空调自动化原理第部分

1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

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4

3.3空调冷源水系统的自动控制基本概念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

冷却水系统控制

设备相互备用切换与均衡运行控制

制冷系统监控技术的发展第3章空调系统自动化原理5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6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7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8

（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（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基本概念4．空调末端的的冷热水流量量的控制方法法冷热源侧环路路和负荷侧环环路冷热源侧环路路：部分冷热水经经过冷水机组组至分水器，，再由分水器器经旁通管路路进入集水器器，该环路负负责冷水的制制备；负荷侧环路：：冷热水从分水水器经空调末末端没备能量量转换后返回回集水器这段段管路。这里讨论的定定流量系统还还是变流量系系统均是指负负荷侧的环路路。第3章空调系统统自动化原理理11

第3章空调系统统自动化原理理12（1）定流量量系统负荷侧侧末端设备的的冷热水流量量的调节定流量冷热水水系统指负荷荷侧循环水量量与空调负荷荷变化无关。。系统采用电动三通阀分流进入风机机盘管等末端端设备，保证证主回路流量稳稳定的前提下，调调节进入风机机盘管的流量量，改变供、回水水的温差来满足房间负负荷的变化。。第3章空调系统统自动化原理理13基本概念这种能量调节节的方法，不节能，整个水水系统循环泵泵的流量是不不变的夏季，当房间的温度度升高时，室温调节器器使直通阀座开大大、旁通阀座关关小，直到完完全关闭，控控制大部分或或全部冷水通通过空调末端端。反之，房间温度降低低，室温调节器器使直通阀座关小小、旁通阀座打打开，直到完完全打开，冷冷水旁通流过过末端设备，，直接进入回回水管网。第3章空调系统统自动化原理理14（2）变流量量系统负荷侧侧末端设备的的冷热水调节节系统中供、回回水温差保持持不变，当空空调负荷变化化时，通过改改变供水量来来调节。整个水系统的的流量是随末末端负荷变化化而变化的，，变流量系统要要通过停开或或起动某一台台循环泵，或或变频控制水水泵转速，以以适应水流量量变化的情况况，达到节能能的目的第3章空调系统统自动化原理理15夏季，当房间负荷＞设定值时，电动两通阀开开启大，调节冷水流流经末端设备备。当房间负负荷＜设定值时，室室温调节器调调节电动两通通阀关小，减减少向末端设设备的供水。。冬季时，电动三通阀或或电动两通阀阀的动作与夏夏季时相反如图为利用电电动两通阀进进行机组能量量调节的原理理图。第3章空调系统统自动化原理理16制冷系统运行行参数检测冷冻水回路供回水温度、、流量、压力力、差压冷却水回路供回水温度、、流量、压力力蝶阀控制旁通回路调节节冷水机组运行行台数控制循环泵运行台台数控制第3章空调系统统自动化原理理17第3章空调系统统自动化原理理18制冷系统运行行参数检测（1）冷水机机组冷冻水、、冷却水供回回水温度检测测；（2）冷水机机组冷冻水压压差检测；（3）冷冻水水回水流量检检测；（4）分水器器和集水器压压力压差测量量；（5）冷水机机组水流指示示器信号；（6）冷冻水水回水流量旁旁通电动阀开开度监控；（7）冷水机机组、冷冻水水泵、冷却水水泵、冷却塔塔运行状态监监控及故障报报警。第3章空调系统统自动化原理理19制冷系统运行行参数检测---控制（1）冷冻水水泵、冷却水水泵、冷水机机组及相应的的蝶阀的顺序序启/停控制制和设备管理理。（2）冷却塔塔风机的启/停控制；（3）冷却、、冷冻水路差差压旁通阀控控制。（4）根据冷冷量或冷水回回水温度控制制冷水机组的的台数；（5）冷冻水水泵、冷却水水泵及风机运运行的均衡控控制；（6）采用变变频技术，在在合理控制冷冷水机组工作作台数的基础础上，控制冷冷冻水泵、冷冷却水泵的转转速，调节供供冷量，以达达到降低制冷冷站能耗的目目的。第3章空调系统统自动化原理理20冷水机组的连锁控制空调制冷系统统的连锁控制制：冷却泵控控制、冷却塔塔风机控制、、冷冻泵控制制及冷水机组组的控制。在开启冷机前前应先运行冷冷冻泵；冷却泵要有足足够的冷却水水水量。在空调冷媒水水系统的起动动或停止过程程中，制冷机机组与相应的的冷媒水泵、、冷却水泵和和冷却塔等进进行电气连锁锁。只有当所有的的附属设备及及附件都正常常运行之后，，制冷机组才才起动；而停停车时的顺序序则相反。第3章空调系统统自动化原理理213.3.3.1一次泵定水量量系统制冷机机组和冷冻水水泵的连接方方式冷冻水泵要位位于冷水机组组的回水管上上，以保证机机组内的正压压和稳定的冷冷冻水流量。。第3章空调系统统自动化原理理223.3.3.1一次泵定水量量系统制冷机机组和冷冻水水泵的连接方方式1．水泵和冷冷水机组先串后并一对一的连接接方式冷水变化率较较大，平滑性性差。2．水泵和制制冷机组先并后串的独立并联联方式连接方式间间接、方便便。水泵和制冷冷机组的运运行台数不不需要一一一对应。制冷机组的启停数量量由末端空调总总负荷决定，冷水泵启停数量的的控制则根根据末端空调水水流量实际需求值值决定水泵泵启停台数数。第3章空调系系统自动化化原理23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级延延时时与制冷冷机机起动动冷媒媒水水水水流流开关关动动作作冷却却水水水水流流开关关动动作作制冷冷机机停停机机停机机命命令令总延延时时冷媒媒水水泵泵、、冷冷却却水水泵泵、、冷冷却却塔塔风风机机停停机机单台台冷冷水水机机组组顺顺序序控控制制步步骤骤3.3.3.2正常常开开机机顺顺序序及及延延时时启启动动第3章空空调调系系统统自自动动化化原原理理24当有有多多台台冷冷水水机机组组并并联联，，并并且且在在水水管管路路中中与与制制冷冷机机组组不不是是一一一一对对应应时时，，则则制制冷冷机机组组冷冷媒媒水水和和冷冷却却水水管管路路上上还还设设有有电电动动蝶蝶阀阀，，以以使使制制冷冷机机组组与与水水泵泵能能一一一一对对应应运运行行。。机电电设设备备的的开开机机顺顺序序为为：：冷却却塔塔风风机机→→冷冷却却水水蝶蝶阀阀→→冷冷却却水水泵泵→→冷冷媒媒水水蝶蝶阀阀→→冷冷媒媒水水泵泵→→制制冷冷机机起起动动；；停停机机过过程程与与开开机机相相反反，，各各动动作作之之间间仍仍需需考考虑虑延延时时。。如果果设设置置水水流流开开关关，，其其控控制制作作用用同同上上。。正常常开开机机顺顺序序及及延延时时启启动动第3章空空调调系系统统自自动动化化原原理理25正常常开开机机顺顺序序及及延延时时启启动动多台台冷冷水水机机组组的的启停停控控制制假设设制制冷冷机机、、冷冷却却塔塔水水泵泵累累积积运运行行时时间间，，由由短短到到长长都都依依次次为为1#2#3#，，则则3#制制冷冷机机作作为为备备用用，，以以下下只只讨讨论论1#、、2#制制冷冷机机的的联联动动顺顺序序。1．．启启动动第第一一台台设设备备的的步步骤骤开1#冷冷却却塔塔→开开相相应应冷冷却却塔塔蝶蝶阀阀V7、、V8、、V2→30S后后，，启动动冷冷却却塔塔风风机机和和冷冷却却水水泵泵1#→240S后后，，打开开冷冷冻冻水水蝶蝶阀阀V1→→30S后，，开冷冷冻冻水水泵泵1#→240S后后开开制制冷冷机机1#。。第3章空空调调系系统统自自动动化化原原理理26

第3章空空调系系统自自动化化原理理27正常开开机顺顺序及及延时时启动动（2））1#机组组开启启后，，再开启2#时已经有有一台台机组组在工工作再再启动动另一一台机机组，，根据据离心心式水水泵操操作规规范要要求，，先启动动水泵泵后再再打开开阀门门，有利利于减减小电电动机机的启启动电电流，，有利利于冷冷机的的工作作。冷却塔塔2#→启启动冷冷却塔塔风机机和冷冷却水水泵2#→→10S后后开开冷却却塔(水)蝶阀阀V9V10V4→60S后后开开冷冻冻水泵泵2#→30S后后开相相应冷冷冻水水蝶阀阀V3→240S后后开制制冷机机2#。第3章空空调系系统自自动化化原理理283.3.3.3正常停停机顺顺序及及延时时应根据据冷水水机组组蒸发发器结结构、、最小小允许许流量量和防防冻结结温度度设定定值设设计防防冻结结延时时停机机保护护顺序序。1.当当二套套设备备都在在运行行时关制冷冷机→→180S后后关冷冷冻水水蝶阀阀→10S后后关冷冷冻水水泵→→60S后后关关冷却却水蝶蝶阀→→30S后后关关冷却却水泵泵和风风机→→60S后后关关冷却却水塔冷冷却水水塔蝶蝶阀。。2.当当仅仅一套套设备备运行行时关制冷冷机→→180S后后关冷冷冻水水泵→→30S后后关关冷冻冻水蝶蝶阀→→60S后后关关冷却却水泵泵和风风机→→30S后后关关冷却却水蝶蝶阀→→60S后后关关冷却却水塔塔冷却却水塔塔蝶阀阀。第3章空空调系系统自自动化化原理理293.3.3.4故障停停机的的延时时和停停顺序序机一般定定流量量冷水水机组组控制制器当当监测测到蒸蒸发器器出水水温度度达到到冻结结水温温度时时立即即执行行保护护性停停机。。防冻结结延时时停机机保护护顺序序能在监监测到到达冻冻结温温度时时不会会立即即停机机,而而是上上升到到临界界值时时才迫迫使其其停机机,（1））当二二套设设备都都在运运行时时关制冷冷机→→120S后后关冷冷冻水水蝶阀阀→20S后后关冷冷冻水水泵→→50S后后关关冷却却水蝶蝶阀冷冷却水水塔蝶蝶阀→→20S后后关关冷却却水泵泵和风风机。。（2））当仅仅一套套设备备运行行时关制冷冷机→→120S后后关冷冷冻水水泵→→20S后后关关冷冻冻水蝶蝶阀→→30S后后关关冷却却水泵泵和风风机→→20S后后关关冷却却水蝶蝶阀→→30S关关冷冷却水水塔冷冷却水水塔蝶蝶阀。。第3章空空调系系统自自动化化原理理30冷冻水水系统统控制制冷水循循环环环路分为冷源侧侧环路路和负荷侧侧环路路两部分分。冷冻水水流量量的过过快变变化不不利于于制冷冷机组组蒸发发器的的正常常工作作。冷源侧侧应保保持定定流量量运行行，保证证冷水水机组组蒸发发器的的传热热效率率；避避免蒸蒸发器器因缺缺水而而冻裂裂；保保持冷冷水机机组工工作稳稳定。。制冷机机组冷源侧侧环路路的冷冻冻水采采用定定流量量控制制方式式，而而负荷侧侧的冷冻冻水可可采用用定流流量或或变流流量控控制方方式。。第3章空空调系系统自自动化化原理理31冷冻水水系统统控制制冷冻水水系统统的监监控任任务与与控制制参数数冷冻水水泵的的控制制方式式一次泵泵定流流量系系统控控制二次泵泵变流流量系系统控控制一次泵泵变频频调速速系统统控制制第3章空空调系系统自自动化化原理理32冷冻水水系统统的监监控任任务与与控制制参数数1．冷冷冻水水系统统的监监控任任务（1））保证证冷冻冻水机机组的的蒸发发器通通过足足够的的水量量以使使蒸发发器正正常工工作，，防止出出现冻冻结现现象。（2））向用用户提提供充足的的冷冻冻水量量，以满满足用用户的的需求求。（3））当空空调末末端负负荷减减少时时，自自动调调整冷冷水机机组的的供冷冷量，，以降低能能耗。。（4））保证证用户户端一一定的的供水压压力。（5））在满满足使使用要要求前前提下下，尽尽可能能的减减少输输水系系统中中循环环水泵泵的电能消消耗。第3章空空调系系统自自动化化原理理33第3章空空调系系统自自动化化原理理34冷冻水水系统统的监监控任任务与与控制制参数数2．运运行参参数的的设置置（1））冷冻冻水供供水温温度设设置的的典型值值为7℃，不宜宜降低低。（2））冷冻冻水供供水温温度可升高高到9℃或或10℃，不会会影响响中央央空调调系统统的舒舒适度度，大大幅度度节约约空调调主机机消耗耗的能能源。。（3））温水水供水水温度度设置置值宜宜选取取在45℃℃～50℃℃，不不宜过过高，，可有有效地地节能能。（4））供回回水温温差设设置的的典型型值为为5℃℃，可可在4℃～6℃之之间选选择，，提倡大大温差差小流流量运运行，切忌在在小温温差大大流量量状态态下运运行。。第3章空空调系系统自自动化化原理理35冷冻水水泵的的控制制方式式1.采采用用三通通阀的的定流流量一一次泵泵系统统的控控制2．采采用二二通阀阀的定定转速速变水水量一一次泵泵系统统的控控制第3章空空调系系统自自动化化原理理36冷冻水水泵的的控制制方式式3．冷冷冻水水环路路压差差的自自动控控制当空调调机组组、风风机盘盘管都采用用电动动二通通阀的的空调调水系统时时，用户侧侧属变变流量量系统，冷冷源侧侧需定定流量量运行行。在供、、回水水管之之间加加一旁通阀阀。第3章空空调系系统自自动化化原理理37一次泵泵定流流量系系统控控制系统中中通常常每台台机组组配有有一台台水泵泵，水水泵保保持定定流量量运行行，水水泵与与机组组联动动。系统末末端安安装电电动二二通调调节阀阀，中中间的的旁通通管上上设有有压差差旁通通阀，，用来来平衡衡冷原原测和和负荷荷侧的的流量量。第3章空调调系统自自动化原原理38一次泵定定流量系系统控制制1．冷冻冻水泵采采用恒速速控制2．采用用回水温温度控制制方法根据冷冻冻水系统统中回水水温度的的大小决决定冷水水机组的的运行台台数3．采用用流量控控制法当Q<0.30Qmax三三台一一次泵全全部运行行；当0.65Qmax>Q>0.35Qmax停停掉一台台水泵；；当Q>0.70Qmax再再停掉一一台水泵泵。4.根据据旁通阀开开度及其其限位开开关来实现机机组启停停控制第3章空调调系统自自动化原原理39负荷侧采采用二通通阀的二二次泵变变流量系系统控制制部分负荷荷时，用户侧侧的水泵泵根据负负荷的变变化进行行流量调调节，提提供相应应的冷冻冻水流量量，与一次泵泵定流量量系统相相比有一一定的节节能效果果。一次泵定定流量+台数控控制和二二次泵变变流量控控制第3章空调调系统自自动化原原理40负荷侧采采用二通通阀的二二次泵变变流量系系统控制制1．冷源源侧环路路定流量量控制二次泵系系统采用用旁通平平衡管取取代旁通通阀，初初级泵采采用定速速控制●当旁通通管内水水量≥单台机组组额定流流量的110%时，关关闭一台台机组及及相应一一次泵；；●当旁通通管内水水量达到到单台机机组额定定流量的的20%～30%时时，则开开启一台台冷水机机组及相相应一次次泵。第3章空调调系统自自动化原原理41负荷侧采采用二通通阀的二二次泵变变流量系系统控制制2．负荷荷侧环路路的变流流量控制制（1）二二次冷冻冻水泵的的台数控控制①流量量控制法法，供供水管道道上安装装流量计计②压差控制制法③配合合二次泵泵台数控控制，一一次泵采采用旁通通管流量量控制法法第3章空调调系统自自动化原原理42一次泵采采用旁通通管流量量计第3章空调调系统自自动化原原理43（2）二次泵变变频调速速控制系统运行行时，用用户负荷荷的冷冻冻水是由由次级泵泵直接供供给的，，通过检检测供回水总总管的冷冷冻水温温度，，供回水水总管的的冷冻水水流量，变频调调速控制制装置确确定需要要运行次次级泵的的台数和运运行频率率。第3章空调调系统自自动化原原理44二次侧温温差控制制法二次侧压压差控制制法水泵台数数与转速速联合控控制第3章空调调系统自自动化原原理45一次泵变变频调速速系统控控制一次泵变变流量系系统中的的水泵改改为变频频调速，，通过制制冷机组组蒸发器器的冷冻冻水量为为变流量量，是一次泵变变频调速速变流量量系统。根据负荷荷的变化化，利用用水泵变变频调节节一次水水流量来来达到节节能的目目的。优优点：节节约运行行能耗；；减少水水泵在功功率峰值值运行时时间；节节约机房房面积。。相对于于一次泵泵变流量量系统，，运行更更高效，，更节能能一次泵变变频调速速系统控控制第3章空调调系统自自动化原原理46冷却水系系统控制制主要设备备包括制冷机组组、冷却却水泵和和冷却塔塔等装置冷却水系系统与冷冷冻水系系统温度度变化不不同，空调冷冻冻水的温温度主要要与制冷冷机组运运行负荷荷相关，，空调冷却却水的温温度不仅仅与冷冻机负负荷相关关，还与与外界环环境温度度、湿度度和冷却却塔工况况等相关关。第3章空调调系统自自动化原原理47各冷却塔塔进水管管上设置置有电动动阀，①冷却却塔停止止运行时时切断水水路，②②调整进进入各冷冷却塔的的水量，，使其分分配均匀匀，保证证各冷却却塔都能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章空调调系统自自动化原原理48冷却水系系统控制制一．冷却却水系统统的参数数设定和和调节方方法1．冷却却水系统统的参数数设定冷水机组组对冷却却水进水水温度为为32℃，不宜升升高，压压缩式冷冷水机宜宜在25℃～30℃之之间选择择，吸收收式冷温温水机宜宜在28℃～32℃之之间选择择。冷却水温温度的要要求出水温度度是37℃。冷却水进进出口水水温差典典型值为为5℃。。第3章空调调系统自自动化原原理492．冷却却水系统统的质调调节和量量调节（1）冷冷却水系系统质调节：调节冷冷却水的的温度，，同时，，保持冷冷却水流流量不变变，冷却却水泵的的功耗不不变。（2）冷冷却水系系统的量调节：保持冷冷却水温温度不变变的前提提下，通通过调节节冷却水水流量来来改善整整个空调调冷却水水系统。。通常采用用稳定冷却却水回水水温度的控制方方式，通通过调节节冷却水流流量、冷冷却塔风风机启停停或改变变风机转转速等方方法保证冷却却系统的的运行。。第3章空调调系统自自动化原原理502．冷却却水系统统的质调调节和量量调节（3）冷冷却水流流量与制制冷机功功耗的关关系冷却水系系统中冷冷却水流流量越大，冷冷却水侧侧的换热热系数增增大，换换热效果果越大，，会使制制冷机效效率提高高，制冷冷机功耗耗下降。。冷却水系系统中冷冷却水流流量越大，水水泵的耗耗功率加加大。第3章空调调系统自自动化原原理512．冷却却水系统统的质调调节和量量调节（4）冷冷却水回回水温度度设置要要适当（（25℃～32℃））适当降低低冷却水水温可增增加过冷冷度，制制冷量也也会增加加，随着着冷却水水进水温温度的降降低，冷冷水机组组的制冷冷量与性性能系数数有所提提高。当冷却水进水水温度由32℃降低到26℃时，制制冷量与制冷冷性能系数均均提高约20%。第3章空调系统统自动化原理理52冷却水系统控控制3.冷却水水系统定频定定流量控制冷凝器冷却水水流量过小会会使冷凝温度度和冷凝压力力过高，造成成制冷效率下下降或冷冻机机报警等故障障，而当冷凝凝器冷却水流流量过大时，，又会造成能能源浪费。冷却水系统的的控制涉及制制冷机负荷、、外界环境的的温湿度和制制冷机自身能能耗变化等多多种因素，传统上空调冷却水系系统一般是定定流量系统。。第3章空调系统统自动化原理理53冷却水系统控控制4．冷却水循循环水泵的变变流量控制对于空调冷却却水系统，采采用定流量方方式将会造成成水泵电能的的浪费。冷却水供水量量比冷冻水供供水量大，管管路也较为简简单，对冷却却水系统采用用变频控制节能效果相对对明显、操作作相对简单。。第3章空调系统统自动化原理理54系统通过检测测冷却水供回回水的温度，，控制冷却水水的循环水量量。第3章空调系统统自动化原理理55冷却水变频调调速控制系统统通过监测出水温度和进进水温度，调整冷却水水泵和冷却塔塔风机的运转转频率。第3章空调系统统自动化原理理56冷却水系统控控制常采取保持进进水温度为定定值，再用出水温度与进进水温度的温温差作为控制制值。当温差高于设设定值时，提提高冷却水泵泵的转速，使使温差返回到到设定值：当当温差低于设设定值，降低低冷却水泵的的转速，同样样使温差回到到设定值，建建立新的平衡衡状态，当冷却水泵和和冷却塔风机机转速都是45Hz以上上时，出水温度和进进水温度都仍仍高于设定值值时，增加冷却却塔风机运行行的台数。第3章空调系统统自动化原理理57冷却水系统控控制----二.冷却塔控制利用冷却回水水温度来控制制相应的冷却却塔风机，风风机以台数控控制或变速控控制构成一个个独立控制回回路。根据制冷机对对冷却水温的的要求，确定定冷却塔的开开启台数。当当冷却塔出水水温度高于设设定温度，则则增开一台冷冷却塔，低于于设定温度可可停开一台冷冷却塔。有的冷却塔风风机还采用双双速电机，通通过转速的变变化调节冷却却水温度，配配合高/低速速的转换来确确定冷却塔的的运行台数。第3章空调系统统自动化原理理58冷却水系统控控制在室外温度比比较低的情况况下，通过冷冷却水回路的的自然冷却就就可满足制冷冷机对冷却水水的温度要求求，这时可关关掉所有冷却却塔的风机，，单靠冷却水水循环过程的的自然冷却实实现冷却水的的降温。合理地调整冷冷却塔风机和和冷却水泵的的运行台数可可以达到降低低能耗的目的的。第3章空调系统统自动化原理理59冷却水系统控控制下面是几种冷冷却塔风机的的控制方法:1．采用温感感控制目前较为常用用，利用热敏敏电阻测温同同时连接调温温计，在调温温计内装上微微型开关，利利用封入液体体的热胀冷缩缩特性来实现现风机电机电电源的开关。。简单易行，节节能效果也较较为显著，对对风机开、关关的过于频繁繁则容易导致致开关与风机机电机的过热热，进而影响响它们的使用用寿命。第3章空调系统统自动化原理理60冷却水系统控控制2．采用风机机的台数控制制。控制风机台数数来实现风量的调节。调节手段更更强，调节范范围也更大，，而且冷却塔塔的水温也较较为稳定。3．采用电机机的变频控制制。根据冷却负荷荷的变化来不断的调整整风机的电机机转速以满足足控制要求。。变频控制使使得冷却水回回水温度更加加稳定、风机机的耗电量减减少，节能效效果更明显。。但是由于其成成本比较高，，而且控制相相对复杂，目目前在实际工工程上的应用用还相对较少少。第3章空调系统统自动化原理理61冷却水系统控控制三.冷却水系系统的补水控控制使用冷却塔时时会有冷却水水的水量消耗耗，冷却水的的水量损失一一般包括：散散发热量所产产生的蒸发水水量、飘水水损失、泄泄露损失等。。（1）采用冷冷却塔底盘补补水方式。检测冷却塔底底盘水位，控控制电磁阀或或补水泵工作作，保证水盘盘的水位稳定定；第3章空调系统统自动化原理理62冷却水系统控控制（2）采用集集水箱补水方方式。采用集水箱方方式可连通多多台并联运行行的冷却塔，，使各台冷却却塔水位平衡衡。为多台冷冷却塔统一补补水、排污、、加药等提供供了方便操作作的条件等。。设置水箱也存存在占据机房房面积、水箱箱和冷却塔高高差过大时浪浪费电能等缺缺点。是否设设置集水箱应应根据工程具具体情况确定定。第3章空调系统统自动化原理理63设备相互备用用切换与均衡衡运行控制冷冻水系统的的各种设备基基本上都是多多台(套)配配备，同类设设备之间互为为备用。为了保证机组组的安全运行行，延长设备备使用寿命，，并使设备和和系统处在高高效率的工作作状态，通常常要求设备累累计运行时间间尽可能相同同，即同类设设备均衡运行行。一般采用两种种方法来实现现设备的均衡衡运行，即：：轮换法和累累积法。第3章空调系统统自动化原理理64设备相互备用用切换与均衡衡运行控制1．设备轮换换法相关设备定时时轮换工作，，在多泵系统统中，根据设设备的启停规规律，改变设设备的启停顺顺序，例如一一个三台水泵泵的系统，在在1#泵启动动运行到完成成工作停机后后，当需要再再次启动时，，可以安排2#泵工作，，再控制3#泵启动。轮换法以固定定设备的工作作顺序为目标标，在设备工工作关系复杂杂的系统中，，控制程序比比较复杂，在设备较多、、相互关系复复杂的水系统统控制中较少少采用。第3章空调系统统自动化原理理65设备相互备用用切换与均衡衡运行控制2．工作时间间累积法指分别统计相相同的几台设设备的累积运运行时间，优优先启动累积积运行时间最最短的设备，，优先关闭累累积运行时间间最长的设备备。逻辑关系相对对简单，更适适合于计算机机控制。正常常工作时控制制系统记录每每一台设备的的工作时间，，在需要启停停设备时，只只需要检查各各设备的累积积工作时间，，启动累积工工作时间最少少的设备，停停止工作时间间最长的设备备。第3章空调系统统自动化原理理66制冷系统监控控技术的发展展1.以高效效节能为目标标的空调水系系统控制（1）将定流流量控制系统统改为变流量量控制系统。。从传统的空调调主机供水定定流量控制的的方法，改变变成满足空调调主机运用工工况的变流量量控制，末端端需要多少冷冷热量就供给给多少冷热量量，实现最佳佳的节能。（2）实时控控制冷却水系系统，优化空空调主机的运运行工况。冷却水系统按按照设置的进进水温度和出出水温度，采采用变流量运运行方式。使使冷却水系统统实时跟踪空空调主机发热热量的变化，，按照需要散散发热量，提提高空调主机机的热交换效效率。第3章空调系统统自动化原理理67制冷系统监控控技术的发展展（3）活塞式式压缩机和离离心式压缩机机的变频控制制。从理论上讲，，压缩机功耗耗与转速的三三次方成比例例，当转速下下降时，功耗耗将急剧下降降。（4）控制压压缩机的启动动负载通过控制压缩缩机启动时的的负载的上升升速度，使冷冷水温度缓慢慢的达到控制制温度。既可可以延长压缩缩机的使用寿寿命，又可以以减少机组运运行过程中的的电力消耗。。第3章空调系统统自动化原理理68制冷系统监控控技术的发展展2．加强空调调系统的远程程监控制冷机组本身身的控制系统统都配有标准准通信接口，，新的制冷机机组绝大部分分支持BACnet或LonWorks等在智智能建筑领域域影响比较大大的通信协议议。如果能通过通通信接口和共共同支持的通通信协议，实现现BAS与与制制冷冷机机组组的的无无缝缝连连接接，BAS就就可可能能实实现现对对制制冷冷机机组组运运行行更更为为深深入入、、全全面面的的监监控控，，使使BAS对对冷冷水水机机组组和和制制冷冷系系统统运运行行参参数数监监控控、、节节能能控控制制和和安安全全保保护护等等提提高高到到新新的的水水平平。。第3章空空调调系系统统自自动动化化原原理理693.5空调调热热源源系系统统及及集集中中供供热热系系统统自自动动控控制制集中中供供热热系系统统是是指指以以热热水水或或蒸蒸汽汽作作为为热热媒媒，，集集中中向向一一个个具具有有多多种种热热用用户户(如如供供暖暖、、通通风风、、热热水水供供应应及及生生产产工工艺艺等等设设备备)的的较较大大区区域域供供应应热热能能的的系系统统。。热水水供供热热系系统统的的自自动动控控制制方方法法换热热设设备备的的自自动动控控制制集中中供供热热的的自自动动化化系系统统换热热站站监监控控系系统统的的实实现现第3章空空调调系系统统自自动动化化原原理理70热水水供供热热系系统统的的自自动动控控制制方方法法有三三种种自自动动控控制制方方式式：：质质调调、、量量调调、、间间歇歇调调节节在集集中中供供热热系系统统中中，，改改变变供供水水温温度度来来实实现现供供热热量量的的控控制制，，这这就就是是所所谓谓质调调；用改改变变热热水水流流量量的的办办法法来来实实现现供供热热量量的的控控制制，，就就是是所所谓谓量调调用控控制制放放热热时时间间的的多多少少实实现现供供热热量量的的控控制制，，则则称称间歇歇调调节节。集中中热热水水供供热热系系统统最最常常用用的的控控制制方方式式是是质质调调节节，特特别别是是机机械械循循环环系系统统几几乎乎都都采采用用这这种种控控制制方方式式。。第3章空空调调系系统统自自动动化化原原理理71换热热设设备备的的自自动动控控制制对于于两两管管制制空空调调末末端端设设备备，，一一般般要要求求热热水水的的供供水水温温度度为为65℃℃～～70℃℃。。在供供热热系系统统中中需需要要进进行行高高温温热热水水或或高高温温蒸蒸汽汽到到空空调调热热水水的的转转换换，，这种种用用以以实实现现换换热热的的转转换换装装置置称称为为热热交交换换器器或或换换热热器器。其其种种类类较较多多，，在在供供热热与与空空调调及及燃燃气气工工程程中中常常用用的的有有换热器器、蒸蒸汽加加热器器等。第3章空空调系系统自自动化化原理理721．蒸蒸汽加加热器器的自自动控控制原原理利用蒸蒸汽冷冷凝放放热的的一种种加热热器。。在蒸蒸汽加加热器器内，，蒸汽汽冷凝凝，由由气态态变为为液态态，放放出热热量，，传给给冷流流体。。被控变变量是是冷流流体的的出口口温度度Tl0，常用用控制制方法法，(1)将调节节阀装装在蒸蒸汽入入口管管线上上，改改变进进入加加热器器的蒸蒸汽流流量；；(2)将调节节阀装装在凝凝液出出口管管线上上，改改变冷冷凝的的有效效面积积。Tl0第3章空空调系系统自自动化化原理理732.蒸蒸汽汽加热热器的的自动动控制制方案案(1)调调节蒸蒸汽进进入蒸蒸汽加加热器器的流流量。。如果干干扰作作用的的影响响，使使加热器器的出出口温温度Tl0低于设设定值值，则调调节器器根据据偏差差而动动作，，控制制调节节阀开开大，，加热热的蒸蒸汽流流量M1增增加，，调节节阀阀阀后压压力增增加。。饱和和蒸汽汽的温温度和和压力力是一一一对对应的的，T2i会增加加，使使传热热平均均温差差增大大，结结果传传热量量增加加，从从而使使Tl0上升，，并回回复到到设定定值。。调节的的过程程中，，传热热面积积是不T2i第3章空空调系系统自自动化化原理理74换热设设备的的自动动控制制（2））串级级调节节方案案如果阀阀前蒸蒸汽压压力有有波动动，变变化较较频繁繁，将将影响响控制制品质质，满满足不不了工工艺要要求，，可经经过稳稳压对对总管管进行行压力力控制制。常采用用出口口温度度对阀阀后压压力的的串级级自动动控制制系统统，如图3.42所所示；；或者者采用出出口温温度对对蒸汽汽流量量的串串级自自动控控制系系统，如图图3.43所示示。

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章空空调系系统自自动化化原理理75

图3.43出口温度对蒸汽流量的串级自动控制系统FRT1iT1o第3章空空调系系统自自动化化原理理76集中供供热的的自动动化系系统为满足足热用用户的的需要要，节节约热热能、、合理理地利利用热热能，，应设设置自自动检检测与与控制制系统统。集集中供供热系系统的的自动动检测测与控控制，，根据热热源、、热交交换站站及热热力入入口的的装置置采用用不同同的自自动化化系统统。1.集集中热热交换换站的的自动动化系系统2.集集中供供热的的热力力站自自动化化系统统第3章空空调系系统自自动化化原理理77集中供供热的的自动动化系系统1.集集中热热交换换站的的自动动化系系统锅炉房房内设设置蒸蒸汽锅锅炉或或热水水锅炉炉作为为热源源，向向一个个较大大的区区域供供应热热能的的系统统，称称为区区域锅锅炉房房集中中供热热系统统。区域供供热中中，大大多以以蒸汽汽作为为热媒媒，经经过集集中热热交换换站产产生热热水，，供应应采暖暖等用用热设设备的的所需需热量量。蒸汽锅锅炉房房内设设置集集中热热交换换站的的自动动化系系统如如图3.45所所示。。第3章空空调系系统自自动化化原理理78蒸汽锅锅炉产产生的的蒸汽汽，先先进入入分汽汽缸，，然后后向热热水用用户供供热。。一部分分蒸汽汽由蒸蒸汽管管送出出蒸汽汽，作作为工工艺用用热；；另一一部分分蒸汽汽通过过用户户后，，进入入汽水水加热热器将将网路路回水水加热热，供供应采采暖、、通风风用热热设备备的所所需热热量。。蒸汽网路路及加热热器的凝凝结水，，分别由由凝水管管道送回回凝结水水箱。第3章空调调系统自自动化原原理79集中供热热的自动动化系统统集中热交交换站的的自动化化系统检检测和控控制参数数包括：：（1）输输入的蒸蒸汽压力力P1和流量M1；（2））工艺用用蒸汽压压力P2和流量M2；3）加加热器用用蒸汽的的压力P3和流量M3；（4））采暖供供水的温温度T4和流量M4；（5））采暖回回水的温温度T5和流量M5；（6））凝结水水温度T6和流量M6。对锅炉蒸蒸汽等的的P及M、采暖暖热水的的供回水水的P、、T和M进行自自动检测测，在仪表室室集中显显示，并并调节进进入加热热器的蒸蒸汽，对热水水的供水水温度进进行自动动控制，，满足采采暖及通通风用热热的要求求，还对蒸汽汽、热水水的用量量进行计计量，以以实现科科学化管管理。第3章空调调系统自自动化原原理80集中供热热的自动动化系统统2.集中中供热的的热力站站自动化化系统集中供热热系统的的热力站站是城市供供热网路路向热用用户供热热的连接接场所，，具有调调节送往往热用户户的热媒媒参数以以及实现现能量转转换和计计量的作作用。根据热力力站的位位置可分分为局部部热力站站、集中中热力站站和区域域性热力力站，相应地地有局部部热力站站自动化化系统、、集中热热力站自自动化系系统和区区域性热热力站自自动化系系统。第3章空调调系统自自动化原原理81集中供热热的自动动化系统统2.集中中供热的的热力站站自动化化系统（1）局局部热力力点自动动化系统统局部热力力点一般般设置在在单幢建建筑用户户的热力力入口或或该用户户的地下下室或底底层处。。设置：供水P与T的的检测，，系统回回水的P与T的的检测，，采暖系系统的热热量计量量。根据室外外温度调调节采暖暖系统循循环水流流量，达达到控制制采暖供供热量，，维持室室内温度度恒定的的要求。。第3章空调调系统自自动化原原理82集中供热热的自动动化系统统（2）集集中热力力站自动动化系统统集中热力力站是供供热网路路向一个个小区或或多幢建建筑物分分配、调调节与计计量热能能的场所所。设置了必必要的检检测、自自动调节节与计量量装置。。在外网网的供水管管及回水水管路上上安装了了压力、、温度的的测量系系统和流流量检测测与记录录系统。。在生活热热水管路上安安装了压压力、温温度及流流量的检检测仪表表。在采暖热热水管路上安安装了温温度、压压力的检检测仪表表。生活热水管路采暖热水管路第3章空调调系统自自动化原原理83集中供热热的自动动化系统统(3)区区域性热热力站自自动化系系统区域性热热力站指指在城市市大型的的供热网网路干线与分分支干线线连接点处的热热力装置置。图中供热干线线由双热热源从不不同方向向进行供供热，正正常运行行时，关闭分段段阀门及及分支干干线同一一侧的截截断阀门门，可进行行供热。。而当一一侧的热热源或主主干线出出现事故故时，可可切换成成由另一一侧的热热源供热热。混合水泵泵抽引分分支干线线中的回回水，可可以较大大幅度地地调节分分支干线线的供水水温度。。温度调节节器根据据分支干干线的供供水温度度控制混混合水泵泵的抽引引水量，，从而实实现供水水温度的的自动控控制第3章空调调系统自自动化原原理84换热站监监控系统统的实现现换热站设设备在我我国的供供暖系统统中广泛泛应用，，随着计计算机、、变频器器、可编编程控制制器（PLC））、智能能控制技技术及总总线技术术的发展展，换热热站的电电气控制制部分已已经由过过去的人工控制制到单元自动动控制，发展到到从热能能节约角角度的全自动控控制。下图3.51为为是热交交换系统统监控原原理图第3章空调调系统自自动化原原理85第3章空调调系统自自动化原原理86换热站监监控系统统的实现现换热站由由热交换换器、二二次侧热热水循环环系统、、二次测测补水系系统组成成。一次侧侧高温温水或或饱和和蒸汽汽通过过热交交换器器将热热量转转化为为二次次侧温温度为为65℃～～70℃的的热水水，通通过二二次侧侧循环环泵将将热水水输送送到用用户的的家中中的暖暖气片片中，，经过过在暖暖气片片与室室内空空气的的热交交换后后温度度减低低为50℃℃左右右后，，通过过回水水管道道回到到热交交换器器进行行换热热，温温度提提高后后再次次被送送入用用户家家中的的暖气气片进进行热热交换换。第3章空空调系系统自自动化化原理理87换热站站监控控系统统的实实现1．空空调换换热系系统运运行参参数与与状态态监控控点/位及及常用用传感感器（1））热交交换器器一次次侧热热水供供回水水(蒸蒸汽供供汽与与冷凝凝水回回水)温度测量：：取自安安装在在热水水供水水管和和回水水干管管(蒸蒸汽供供汽管管与冷冷凝水水回水水干管管)上上的温温度传传感器器，采采用管管式水水温度度传感感器。。（2））热交交换器器一次次侧热热水供供回水水(蒸蒸汽供供汽与与冷凝凝水回回水)压力测量：：取自安安装在在热水水供水水管和和回水水干管管(蒸蒸汽供供汽管管与冷冷凝水水回水水干管管)上上的压压力传传感器器，采采用管管式压压力传传感器器。（3））热交交换器器一次次侧热热水回回水(或冷冷凝水水回水水)流量测量：：取自安安装在在热水水回水水干管管(冷冷凝水水回水水干管管)上上的流流量传传感器器，常常选用用电磁磁流量量计。。第3章空空调系系统自自动化化原理理88换热站站监控控系统统的实实现（4））空调调热水水供水温温度测量取自安安装在在空调调热水水供水水管上上的水水温传传感器器输出出，常常选用用管式式水温温传感感器，，常与与换热热器二二次热热水出出口温温度共共用。。（5））空调调热水水回水温温度测量取自安安装在在空调调热水水回水水管上上的水水温传传感器器输出出，安安装位位置与与二次次热水水流量量计的的安装装位置置协调调一致致，常常选用用管式式水温温传感感器。。（6））热交交换器器二次侧侧热水水流量量测量：：取自安安装在在热水水回水水管上上的流流量传传感器器，安安装位位置与与二次次回水水温度度同流流量的的监测测点相相同。。第3章空空调系系统自自动化化原理理89换热站站监控控系统统的实实现（7））换热热器二二次热热水供回水水压力力(压压差)测量取自安安装在在换热热器二二次热热水供供回水水干管管上的的液体体压力力传感感器输输出，，常用用管式式液体体压力力传感感器。。（8））二次次热水水泵启启停控控制、、运行行状态态、故故障报报警取自热热水循循环泵泵配电电箱接触器器主触触点、、接触触器辅辅助触触点、、热继继电器器触点点。（9））补水水泵启启停状状态、、故障障报警警取自补补水泵泵配电电箱接触器器辅助助触点点、热热继电电器触触点。（10）补补水箱箱水位位监测测补水箱箱液位位开关关，有有溢流流、停停补、、低限限报警警三个个液位位状态态。（11））水流开开关状态态。取自自水流流开关关状态态输出出点。。第3章空空调系系统自自动化化原理理902．热热交换换系统统的控控制方方法（1））热交交换系系统的的出水水温度度自动动控制制当一次次热媒媒为热热水时时，控控制器器将温温度传传感器器测量量的热热交换换器二次水水出口口温度度与给定值值比较，，根据据比较较偏差差由控控制器器按照照设定定的调调节规规律，，输出出控制信信号，调节节一次热热水电电动阀阀的开开度，，使二次热热水出出口温温度接接近并并保持持在设设定值值。电动阀阀调节节性能能采用用等百百分比比型流流量特特性。。一次次热媒媒为蒸蒸汽时时，系系统构构成和和控制制原理理与一一次热热媒为为热水水时相相同，，只是是电动动阀门门应采采用直直线阀阀调节节阀。。第3章空空调系系统自自动化化原理理912．热热交换换系统统的控控制方方法（2））循环环水的的流量量控制制（热水水回水水温度度法和和热量量控制制法））①热水水回水水温度度法热交换换器输输出的的热水水温度度为60℃℃～65℃℃，热热水经经过终终端负负载进进行能能量交交换后后，水水温下下降。。用回水水温度度来调调节热热交换换器和和热水水给水水泵的的运行行台数数或调调节水水泵的的转速速，达到到节能能的目目的。。②热负负荷控控制法法根据分分水器器、集集水器器的供供、回回水温温度及及回水水干管管的流流量测测量值值，实实时计计算空空调末末端设设备所所需热热负荷荷，按按实际际热负负荷自自动调调整热热交换换器及及热水水给水水泵的的台数数。第3章空空调系系统自自动化化原理理922．热热交换换系统统的控控制方方法（3））系统统定时时运行行与设设备的的远程程控制制能够按按照预预设的的运行行时间间表自自动定定时启启停；；控制制系统统能够够对设设备进进行远远程开开关控控制，，在控控制中中心能能实现现对现现场设设备的的控制制。（4））设备备的顺顺序控控制热交换换系统统启动动顺序序控制制：启启动二二次热热水循循环泵泵→开开启一一次侧侧热水水／蒸蒸汽阀阀门。。热交换换系统统停止止顺序序控制制：关关闭一一次侧侧热水水／蒸蒸汽阀阀门→→停止止二次次热水水循环环泵。。第3章空空调系系统自自动化化原理