HVAC楼控系统培训教材西门子内部汇编.docx

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HVAC楼控系统培训教材西门子内部汇编

HVAC系统培训教材

产品管理部

目录

1.暖通空调系统概述4

1.1.温度4

1.2.湿度4

1.3.压力5

1.4.换气5

2.暖通空调中常见的设备6

2.1.分类6

2.1.1.冷冻机房6

2.1.2.空调机房6

2.1.3.室内6

2.2.示例6

2.2.1.锅炉6

2.2.2.热交换器6

2.2.3.冷水机组6

2.2.4.空调机分类8

2.2.5.加湿器8

2.2.6.室内温控器8

3.楼宇自控系统10

3.1.组成10

3.2.点的类型10

3.2.1.DI10

3.2.2.DO10

3.2.3.AI10

3.2.4.AO10

3.3.常用术语11

3.3.1.设定点11

3.3.2.控制点11

3.3.3.偏移量11

3.3.4.控制范围11

3.3.5.偏差11

3.3.6.正向作用11

3.3.7.反向作用11

3.3.8.常开型和常闭型11

3.3.9.重新设定12

4.节能管理13

4.1.可编程时间控制模式13

4.2.最佳启停（SSTOStart/StopTimeOptimization）13

4.3.焓值控制（Enthalpyoptimization）14

4.4.全新风运行14

4.5.夜间净化14

4.6.间歇工作14

5.空调系统的类型和控制15

5.1.定风量系统15

5.1.1.典型的空调机组控制原理15

5.1.2.典型的新风机控制原理15

5.2.变风量（VAV）系统16

5.2.1.VAV的基本控制方式16

5.2.2.压力有关型VAV末端16

5.2.3.简单的单冷型与压力无关的VAV末端17

5.2.4.带再加热设备的VAV末端17

5.2.5.并行风机17

5.2.6.串联风机17

5.2.7.不带风机的诱导式17

5.2.8.传统的VAV和最新的TRAV17

6.其他自控系统简介19

6.1.水系统19

6.1.1.定流量系统19

6.1.2.变流量系统19

6.1.3.一次泵和二次泵19

6.2.给排水系统20

6.3.照明系统20

6.4.变配电系统20

6.5.电梯系统21

1.暖通空调系统概述

HVAC（heating,ventilation,Aircondition）控制系统的目的是通过控制锅炉、冷冻机、水泵、风机、空调机组等等来维护环境的舒适。

空调的概念根据美国暖通制冷工程师协会ASHRAE（AmericanSocietyofHeating,RefrigerationandAirConditioningEngineer）：

空调就是同时控制温度、湿度、洁净度和气流分布以满足空间环境要求的空气处理过程。

空调通常用于满足工业工艺需要或满足人体舒适。

由于人体每时每刻都通过对流，辐射和蒸发这三种热传递的方式来排出多余的热量来保持体温为37C。

而温度、湿度和空气流动是三个影响人体排热能力的因素。

所以为使人体感觉舒适，一般对室内环境有以下要求：

1.1.温度

人体感觉舒适的温度一般在20C-26C之间。

热量总是从高温度的地方流向低温度的地方。

温差越大，则热量流失的速度越快。

若周围温度低于20C，人体失去热量的速度过快，就会感到寒冷，周围温度高于26C，则人体通过对流散热的速度会减馒，若人体的热量无法及时排出，则人体变会感到热。

这个值可能会因为地区和人种的不同而有些差异。

在世界的大部分地区，冬天加热一般维持室温在24.51.5C，夏季制冷一般维持室温在222C。

在具体设计中，设计院会提出不同季节内室内环境具体的温度要求。

1.2.湿度

空气是由干空气和湿空气组成。

相对湿度就是空气中湿空气的含量。

100%相对湿度就是说空气中都为水蒸汽，称为饱和空气。

湿气或汗通过皮肤排出。

人体通过汗气的蒸发把人体的热量传送到周围的空气。

我们说，湿度为50%，即是指空气还可吸收50%体积的湿空气。

若外界的相对湿度较低时，空气吸收湿气的能力就越强。

人体可以通过蒸发来排出热量。

若外界湿度较高时，人体很难通过蒸发来排除热量。

（夏天，相对湿度较高，人会觉得闷热难受）。

较为舒适的相对湿度范围为20%RH--60%RH，若室内相对湿度低于20%，则房间就显得相当干燥（容易产生静电，尤其在计算机上），如室内湿度超过60%，则过湿。

1.3.压力

在室内和大楼内一般需维持较小的正压，这可避免外界脏空气进入，维持室内洁净。

在洁净厂房中，正压的控制尤其重要。

一般控制正压为10Pa。

有些场合则需要维持室内负压，如有毒气体室等。

保持正压的方法是送风量>排风量（送风量＝排风量＋/-气体渗漏量）

我们用于测量室内正压的变送器有T30系列。

正压端应放在室内，负压端安装在室外。

1.4.换气

室内空气的质量已变得越来越重要。

“空调病”的出现就是因为室内没有足够的新鲜空气造成空气质量差。

提高室内空气品质的最直接的方法就是增加新风量。

室内要有足够的换气量来确保室内空气的新鲜。

一般来说，这就需控制送风中的新风量。

确定新风量的方法一般有：

根据送风区域内所需换气的次数*送风区域的面积即为所需的新风量；

根据每个人每小时所需的新风量*人数。

如舒适性空调系统，新风系统所需的新风量为31.4m^3/小时.人。

若有回风系统，则新风量一般要维持33%左右。

风量是这样测量的，风速*截面积。

在每个截面上，风速的分布是不均匀的，可通过加权平均的方法，获得平均风速，也可测出中心点的风速，乘以一定比率来获得。

控制新风量的方法见空调控制系统。

2.暖通空调中常见的设备

2.1.分类

一般在暖通系统中可在三个场合看见暖通空调的机电设备。

2.1.1.冷冻机房

在冷冻机房一般有锅炉，冷冻机，（热泵机组），水泵，热交换器或其他相关设备。

2.1.2.空调机房

有些空调机组可能在吊顶上，也可能在空调机房内。

一般的空调机组由冷、热盘管，风机、过滤网、风门等设备组成。

其作用是将处理过的新风送入指定的区域。

2.1.3.室内

你也可以发现一些相关的暖通控制设备。

（温控器，风机盘管，VAV末端箱等）。

它们在把空调机组送出的风进行调整。

2.2.示例

2.2.1.锅炉

锅炉通常作为整个楼宇系统的供热系统。

锅炉常见有蒸汽锅炉和电锅炉两种。

锅炉产生的热水进入空调机组内的热水盘管，从而加热空气。

2.2.2.热交换器

热交换器的作用和锅炉的类似。

蒸汽式的热交换器为常见的一种。

水通过蒸汽交换热量，提高水温。

除此之外，还有水－水交换器等。

2.2.3.冷水机组

冷水机组一般是利用制冷剂的不同组态（低温低压，高温高压，气体，液态等）来冷却水。

冷水机组一般由压缩机（Compressor），蒸发器（Evaporatororcooler），冷凝器（Condenser）,膨胀阀（ExpansionValve），制冷剂（Refrigerant）和接收器（Receive）组成。

压缩机：

把低压的气态制冷剂压缩成高压状态。

冷凝器：

冷却从压缩机方送来的高压高温气态制冷剂直至其转换为液态。

膨胀阀：

调整从接收器送到蒸发器的制冷剂流量。

接收器：

存储液态制冷剂的容器。

制冷剂：

在蒸发器中，其有液态变成气态来吸收热量，在冷凝器中又由气态转换为液态来释放热量。

在蒸发器内，低温低压的液态制冷剂通过吸收冷冻水回水的热量而转换为气态制冷剂。

气态的制冷剂通过抽气管进入压缩机，压缩机把低温低压的制冷剂压缩成高温高压状态后送入冷凝器。

在冷凝器中，气态制冷剂将热量传递给流经冷凝器管道的冷却水后又转换为中温中压的液态。

冷冻水是在冷水机组和大楼内的空调制冷盘管内不断循环的。

一般冷冻机的冷冻水出水温度为5C，（电动式7/12C,吸收式8/13C,冷却水入口温度32C）。

冷冻水送入空调机组的冷水盘管。

冷却水经过冷却塔冷却后，送回冷水机组。

冷水机组根据压缩机的类型不同来进行分类。

一般有活塞式，螺杆式，离心式,往复式（电动式）和吸收式（直燃式）等。

离心式:

是通过叶轮离心力作用吸入气体并对气体进行压缩，具有体积小容量大的特

点，适用于大容量的空调制冷系统。

通过改变压缩机的入口导叶片的角度来

调节冷量.常见于大型空调系统。

螺杆式:

通过螺旋转子相互啮合来吸入和压缩气体的。

适用于大，中型空调制冷系统和空气热源的热泵系统。

通过移动和转子轴平行设置的活塞滑动阀而进行的。

适用于75KW的大型热源热泵。

活塞式：

是通过往复运动吸入和压缩气体，适用于中小容量的空调制冷和热泵系统。

通过改变汽缸工作数和电机极数实现冷量调节。

适用于50KW以下的系统。

吸收式：

有燃气直燃式，单效，双效等形式。

较常见的有溴化锂直燃式冷热水机组（燃煤）。

直燃式机组可集冷温水机组为一体，节约机房面积。

就能耗而言，离心式<螺杆式<活塞式<吸收式。

视具体情况而定。

SIEMENS和York,Carrier,Mcquary,Trane的某些型号的冷水机组或热泵机组都可以通过专门的接口通讯。

因为较先进的冷水机组自身带有很先进的控制程序和各类传感器，通过接口，我们可接

收和监控其自身传感器测得的数值，这样无需再增加其他传感设备。

较为先进。

除这些品牌外，其他冷水机组只要提供其完整的通讯协议，经过开发后，也可与我们的系统实现通讯。

2.2.4.空调机分类

a空气处理设备根据设备的安装位置来看，可分为：

集中系统：

即所有的空气处理设备（风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等）均在一个集中的空调机房内。

半集中系统：

除上述设备外，另有两次设备（末端设备）。

如新风＋风机盘管系统，诱导机组，变风量机组等。

全分散系统：

组合式空调机组

b按空调负荷所采用的输送介质不同分类：

集中式：

1.全空气空调系统：

单风道、双风道、多区机组、变风量方式、全空气诱导机组方式、双导管方式、各层机组方式

2.空气－水空调系统：

风机盘管＋新风系统、诱导机组方式

3.全水系统：

风机盘管机组方式

辐射板空调方式：

1.辐射板采暖或供冷

2.辐射板采暖＋新风系统

2.2.5.加湿器

有干蒸汽加湿，超声波加湿，电加湿。

干蒸汽加湿的效果较好。

2.2.6.室内温控器

1风机盘管式的温控器

●带风机的三速开关，可调节高、中、低三档风机输出。

●有开关，可由用户自由开启或关闭整个风机盘管。

风机盘管关闭状态为：

风机全关，电磁水阀全关。

●有温度设定，可由用户按需要自由设定室内的温度。

●温控器可感知当前室内温度，并自动地与用户的设定值相比较，控制电磁阀的动作。

如夏季，室内温度高于设定值，电磁水阀打开，冷水盘管工作降温，直至室内温度满足要求。

有冬、夏季工况转换开关。

●独立工作，无法与自控系统联网。

2VAV式温控器

●可联网工作，可将用户设定值、当前房间参数、风机工作模式等信息传到监控中心。

监控中心也可强制改变控制VAV的工作状态。

●与VAV控制器配合使用。

●可控制三速风机的输出。

●可改变运行模式（加热、制冷或自动）等

●有通讯插口，可就地编程。

3.楼宇自控系统

3.1.组成

智能楼宇内的机电设备较为分散，为了合理利用设备，节约能源和人力，BA系统一般采用先进的集散控制系统，即采用分散式的直接控制（DDC）与中央