制冷与空调装置自动控制技术.doc

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制冷与空调装置自动控制技术及设计

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制冷与空调装置自动控制技术及设计

摘要：

近些年来制冷与空调装置自动控制技术随着计算机的发展不断进步，在能源日趋紧张的现今社会自动控制和环保显得尤为重要，本文主要小议制冷与空调装置自动控制在中央空调系统中的运用和基本设计。

关键词：

自动控制；中央空调；设计

随着人民生活水平的提高以及生产技术的进步，制冷与空调装置得到了广泛的应用，制冷与空调装置集设备、工艺和自动控制于一身作为机电一体化的典范。

制冷空调装置作为能源消耗大户，在能源日趋紧张的当今社会自动控制技术越来越重要，不仅需要实现舒适的环境，也要满足生产工艺要求，同时保证节能环保。

而自控技术的不断发展和硬件成本的持续下降，计算机自控在暖通空调领域也有了更多应用。

妥善地将自控技术运用于暖通空调系统的控制管理中，可以有效地改善系统运行品质，节省运行能耗，提高管理水平，并减少运行管理劳动强度，取得良好的经济效益和社会效益。

一、中央空调系统的自控

（一）、冷热源及水管系统的全面调节与控制

1.机组采用群控方案，完成对热泵自动连锁控制，完成对目标的监视、查询和报警。

在机组正常运行时，系统积累运行时间，机组发生故障时，可及时在主控制器显示、报警。

　　2.系统通过RS232接口获得冷水供回水温度、压力、流量值，计算全楼的总冷负荷及冷冻水循环量，根据冷冻水总供应量、回水压差，自动调节冷冻水旁通阀以保证管内压力的稳定。

　　3.根据工作时间的安排，改变系统的设定数值。

如在白天办公时间段设定值与夜间无人时间段不同。

　　4.可根据命令启停压缩机，根据冷冻机房出口设定值调整压缩机入口导叶阀等，并可设定冷冻水出口温度等。

安装水温传感器，流量传感器等以监视这些主机的工作状态。

监控点信息的采集和控制由一台微处理器系统（DDC控制器）来实现。

该系统是由微处理器、RAM、ROM等构成的系统，可采集被监控点的各种信息，完成控制任务。

5.冷冻水系统是由冷冻水循环泵通过管道系统连接冷冻机蒸发器及用户各种冷水设备（空调和风机盘管）而组成的。

其自控系统的监控任务是保证冷冻机蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工作，防止冻坏；向冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求，以及在满足使用要求的前提下尽可能减少循环水泵电耗等。

6.变风量系统的监控：

变风量系统的基本思想是当室内空调负荷改变以及室内空气参数设定值变化时，自动调节空调系统送入房间的送风量，使通过空气送入房间的负荷与房间的实际负荷相匹配，以满足室内人员的舒适要求或工艺生产要求。

同时送风量的调节可以最大限度的减少风机的动力，节约运行能耗。

除了节能的优势外，VAV系统还有以下特点：

（1）能实现局部区域的灵活控制，可根据负荷变化或个人舒适度要求调节；

（2）由于能自动调节送入各房间的冷量，系统内各用户可以按实际需要配置冷量，考虑各房间的同时使用系数和负荷分布，系统冷源配置可以减少20%~30%左右，设备投资相应较大减少；（3）室内无过冷过热现象。

　二、新风、空调机组基本参数的测量，设备的启停控制

　　1.在中央空调系统中，为了提高室内舒适度及空气新鲜度、洁净度等，需补充适量新风，并且新风量在空调冷热负荷中所占比重很大。

本建筑有4台新风机组，每台新风机组须保证这一层面的新风要求。

　　1）在新风空调机组的风道及典型区域的送风道上安装温湿度传感器，通过调节机组盘管水流量和加湿法进行流量控制，使温度符合要求，每台新风、空调机组的表冷器盘管上和加湿蒸汽管上的电动调节阀及执行机构接受附近配置的控制器控制，实现一对一集散式控制；新风机组通常与风机盘管配合进行使用，主要是为各房间提供一定的新鲜空气，满足人员卫生要求。

其基本监控功能有：

（1）监测功能检查风机电机的工作状态，确定是处于开或关；检测风机电机的电流是否过载；测量风机出口处的空气温湿度，以了解机组是否已将新风处理到要求的状态；测量空气过滤器两侧的压差，以了解过滤器是否要求清洗；检查新风阀状态，确定是开还是关；

（2）控制功能根据要求启停风机；控制水量调节阀的开度；控制干蒸汽加湿器调节阀的开度；换热器的冬季防冻保护；（3）集中管理功能显示新风机组启停状态，送风温湿度，风阀，水阀状态。

　　2）系统根据室内温湿度值，计算温湿度负荷，自动决定风机转速的档位，进行风量控制，满足室内外舒适的要求。

机组工作时，根据室内外温湿度及设定的温湿度，决定新风阀的开度，联动控制排风阀、旁通阀的开启，实现节能运行，机组停止工作时，新风阀、排风阀保持关闭状态，回风阀保持全开状态；

　　3）监视风机运行状态，记录风机运行时间，具有就地、远动、自动控制风机启停的功能。

　　2.空气水换热器夏季通入冷水对新风降温除湿，冬季通入热水对空气加热。

干蒸汽加湿器则在冬季对新风加湿。

因此，现场DDC控制器要完成如下几项功能：

　　1）根据要求启停新风机。

根据新风温度，PID调节水阀，保持送风温度为设定值，控制干蒸汽加湿阀，使冬季风机出口空气相对温度达到设定值；

　2）监测新风机的工作状态和故障状态。

测量风机出口空气温湿度参数并使之达到控制要求。

测量新风过滤器两侧压差，当其达到一定值时，产生过滤网堵塞报警，并有报警显示；

　3）在冬季，当热盘管后的温度低于某个设定值时，防冻保护器动作，控制器将停止风机运行并将新风风门关闭，并将热水阀开至100%，以防止盘管冻裂，同时报警。

三、风机盘管的监测与控制

　　1.在中央空调系统中，冷暖设备除新风机组和空调机组外，还大量使用风机盘管。

它的作用类似于空调机组，只是简单了许多。

2.目前，市场上有两种控制器，一种是盘管控制器为DDC控制，并具备与主机通讯功能。

这种控制器可通过中心控制，并可调节冷水及冷机，但价格较贵，使用不多。

另一种是不具备通讯功能的盘管控制器，可按照水系统的连接情况，将风机盘管分为若干组。

每组的支路入口处安装流量计、供回水压差变送器及供回水温度传感器。

本楼采用后一种控制。

3.定流量水系统。

风机盘管定流量水系统自控方式较简单易行，但节能效果没有变流量自控方式好。

4.节能钥匙。

（1）房间设有节能钥匙系统时，风机盘管宜与其连锁以节能；

（2）当要求不高时，可采用插.拔钥匙使风机盘管启动或断电停转的方式。

使用要求较高时，可增设一个温度开关。

5.温控器。

（1）风机盘管宜采用温控器控制电动水阀，手动控制风机三速的控制方式。

风机启停与电动水阀连锁；

（2）冬夏季均运行的风机盘管，其温控器应有冬夏转换措施。

一般以各温控器独自设置冬夏转换开关为好。

自动控制和变频技术应用渐广泛，空调系统运行管理的自动控制，不仅可以保证空调房间温湿度精度要求和节约人力，而且是防止系统多余能量损失及节约能量的重要环节。

空调自动控制系统包括冷热源的能量控制、焓值控制、新风量控制、设备的启停时间和运行方式的控制、温湿度设定控制、自动显示、记录等内容，可通过预测室内外空气状态参数（温度、湿度、焓值等）以维持室内舒适环境为约束条件，把最小耗能量作为评价函数，来判断和确定需提供的冷热量、冷热源和空调机、风机、水泵的运行台数以及工作顺序、运行时间和空调系统各环节的操作运行方式，以达到最佳节约运行的效果。