暖通空调系统自动化课件

第三章暖通空调系统自动化

①.智能建筑目的——舒适、高效的工作环境。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。

②.对于智能建筑需要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。第三章暖通空调系统自动化①.智能建筑目的——舒适、1③.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。标明空气处理设备，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，波动范围，整定值范围等。D.工况转换的边界条件或相应的控制程序。E.设备启/停程序，连锁保护要求。F.各项参数的检测要求，自动保护、自动连锁，自动报警，以及显示，记录等具体要求。③.建环专业人员应向自控工程师提供的条件为：2§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：压缩式制冷——制冷剂主要为氟立昂、氨←消耗电能为补偿

吸收式制冷——以水为制冷剂←消耗热能为补偿。溴化锂为吸收剂冰蓄冷制冷——制冷设备在电网低负荷时工作，在用电高峰时向空调系统供冷源。各种制冷系统——带有成套的自控装置，本身能够独立完成机组监控与能量调节的功能。§3.1冷、热源系统监控一、制冷系统监控31.压缩式制冷系统的监控1）监控的目的①冷冻机蒸发器正常工作（通过稳定的水量）。②供给足够的冷冻水量——满足使用要求③尽可能提高供水温度,实现系统的经济运行。2）监控功能①启停控制，运行状态显示②冷冻水进出口温度、压力测量③冷却水进出口温度、压力测量④过载报警⑤冷冻水旁通阀压差控制⑥台数控制⑦水流量、冷量测量

P87、图3.1压缩式制冷系统的DDC控制原理图1.压缩式制冷系统的监控2）监控功能4暖通空调系统自动化课件53）监控功能描述

①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润滑油系统启动→冷却水→冷冻水→压缩机启动顺序：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。停止顺序：相反DDC通过DO通道控制冷水机的启停。②冷水机组运行时间和启停次数，运行台数控制要求：各机组设备的运行累计小时数及启动次数尽可能相同←延长机组使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3）监控功能描述②冷水机组运行时间和启停次数，运行台6供水总管上的流量传感器FT检测冷冻水流量送入DDC实际空调冷负数控制冷水机组台数和相应循环水泵台数③压差旁通控制压差传感器

压差→AI信号

DDC

电动调节阀开度保证供回水压差恒定。

④冷冻水温度再设定室外温度

冷冻水温度设定值

供水总管上的流量传感器FT检测冷冻水流量③压差旁通控制压差7

⑤水流监测水流开关S（i）→监测水流状态→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——提供克服蒸发器及周围管件的阻力。b.加压泵P3、

P4→用于克服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。d.用户流量>冷冻机蒸发器流量，旁通管由b→a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a→b流动。⑤水流监测如为双级泵系统P89图3.2a.安装在8暖通空调系统自动化课件9⑥制冷系统的能量调节与控制a.在冷水用户允许的前提下，尽可能提高冷冻机出口水温以提高冷冻机的COP（能效比）。b.根据冷负荷状态→冷冻机运行台数。c.在冷冻机运行所允许条件下，尽可能降低冷却水温度，但并不增加冷却泵和冷却塔的运行电耗。

⑥制冷系统的能量调节与控制10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111）热力系统的监控功能①蒸汽、热水出口:压力、温度、流量显示②汽包水位显示及报警③运行状态④顺序启停控制⑤设备故障信号、显示、安全保护信号显示⑥运行台数控制⑦热交换器控制进汽（水）量（按设定出水温度）⑧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、热力系统的监控

锅炉房进行计算机监测与控制的目的：安全性↑，能耗↓、人员工作量↓、管理水平↑1）热力系统的监控功能2）供暖热水锅炉的监控P90图12

①锅炉热水出口压力、温度、流量监测温度传感TT1-TT4——测量锅炉出口水温流量计FT1-FT4——测量锅炉出口热水流量压力变送器PT1-PT4——测量热水出口压力DDC显示、超限报警

②锅炉补水泵的自控压力变送器PT5AI→DDC回水压力<设定值启动补水泵→补水回水压力>设定值补水泵停止。③锅炉给水泵的顺序启停及状态显示启动顺序：循环水泵→电锅炉停止：相反水流开关（FS1—FS3）循环水泵的运行状态锅炉主电路接触器辅助触头→电锅炉运行状态暖通空调系统自动化课件13暖通空调系统自动化课件14

④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↓→报警→开大进水阀⑤故障报警循环水泵、补水泵发生过载故障报警电锅炉故障报警锅炉水位超限报警⑥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④汽包水位自动控制⑤故障报警⑥锅炉供水系统的节能控15⑦安全保护DOC收到水温↑信号⑧锅炉房成本核算

电能变送器锅炉用电量⑦安全保护DOC收到水温↑信号⑧锅炉房成本核算163）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①供热量②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V2③蒸汽的计量

3）蒸汽—水，水—水换热站的监控供热量②循环水泵，补水泵的17暖通空调系统自动化课件18④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达到这一设定值。⑤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。①取消二次供水侧的流量计FT1仅测量高温热水侧的流量FT3二次供水侧的循环水量。④加热量控制P93图3.5为水—水换热站监控原理图。19暖通空调系统自动化课件20②测量高温水侧供回水压力PT3、PT4高温侧水网压力分布状况指导高温侧水网的调节。③调整电动阀门V1 进入换热器的流量。④高温水侧的主要问题水力失调。a.各支路干管彼此相连，一个热力站的调整邻近热力站流量。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。解决方法——采用全网的集中控制。由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀V1的阀位。各换热站的DDC仅是接收通过通信网络送来的关于调整阀门V1的命令，并按此命令进行相应调整。②测量高温水侧供回水压力PT3、PT4高温侧21§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①水流状态显示②水泵过载报警③水泵启停控制及运行状态显示

P87图3.1为其控制原理图

。2.冷冻水监控功能描述①水流监测通过水流开关Si监测水流状态流量太小甚至断流时报警、停止相应制冷机运行。§3.2水系统监控一、冷冻水系统的监控22②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监测冷冻水泵的运行状态。

二、冷却水系统的监控通过冷却塔，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①保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行。②确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过。③根据冷负荷调整冷却水运行工况，使冷却水温度在要求的设定温度范围。②冷冻水泵启停二、冷却水系统的监控23

2.冷却水系统的监控功能①水流状态显示。②冷却水泵过载报警。③冷却水泵启停控制及状态显示。④冷却塔风机运行状态显示。⑤进出口水温测量及控制。⑥水温再设定。⑦冷却塔风机启停控制。⑧冷却塔风机过载报警。

P95图3.6为其监控原理图2.冷却水系统的监控功能24暖通空调系统自动化课件253.冷却水系统的监控功能描述

（1）冷却塔风机控制冷却塔风机台数①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（V1~V5）。

①确定冷却塔的工作状况。②调节电动水阀（V1~V4）调整进入各冷却塔水量。

3.冷却水系统的监控功能描述冷却塔风机台数①冷却塔出水管26②湿式冷却塔的工作性能取决于室外温、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、改变冷却塔风机转速调节冷却水温度、节约能源。或：打开混水阀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。③4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节测量阀门的阀位反馈信号。④DDC输出控制冷却塔风机的启停。②湿式冷却塔的工作性能取决于室外温、湿度27（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、TT7——确定冷凝器的工作状况。冷凝器入口处两个电动阀V5、V6——通断控制。在冷冻机停止时关闭，以防止冷却水短路，减少正在运行的冷凝器中的冷水量。（2）冷却水泵控制（3）水温监测28§3.3空气处理系统检测

一、空气处理系统的监控功能

1.室内温、湿度测量2.送回风温、湿度测量3.风机状态显示及转速控制4.风道风压测量5.启停、过载报警等6.冷热水流量调节7.风门、调节阀等的连锁控制8.送回风机与消防系统的联动控制9.CO2浓度控制§3.3空气处理系统检测一、空气处理系统的监控功能29二、新风机组的控制

1.新风机组监控功能描述

P97图3.7新风机组控制原理图。（1）风机启停控制及运行状态显示。（2）送风温、湿度监测及控制。①风机出口处：温、湿度变送器TT1、MT1——监测机组是否将新风处理到所要求状态。②送风温度控制TT1测值与给定值（冬、夏季不同）比较PID算法调节换热器的电动阀V1。③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节阀V2保持送风湿度在所需范围内。二、新风机组的控制1.新风机组监控功能描述30暖通空调系统自动化课件31（3）过滤器状态显示与报警微压差开关——监测新风过滤器两侧压差。若：过滤器干净——压差<指定值过滤器太脏——压差>指定值——微压差开关吸合产生“通”的开关信号DDC（4）风机转速控制测量风管内送风压力调节风机转速调节送风量（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（3）过滤器状态显示与报警（4）风机转速控制焓→新回风焓比较32（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节水阀开启加湿电动调节阀（7）最小新风量控制测量室内CO2浓度保证最小新风量节能（6）连锁控制33新风处理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≥25mm4防冻保护防冻报警值一般设置为4℃5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新风处理机组监控系统序号监控功能备注1新风34三、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①被调房间增设温度传感器。②新增设新风、回风温、湿度测点。③为调节新回风比，对新风、排风、回风阀进行调节用电动调节阀。新风阀、排风阀应同向同步调节，回风阀则按相反方向调节。（2）调节方式①房间温度与给定值比较PID调节送风温度②房间的湿度房间相对湿度设定值PID确定送风湿度设定值。③新回风比的变化与送风参数（温、湿度）PI新、排、回风风阀控制。三、全空气空调系统的监控全空气空调系统监控功能35一次回风空气处理机组一次回风空气处理机组36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，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4℃5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。一次回风空气处理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、37§3.4变风量系统的监控

一、变风量（VAV）系统的监控VAV因为节能、可分区调节，在国内外应用较广。近年来在智能建筑中也得到越来越多的广泛应用。P102图3.9为一典型的VAV系统§3.4变风量系统的监控一、变风量（VAV）系统的监381.主要特点：每个房间的送风入口处装一个VAV末端装置（风阀），调整风阀，改变送入房间的风量，实现对各个房间温度的单独控制。2.VAV空调系统的优缺点①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，这可以节省风机运行能耗。②控制灵活,同一空调系统的各房间是通过各自的末端装置分别进行控制的。

③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。④一次性投资比较大，控制相对复杂，管理水平要求较高。1.主要特点：每个房间的送风入口处装一个VAV末39⑤可能产生新风不足，房间气流组织不好，房间正负压过大，室内噪声偏大，运行不稳定，节能效果不明显等一系列问题。3.变风量系统的监控功能①系统总风量调节②最小风量控制③最小新风量控制④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述

（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:⑤可能产生新风不足，房间气流组织不好，房间3.40暖通空调系统自动化课件41a.控制方式：房间温度实测值－设定值控制调整末端装置中的风阀.

某个房间温度达到要求值，但其它房间或总风机风量末端装置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节风量、温度系统不稳定。b.改进方法：采用“压力无关”末端装置。①在末端上装有风量测量装置；②房间T修正风量设定值，（不直接改变风阀）③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装置调整风阀，维护原来的风量，房间温度不会由此引起波动。a.控制方式：b.改进方法：42（2）系统送风量的控制

①定静压法：静压传感器安放在主风道压力最低处测量系统风量的变化通过送风控制器调节送风机转速使该点的压力恒定在VAV末端装置所要求的最小压力值∵在VAV系统中，为保证系统中每个VAV末端装置都能正常工作，要求主风道内各点的静压都不低于VAV末端装置所要求的最低压力。②最低压力点的确定最低压力值风机出力节能（2）系统送风量的控制②最低压力点的确定43∵VAV系统的动态特性，实际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进行最小值选择。系统最小静压DDCPI调节变频调速器送风机转速稳定系统静压。③使用“压力无关”型末端装置末端装置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，各变风量末端装置的风阀，可能关得较小需降低转速。③使用“压力无关”型末端装置44④定静压法的不足a.系统中静压控制点位置很难确定。（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所带风阀调节当阀门开度较小时，噪声较大。

⑤变静压法——弥补了定静压法的不足之处特点：在舒适性、节能性、低噪声控制、保证新风量、降低成本等方面有充分优势。控制思想：a.尽量使VAV风阀处于全开（85~100%）状态b.系统静压降至最低

能最大限度地降低风机转速以达到节能的目的。方法：末端装置中设置阀门开度传感器。④定静压法的不足⑤变静压法——弥补了定静压法的不足之处45a.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风阀开度改变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，达到节能目的。

（3）回风机的控制调节回风机风量保证送、回风平衡运行的重要手段（保证各房间不会出现过大的负压或正压）。①不可能直接测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.②送风机为维护送风道中的静压，其工作点随转速变化而变化，送风量不一定与转速成正比.回风机如果没有调整的风阀，回风量与回风机转速成正比。a.室内温度与设定值比较（差值）要求送风量（46不能简单地使回风机与送风机同步改变转速。方法：①同时测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。②测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：①采用两个差压传感器，通过两路AI通道分别测量送、回风前后风道差压。

当送、回风量出现超差时，调节风机转速维持给定的风量差。②DDC回风机的启停，过载停机，报警等。不能简单地使回风机与送风机同步改变转速。另：①采47（4）新风、回风及排风阀的比例控制

①DDC新、回风焓差

控制回风阀的比例开度排风阀开度＝新风阀开度

②保证最小新风量a.在新风管道上安装风速传感器（流量开关），当转速变化影响新风量时，调节新风、排风阀，使新风量最低值。b.采用CO2浓度指标法，控制新风阀开度。

(5）送风温、湿度控制通过表冷器、加湿器、新回风比调节控制送风温、湿度。（4）新风、回风及排风阀的比例控制DDC新、回风焓差48（6）VAV系统的联锁控制①新、排风阀与风机联锁风机开阀开,风机关阀关②发生火灾时，消防联动控制系统关停空调机③系统起、停顺序控制：与定风量系统相同

二、排风系统的监控分机械、自然排风排出室内被污染空气，改善空气的条件

排风系统的监控功能①风机状态②启停控制③过载报警排风机监控功能相对来说较简单。①根据程序启动或停止风机②排风机状态DDC显示，过载报警（6）VAV系统的联锁控制二、排风系统的监控49§3.5风机盘管系统的监控

一、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.风机变速及启停控制

P106图3.11风机盘管监控原理图二、监控功能描述1.风机变速及启停控制风机盘管的风机高、中、低转速控制

§3.5风机盘管系统的监控一、风机盘管系统的监控功能二50暖通空调系统自动化课件512.室温控制——负反馈①T室温传感器控制器电动阀冷热水量②温控器手动转换位式控制器冬季手动转换开关、夏季手动转换开关如图P107，图3.12

a.夏季，开关S感温元件接通温控器1.2节点电动水阀打开1.2节点断开电动水阀失电后弹簧复位而关闭2.室温控制——负反馈a.夏季，开关S52暖通空调系统自动化课件53b.冬季、开关w动作过程类似，但动作方向与夏季相反。③统一区域手动转换同一朝向、或相同使用功能统一设置转换开关④自动转换在风机盘管供水管上设置一个位式温度开关。供冷水时（如12℃）冬季工况供热水时（30~40℃）夏季工况

3.连锁控制风机启动电动水阀连锁当房间有钥匙开关时，从节能考虑风机盘管应与钥匙开关连锁。b.冬季、开关w3.连锁控制54第三章暖通空调系统自动化

①.智能建筑目的——舒适、高效的工作环境。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。

②.对于智能建筑需要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。第三章暖通空调系统自动化①.智能建筑目的——舒适、55③.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。标明空气处理设备，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，波动范围，整定值范围等。D.工况转换的边界条件或相应的控制程序。E.设备启/停程序，连锁保护要求。F.各项参数的检测要求，自动保护、自动连锁，自动报警，以及显示，记录等具体要求。③.建环专业人员应向自控工程师提供的条件为：56§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：压缩式制冷——制冷剂主要为氟立昂、氨←消耗电能为补偿

吸收式制冷——以水为制冷剂←消耗热能为补偿。溴化锂为吸收剂冰蓄冷制冷——制冷设备在电网低负荷时工作，在用电高峰时向空调系统供冷源。各种制冷系统——带有成套的自控装置，本身能够独立完成机组监控与能量调节的功能。§3.1冷、热源系统监控一、制冷系统监控571.压缩式制冷系统的监控1）监控的目的①冷冻机蒸发器正常工作（通过稳定的水量）。②供给足够的冷冻水量——满足使用要求③尽可能提高供水温度,实现系统的经济运行。2）监控功能①启停控制，运行状态显示②冷冻水进出口温度、压力测量③冷却水进出口温度、压力测量④过载报警⑤冷冻水旁通阀压差控制⑥台数控制⑦水流量、冷量测量

P87、图3.1压缩式制冷系统的DDC控制原理图1.压缩式制冷系统的监控2）监控功能58暖通空调系统自动化课件593）监控功能描述

①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润滑油系统启动→冷却水→冷冻水→压缩机启动顺序：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。停止顺序：相反DDC通过DO通道控制冷水机的启停。②冷水机组运行时间和启停次数，运行台数控制要求：各机组设备的运行累计小时数及启动次数尽可能相同←延长机组使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3）监控功能描述②冷水机组运行时间和启停次数，运行台60供水总管上的流量传感器FT检测冷冻水流量送入DDC实际空调冷负数控制冷水机组台数和相应循环水泵台数③压差旁通控制压差传感器

压差→AI信号

DDC

电动调节阀开度保证供回水压差恒定。

④冷冻水温度再设定室外温度

冷冻水温度设定值

供水总管上的流量传感器FT检测冷冻水流量③压差旁通控制压差61

⑤水流监测水流开关S（i）→监测水流状态→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——提供克服蒸发器及周围管件的阻力。b.加压泵P3、

P4→用于克服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。d.用户流量>冷冻机蒸发器流量，旁通管由b→a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a→b流动。⑤水流监测如为双级泵系统P89图3.2a.安装在62暖通空调系统自动化课件63⑥制冷系统的能量调节与控制a.在冷水用户允许的前提下，尽可能提高冷冻机出口水温以提高冷冻机的COP（能效比）。b.根据冷负荷状态→冷冻机运行台数。c.在冷冻机运行所允许条件下，尽可能降低冷却水温度，但并不增加冷却泵和冷却塔的运行电耗。

⑥制冷系统的能量调节与控制64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651）热力系统的监控功能①蒸汽、热水出口:压力、温度、流量显示②汽包水位显示及报警③运行状态④顺序启停控制⑤设备故障信号、显示、安全保护信号显示⑥运行台数控制⑦热交换器控制进汽（水）量（按设定出水温度）⑧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、热力系统的监控

锅炉房进行计算机监测与控制的目的：安全性↑，能耗↓、人员工作量↓、管理水平↑1）热力系统的监控功能2）供暖热水锅炉的监控P90图66

①锅炉热水出口压力、温度、流量监测温度传感TT1-TT4——测量锅炉出口水温流量计FT1-FT4——测量锅炉出口热水流量压力变送器PT1-PT4——测量热水出口压力DDC显示、超限报警

②锅炉补水泵的自控压力变送器PT5AI→DDC回水压力<设定值启动补水泵→补水回水压力>设定值补水泵停止。③锅炉给水泵的顺序启停及状态显示启动顺序：循环水泵→电锅炉停止：相反水流开关（FS1—FS3）循环水泵的运行状态锅炉主电路接触器辅助触头→电锅炉运行状态暖通空调系统自动化课件67暖通空调系统自动化课件68

④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↓→报警→开大进水阀⑤故障报警循环水泵、补水泵发生过载故障报警电锅炉故障报警锅炉水位超限报警⑥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④汽包水位自动控制⑤故障报警⑥锅炉供水系统的节能控69⑦安全保护DOC收到水温↑信号⑧锅炉房成本核算

电能变送器锅炉用电量⑦安全保护DOC收到水温↑信号⑧锅炉房成本核算703）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①供热量②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V2③蒸汽的计量

3）蒸汽—水，水—水换热站的监控供热量②循环水泵，补水泵的71暖通空调系统自动化课件72④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达到这一设定值。⑤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。①取消二次供水侧的流量计FT1仅测量高温热水侧的流量FT3二次供水侧的循环水量。④加热量控制P93图3.5为水—水换热站监控原理图。73暖通空调系统自动化课件74②测量高温水侧供回水压力PT3、PT4高温侧水网压力分布状况指导高温侧水网的调节。③调整电动阀门V1 进入换热器的流量。④高温水侧的主要问题水力失调。a.各支路干管彼此相连，一个热力站的调整邻近热力站流量。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。解决方法——采用全网的集中控制。由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀V1的阀位。各换热站的DDC仅是接收通过通信网络送来的关于调整阀门V1的命令，并按此命令进行相应调整。②测量高温水侧供回水压力PT3、PT4高温侧75§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①水流状态显示②水泵过载报警③水泵启停控制及运行状态显示

P87图3.1为其控制原理图

。2.冷冻水监控功能描述①水流监测通过水流开关Si监测水流状态流量太小甚至断流时报警、停止相应制冷机运行。§3.2水系统监控一、冷冻水系统的监控76②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监测冷冻水泵的运行状态。

二、冷却水系统的监控通过冷却塔，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①保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行。②确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过。③根据冷负荷调整冷却水运行工况，使冷却水温度在要求的设定温度范围。②冷冻水泵启停二、冷却水系统的监控77

2.冷却水系统的监控功能①水流状态显示。②冷却水泵过载报警。③冷却水泵启停控制及状态显示。④冷却塔风机运行状态显示。⑤进出口水温测量及控制。⑥水温再设定。⑦冷却塔风机启停控制。⑧冷却塔风机过载报警。

P95图3.6为其监控原理图2.冷却水系统的监控功能78暖通空调系统自动化课件793.冷却水系统的监控功能描述

（1）冷却塔风机控制冷却塔风机台数①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（V1~V5）。

①确定冷却塔的工作状况。②调节电动水阀（V1~V4）调整进入各冷却塔水量。

3.冷却水系统的监控功能描述冷却塔风机台数①冷却塔出水管80②湿式冷却塔的工作性能取决于室外温、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、改变冷却塔风机转速调节冷却水温度、节约能源。或：打开混水阀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。③4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节测量阀门的阀位反馈信号。④DDC输出控制冷却塔风机的启停。②湿式冷却塔的工作性能取决于室外温、湿度81（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、TT7——确定冷凝器的工作状况。冷凝器入口处两个电动阀V5、V6——通断控制。在冷冻机停止时关闭，以防止冷却水短路，减少正在运行的冷凝器中的冷水量。（2）冷却水泵控制（3）水温监测82§3.3空气处理系统检测

一、空气处理系统的监控功能

1.室内温、湿度测量2.送回风温、湿度测量3.风机状态显示及转速控制4.风道风压测量5.启停、过载报警等6.冷热水流量调节7.风门、调节阀等的连锁控制8.送回风机与消防系统的联动控制9.CO2浓度控制§3.3空气处理系统检测一、空气处理系统的监控功能83二、新风机组的控制

1.新风机组监控功能描述

P97图3.7新风机组控制原理图。（1）风机启停控制及运行状态显示。（2）送风温、湿度监测及控制。①风机出口处：温、湿度变送器TT1、MT1——监测机组是否将新风处理到所要求状态。②送风温度控制TT1测值与给定值（冬、夏季不同）比较PID算法调节换热器的电动阀V1。③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节阀V2保持送风湿度在所需范围内。二、新风机组的控制1.新风机组监控功能描述84暖通空调系统自动化课件85（3）过滤器状态显示与报警微压差开关——监测新风过滤器两侧压差。若：过滤器干净——压差<指定值过滤器太脏——压差>指定值——微压差开关吸合产生“通”的开关信号DDC（4）风机转速控制测量风管内送风压力调节风机转速调节送风量（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（3）过滤器状态显示与报警（4）风机转速控制焓→新回风焓比较86（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节水阀开启加湿电动调节阀（7）最小新风量控制测量室内CO2浓度保证最小新风量节能（6）连锁控制87新风处理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≥25mm4防冻保护防冻报警值一般设置为4℃5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新风处理机组监控系统序号监控功能备注1新风88三、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①被调房间增设温度传感器。②新增设新风、回风温、湿度测点。③为调节新回风比，对新风、排风、回风阀进行调节用电动调节阀。新风阀、排风阀应同向同步调节，回风阀则按相反方向调节。（2）调节方式①房间温度与给定值比较PID调节送风温度②房间的湿度房间相对湿度设定值PID确定送风湿度设定值。③新回风比的变化与送风参数（温、湿度）PI新、排、回风风阀控制。三、全空气空调系统的监控全空气空调系统监控功能89一次回风空气处理机组一次回风空气处理机组90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，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4℃5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。一次回风空气处理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、91§3.4变风量系统的监控

一、变风量（VAV）系统的监控VAV因为节能、可分区调节，在国内外应用较广。近年来在智能建筑中也得到越来越多的广泛应用。P102图3.9为一典型的VAV系统§3.4变风量系统的监控一、变风量（VAV）系统的监921.主要特点：每个房间的送风入口处装一个VAV末端装置（风阀），调整风阀，改变送入房间的风量，实现对各个房间温度的单独控制。2.VAV空调系统的优缺点①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，这可以节省风机运行能耗。②控制灵活,同一空调系统的各房间是通过各自的末端装置分别进行控制的。

③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。④一次性投资比较大，控制相对复杂，管理水平要求较高。1.主要特点：每个房间的送风入口处装一个VAV末93⑤可能产生新风不足，房间气流组织不好，房间正负压过大，室内噪声偏大，运行不稳定，节能效果不明显等一系列问题。3.变风量系统的监控功能①系统总风量调节②最小风量控制③最小新风量控制④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述

（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:⑤可能产生新风不足，房间气流组织不好，房间3.94暖通空调系统自动化课件95a.控制方式：房间温度实测值－设定值控制调整末端装置中的风阀.

某个房间温度达到要求值，但其它房间或总风机风量末端装置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节风量、温度系统不稳定。b.改进方法：采用“压力无关”末端装置。①在末端上装有风量测量装置；②房间T修正风量设定值，（不直接改变风阀）③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装置调整风阀，维护原来的风量，房间温度不会由此引起波动。a.控制方式：b.改进方法：96（2）系统送风量的控制

①定静压法：静压传感器安放在主风道压力最低处测量系统风量的变化通过送风控制器调节送风机转速使该点的压力恒定在VAV末端装置所要求的最小压力值∵在VAV系统中，为保证系统中每个VAV末端装置都能正常工作，要求主风道内各点的静压都不低于VAV末端装置所要求的最低压力。②最低压力点的确定最低压力值风机出力节能（2）系统送风量的控制②最低压力点的确定97∵VAV系统的动态特性，实际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进行最小值选择。系统最小静压DDCPI调节变频调速器送风机转速稳定系统静压。③使用“压力