水管上的水温传感器输出，安装位置与二次热水流量计的安装位置协调一致，常选用管式水温传感器。（6）热交换器二次侧热水流量测量：取自安装在热水回水管上的流量传感器，安装位置与二次回水温度同流量的监测点相同。第3章空调系统自动化原理893.5.4换热站监控系统的实现（4）空调热水供水温度测量3.5.4换热站监控系统的实现（7）换热器二次热水供回水压力(压差)测量取自安装在换热器二次热水供回水干管上的液体压力传感器输出，常用管式液体压力传感器。（8）二次热水泵启停控制、运行状态、故障报警取自热水循环泵配电箱接触器主触点、接触器辅助触点、热继电器触点。（9）补水泵启停状态、故障报警取自补水泵配电箱接触器辅助触点、热继电器触点。（10）补水箱水位监测补水箱液位开关，有溢流、停补、低限报警三个液位状态。（11）水流开关状态。取自水流开关状态输出点。第3章空调系统自动化原理903.5.4换热站监控系统的实现（7）换热器二次热水供回水压

2．热交换系统的控制方法（1）热交换系统的出水温度自动控制当一次热媒为热水时，控制器将温度传感器测量的热交换器二次水出口温度与给定值比较，根据比较偏差由控制器按照设定的调节规律，输出控制信号，调节一次热水电动阀的开度，使二次热水出口温度接近并保持在设定值。电动阀调节性能采用等百分比型流量特性。一次热媒为蒸汽时，系统构成和控制原理与一次热媒为热水时相同，只是电动阀门应采用直线阀调节阀。第3章空调系统自动化原理912．热交换系统的控制方法（1）热交换系统的出水温度自动控制

2．热交换系统的控制方法（2）循环水的流量控制（热水回水温度法和热量控制法）①热水回水温度法热交换器输出的热水温度为60℃～65℃，热水经过终端负载进行能量交换后，水温下降。用回水温度来调节热交换器和热水给水泵的运行台数或调节水泵的转速，达到节能的目的。

②热负荷控制法根据分水器、集水器的供、回水温度及回水干管的流量测量值，实时计算空调末端设备所需热负荷，按实际热负荷自动调整热交换器及热水给水泵的台数。第3章空调系统自动化原理922．热交换系统的控制方法（2）循环水的流量控制（热水回水温

2．热交换系统的控制方法（3）系统定时运行与设备的远程控制能够按照预设的运行时间表自动定时启停；控制系统能够对设备进行远程开关控制，在控制中心能实现对现场设备的控制。（4）设备的顺序控制热交换系统启动顺序控制：启动二次热水循环泵→开启一次侧热水／蒸汽阀门。热交换系统停止顺序控制：关闭一次侧热水／蒸汽阀门→停止二次热水循环泵。

第3章空调系统自动化原理932．热交换系统的控制方法（3）系统定时运行与设备的远程控制3.5.4换热站监控系统的实现3.系统的控制功能

根据供热的实际情况和用户的要求，系统采用质量双调的控制方式，同时控制换热站的二次供水温度、循环泵的流量，其中量调的节能效果最为显著。（1）二次侧循环变流量调节

（2）全自动恒压变频补水功能（3）温度控制功能（4）报警与保护功能第3章空调系统自动化原理943.5.4换热站监控系统的实现3.系统的控制功能3.系统的控制功能

（1）二次侧循环变流量调节

控制策略：如果二次供水温度低，循环水的流量增加；反之，如果二次供水温度高，循环水的流量减少。如果室外温度改变，要使室内的温度基本恒定，用二次进水与回水的温差来控制循环泵变频器的转速，设定二次进水与回水的温差为12℃。当二次进水与回水的温差大于12℃时，循环泵变频器加速，循环水的流量增加；当二次进水与回水的温差小于12℃时，循环泵变频器减速，循环水的流量减少。第3章空调系统自动化原理953.系统的控制功能（1）二次侧循环变流量调节3.系统的控制功能

系统由一台变频器和3台循环水泵组成。采用一台变频器控制一台循环泵运行，另外两台循环泵可工频运行，以保证循环水系统的供水压力，当一台变频循环泵达到最高转速时仍达不到设定压力，逐台投入循环泵工频运行，直至达到设定的压力值。反之依然。换热站也可根据系统热负荷的变化，调整循环泵的转速，维持二次侧供回水温差（可以调整）恒定，达到最佳的供热效率和节能效果。第3章空调系统自动化原理963.系统的控制功能系统由一台变频器和3台循环水泵组成。采3.5.4换热站监控系统的实现（2）全自动恒压变频补水功能热水供热系统在运行中管网失水是不可避免的，如不及时补水，造成管网压力降低，还会使管网及汽—水换热器内的水汽化，造成整个供热系统不能正常运行甚至停止运行。方案：①采用间断性补水。热网回水管上安装一块电接点压力表，利用电接点压力表的微动触点开关，根据管网压力的上下限整定值来自动控制补水泵的起、停。

第3章空调系统自动化原理973.5.4换热站监控系统的实现（2）全自动恒压变频补水功能3.5.4换热站监控系统的实现②采用自力式压力调节阀进行不间断补水。依靠自力式压力调节阀调节回水管的流量控制补水量，缺点是白白消耗大量能量，调节效果要依赖调节阀的质量和使用的好坏。③采用变频调速技术，利用恒压供水的原理控制补水泵。利用压力传感器在线监测系统压力作为反馈信号与给定压力值相比较，如低于此值则加大补水流量，反之，则减少流量，保证系统压力恒定。第3章空调系统自动化原理983.5.4换热站监控系统的实现②采用自力式压力调节阀进行3.5.4换热站监控系统的实现（3）温度控制功能采用供暖温度自动调节功能，根据室外温度变化，能自动调节给定温度。在保证二次负载稳定的情况下，也可通过调节循环水的流量控制室内温度。在二次侧安装温度传感器来测量出水温度，并把这个温度值与给定温度设定值比较，通过一定的算法来控制一次侧管道上电动阀门的开度，从而控制一次侧的流量实现对二次侧的温度控制。第3章空调系统自动化原理993.5.4换热站监控系统的实现（3）温度控制功能（4）报警与保护功能①补水失灵报警：在补水过程中设定一个时间延迟程序，如果在实际中补水泵在这个时间内仍未工作，即循环水泵的转速和出水压力都未发生变化，系统要报警，同时，使系统自动停机。②循环水压力过低报警：设定一个压力下限值，采集的循环水压力低于该值，发出报警。③超负荷报警：设定一个出水温度与入水温度的最大差值，如果采集的两值之差大于该值时，就认为系统超载，就让其报警。

第3章空调系统自动化原理100（4）报警与保护功能①补水失灵报警：第3章3.5.4换热站监控系统的实现④停电和来电报警：当系统断电时，设定报警，同时使电动阀关闭，停止送汽。换热站重新启动前有一段时间（可以调整）的延时警报，用以提醒可能在现场维护的工作人员注意自身安全。⑤其它保护功能：保护功能包括常规的过压保护、欠压保护、缺项保护、漏电保护、过流保护等功能。

第3章空调系统自动化原理1013.5.4换热站监控系统的实现④停电和来电报警：4．热交换系统运行与节能控制控制二次侧出水温度和二次侧循环水压力都可以实现对房间温度的控制。一般情况，换热站一次侧归热力部门，换热站二次侧归小区或住户，在温度的调节方式上，建议采用通过控制变频器调节二次循环水流量的方式控制房间温度。从节能角度看，如果变频器输出频率稳定在额定频率的70%～80%时，能满足控制要求，节能效果比较好。但如果变频器长时间运行在工频下，可考虑通过调节一次侧流量提高二次侧水温度方法来满足控制指标。第3章空调系统自动化原理1024．热交换系统运行与节能控制控制二次侧出水温度和二次侧循环水习题：1.简述空调系统的组成?2.空气调节有几种方式?3.什么是定水量和变水量系统?3.空调水系统有几部分组成?第3章空调系统自动化原理103习题：1.简述空调系统的组成?第3章空调作业：1、含湿量和相对湿度的定义和关系2、某地夏季某时刻室外干球温度=30℃，湿球温度=18℃试确定干球温度点的空气的状态，包括：d、Ф、h、露点温度t。第3章空调系统自动化原理104作业：1、含湿量和相对湿度的定义和关系第3

2、某地夏季某时刻室外干球温度1=30℃，湿球温度2=18℃试确定干球温度点的空气的状态，包括：d、Ф、h、露点温度t

第3章空调系统自动化原理105

2、某地夏季某时刻室外干球温度1=30℃，湿球温度2

1061第3章空调系统自动化原理3.1空调系统的基本知识3.2中央空调系统的组成与分类3.3空调冷源水系统的自动控制3.4空调热源系统及集中供热系统自动控制3.5空调末端自动化3.6风机盘管的控制3.7通风系统自动控制3.8高精度工艺空调系统自动控制3.9VRV空调系统3.10恒温恒湿空调机组DDC控制器硬件设计第3章空调系统自动化原理107第3章空调系统自动化原理3.1空调系统的基本知识第3章空调系统自动化原理108第3章空调系统自动化原理3

3.3空调冷源水系统的自动控制冷源系统由多台制冷机组和冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔、补水箱、膨胀水箱等设备组成。主要目的使冷冻水所载冷量和冷却水所带走的热量与不断变化的空调末端负荷相匹配，并降低整个输配系统的运行费用。

冷却塔安装在室外，膨胀水箱安装在建筑物最高的屋顶。为保护空调系统的设备，冷冻水在进入系统之前须经过处理(如除盐、除氧等)，水处理设备也安装在制冷站。水处理设备运行时间相对较短，一般不纳入楼宇自动化系统进行在线监控。热源装置如锅炉、换热器也安装在制冷站。第3章空调系统自动化原理1093.3空调冷源水系统的自动控制冷源系统由多台制冷机组和冷

3.3空调冷源水系统的自动控制3.3.1基本概念3.3.2制冷系统运行参数检测3.3.3冷水机组的连锁控制3.3.4

冷冻水系统控制

3.3.5冷却水系统控制

3.3.6设备相互备用切换与均衡运行控制

3.3.7

制冷系统监控技术的发展第3章空调系统自动化原理1103.3空调冷源水系统的自动控制3.3.1基本概念3.3.1基本概念1.定流量系统系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、回水的温差来适应。系统简单、操作方便，不需要复杂的自控设备，输水量是按照最大空调冷负荷来确定的，循环泵的输送能耗处于最大值，运行费用大。适用于间歇性使用建筑的空调系统，以及空调面积小，只有一台冷水机组和一台循环水泵的系统。高层民用建筑尽可能少采用这种系统。第3章空调系统自动化原理1113.3.1基本概念1.定流量系统第3.3.1基本概念2.变流量系统系统中供、回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来适应。管路内流量随系统负荷变化而变化，输送能耗也随着负荷的减少而降低，水泵容量及电耗也相应减少。系统的最大输水量是按照综合最大冷负荷计算的适用于大面积的高层建筑空调全年运行的系统。第3章空调系统自动化原理1123.3.1基本概念2.变流量系统第3章3.3.1基本概念--3.冷冻水系统的调节方式质调节和量调节：通过对冷冻水泵和冷水机组的运行控制实现对冷冻水流量和冷冻水温度的控制。

（1）空调水系统的质调节一种定流量的调节方式。在保持冷冻水流量不变的前提下，通过调节冷冻水的供水温度来保证空调冷冻水系统的稳定运行。质调节通常可分为对制冷机组的蒸发器出水温度的调节和对冷凝器进水温度的调节。第3章空调系统自动化原理1133.3.1基本概念--3.冷冻水系统的调节方式质调节和量

（2）空调水系统的量调节一种变流量的调节方式。保持冷冻水温度不变的前提下，通过调节水系统的冷冻水和冷却水的流量，使空调系统各部件以及整个空调系统的性能得到改善。优点：节约水系统水泵运行电能，缺点：容易引起系统的水力失调。实际控制过程中，针对不同的控制工况可有针对性地采用质调节和量调节，两种控制模式可以单独采用，也可以互为补充。第3章空调系统自动化原理114（2）空调水系统的量调节一种变流量的调节方式。保持冷冻水温（3）间歇调节量调节的特殊形式，用作热水采暖系统的一种控制方式。间歇调节是时而开泵时而停泵地定期向采暖系统供热。停泵时系统中的水停止循环，热水逐渐放出热量并降低温度；热水冷却到了一定程度，室内空气温度下降到允许最低温度，重新开泵，系统中的水又开始循环；经过锅炉加热到一定温度后，继续向系统中供热。采用这种控制方式必须掌握好送水温度并考虑到建筑物的热惰性。第3章空调系统自动化原理115（3）间歇调节量调节的特殊形式，用作热水采暖系统的一种控制3.3.1基本概念4．空调末端的冷热水流量的控制方法

冷热源侧环路和负荷侧环路

冷热源侧环路：部分冷热水经过冷水机组至分水器，再由分水器经旁通管路进入集水器，该环路负责冷水的制备；

负荷侧环路：冷热水从分水器经空调末端没备能量转换后返回集水器这段管路。

这里讨论的定流量系统还是变流量系统均是指负荷侧的环路。第3章空调系统自动化原理1163.3.1基本概念4．空调末端的冷热水流量的控制方法

第3章空调系统自动化原理117第3章空调系统自动化原理12（1）定流量系统负荷侧末端设备的冷热水流量的调节定流量冷热水系统指负荷侧循环水量与空调负荷变化无关。系统采用电动三通阀分流进入风机盘管等末端设备，保证主回路流量稳定的前提下，调节进入风机盘管的流量，改变供、回水的温差来满足房间负荷的变化。第3章空调系统自动化原理118（1）定流量系统负荷侧末端设备的冷热水流量的调节定流量冷热水3.3.1基本概念这种能量调节的方法，不节能，整个水系统循环泵的流量是不变的夏季，当房间的温度升高时，室温调节器使直通阀座开大、旁通阀座关小，直到完全关闭，控制大部分或全部冷水通过空调末端。反之，房间温度降低，室温调节器使直通阀座关小、旁通阀座打开，直到完全打开，冷水旁通流过末端设备，直接进入回水管网。第3章空调系统自动化原理1193.3.1基本概念这种能量调节的方法，不节能，整个水系统（2）变流量系统负荷侧末端设备的冷热水调节系统中供、回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来调节。整个水系统的流量是随末端负荷变化而变化的，变流量系统要通过停开或起动某一台循环泵，或变频控制水泵转速，以适应水流量变化的情况，达到节能的目的第3章空调系统自动化原理120（2）变流量系统负荷侧末端设备的冷热水调节系统中供、回水温差夏季，当房间负荷＞设定值时，电动两通阀开启大，调节冷水流经末端设备。当房间负荷＜设定值时，室温调节器调节电动两通阀关小，减少向末端设备的供水。冬季时，电动三通阀或电动两通阀的动作与夏季时相反如图为利用电动两通阀进行机组能量调节的原理图。

第3章空调系统自动化原理121夏季，当房间负荷＞设定值时，电动两通阀开启大，调节冷水流经末3.3.2制冷系统运行参数检测冷冻水回路供回水温度、流量、压力、差压冷却水回路供回水温度、流量、压力蝶阀控制旁通回路调节

冷水机组运行台数控制循环泵运行台数控制

第3章空调系统自动化原理1223.3.2制冷系统运行参数检测冷冻水回路供回水温度、第3章空调系统自动化原理123第3章空调系统自动化原理183.3.2制冷系统运行参数检测（1）冷水机组冷冻水、冷却水供回水温度检测；（2）冷水机组冷冻水压差检测；（3）冷冻水回水流量检测；（4）分水器和集水器压力压差测量；（5）冷水机组水流指示器信号；（6）冷冻水回水流量旁通电动阀开度监控；（7）冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行状态监控及故障报警。第3章空调系统自动化原理1243.3.2制冷系统运行参数检测（1）冷水机组冷冻水、冷却3.3.2制冷系统运行参数检测---控制（1）冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组及相应的蝶阀的顺序启/停控制和设备管理。（2）冷却塔风机的启/停控制；（3）冷却、冷冻水路差压旁通阀控制。（4）根据冷量或冷水回水温度控制冷水机组的台数；（5）冷冻水泵、冷却水泵及风机运行的均衡控制；（6）采用变频技术，在合理控制冷水机组工作台数的基础上，控制冷冻水泵、冷却水泵的转速，调节供冷量，以达到降低制冷站能耗的目的。第3章空调系统自动化原理1253.3.2制冷系统运行参数检测---控制（1）冷冻水泵、3.3.3冷水机组的连锁控制空调制冷系统的连锁控制：冷却泵控制、冷却塔风机控制、冷冻泵控制及冷水机组的控制。在开启冷机前应先运行冷冻泵；冷却泵要有足够的冷却水水量。

在空调冷媒水系统的起动或停止过程中，制冷机组与相应的冷媒水泵、冷却水泵和冷却塔等进行电气连锁。只有当所有的附属设备及附件都正常运行之后，制冷机组才起动；而停车时的顺序则相反。第3章空调系统自动化原理1263.3.3冷水机组的连锁控制空调制冷系统的连锁控制：冷却3.3.3.1

一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式冷冻水泵要位于冷水机组的回水管上，以保证机组内的正压和稳定的冷冻水流量。第3章空调系统自动化原理1273.3.3.1一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式3.3.3.1

一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式1．水泵和冷水机组先串后并一对一的连接方式冷水变化率较大，平滑性差。2．水泵和制冷机组先并后串的独立并联方式连接方式间接、方便。水泵和制冷机组的运行台数不需要一一对应。制冷机组的启停数量由末端空调总负荷决定，冷水泵启停数量的控制则根据末端空调水流量实际需求值决定水泵启停台数。第3章空调系统自动化原理1283.3.3.1一次泵定水量系统制冷机组和冷冻水泵的连接方式冷媒水泵起动命令第Ⅰ级延时冷却水泵第Ⅱ级延时冷却塔风机第Ⅲ级延时与制冷机起动冷媒水水流开关动作冷却水水流开关动作制冷机停机停机命令总延时冷媒水泵、冷却水泵、冷却塔风机停机单台冷水机组顺序控制步骤3.3.3.2

正常开机顺序及延时启动第3章空调系统自动化原理129冷媒起动命令第Ⅰ级延时冷却第Ⅱ级延时冷却塔第Ⅲ级延时与制冷

当有多台冷水机组并联，并且在水管路中与制冷机组不是一一对应时，则制冷机组冷媒水和冷却水管路上还设有电动蝶阀，以使制冷机组与水泵能一一对应运行。机电设备的开机顺序为：冷却塔风机→冷却水蝶阀→冷却水泵→冷媒水蝶阀→冷媒水泵→制冷机起动；停机过程与开机相反，各动作之间仍需考虑延时。如果设置水流开关，其控制作用同上。3.3.3.3正常开机顺序及延时启动第3章空调系统自动化原理130当有多台冷水机组并联，并且在水管路中与制冷机组不是一一对应3.3.3.3正常开机顺序及延时启动多台冷水机组的启停控制假设制冷机、冷却塔水泵累积运行