第五章--空调系统的自动调节

1、2021/6/71 第五章 空调系统的自动调节 掌握空调系统中温度调节的基本方法 掌握空调系统中湿度调节的基本方法 掌握空调系统中静压调节的基本方法 2021/6/72 5-1概述 一设计空调自动控制调节系统的任务 按照要求的调节质量指标，设计调节系统， 考虑调节方法，选择调节器（或计算机），做 到满足技术要求的同时，尽量使仪表设备数量 最少，调节系统既简单又经济且运行可靠，以 达到全年自动经济运行，节约能量的综合要求 。 2021/6/73 二设计中要注意的一些问题 1大型集中空调集中监视和控制； 2空调与电气、防火、卫生等设备连锁； 3系统要简单，可靠； 4价格尽可能低廉。 三空调调节系统

2、调节方法分类 1变量调节 改变介质的流量 如：改变 冷、热水的流量、蒸汽流量、制冷剂流量 、风量等。 2变质调节 改变介质的“质” 如：改 变水的温度、风的温度、风的湿度、气体 的浓度等。 2021/6/74 四空调自动调节系统设计步骤 1根据空调器结构及空调系统的布置，绝热结构 的型式，分析调节对象特性，估算对象的时间常数及 迟延值。 2根据空气处理过程h-d图，确定调节的控制点， 设计调节系统。 3确定侧量元件安装位置及调节机构安装位置。 4根据调节对象特性及调节质量要求，选择调节 器、测量元件。 5对于全年全自动空调系统，需作季节转换方案 设计。 6选择调节阀、调节风机及执行机构。 7画

3、出自动调节系统图与布置图，编写调节系统 动作原理说明书。 8编写调节仪表和调节设备的明细表。 2021/6/75 5-2 温度调节系统 一控制点与测量位置的选择 （一）控制点的选择 1控制点的选择 控制点选择的原则： （1）按所选择的控制点形成调节系统后， 能使室内参数达到设计要求； （2）选择控制点时，应考虑设备安装的可 能性，配备仪表要尽量的少。 控制点的选择是根据空气处理过程h-d图来确定 2021/6/76 Nd(Ns) 7（3） t 新风 排风 6 （2） 1. 直流式 中央空调 系统 2021/6/77 6 7 Wd d h d s N d (N s) (2) (3) Ws 100

4、% 冬季: 控制6 点的温 度和7 点的相 对湿度 2021/6/78 Nd(Ns) （3） t 新风 6 （2） 7 （4） 5 (1) Wd(Ws) Nd 有回风 的中央 集中式 空调系 统 2021/6/79 s 6 7 Wd d h d N d (N s) (2) (3) Ws 100% 5 (1) (4) 回 风 温 度 为 控 制 点 ， 冬 季 湿 度 控 制 点 选 择 为 回 风 状态。 2021/6/710 （二）测量点位置的选择 测量点位置的选择问题就是发信器在空调系 统中安装位置选择问题。 选择的原则是使调节系统的迟延最小，所测 到参数是对象中均匀、有代表性的参数。 测

5、量点选择的方法： （1）控制室内温度，所选位置应是发信器所 感受到的室内平均温度； （2）控制要求相似的多个房间，选择有代表 性的“平均温度”房间作为发信器的安装场所； 2021/6/711 （3）空调要求特殊的房间或有大负荷变化 的房间，应单独设发信器； （4）各室要求不高，且相仿时，可把所有 房间的回风管作为发信器的安装地点； （5）大工作区中，应将发信器布置在控制 精度要求最高处。 2021/6/712 应注意的问题： （1）将发信器安装于房间中温度场最均匀的 地方，切忌安装在气流的涡流区与死角处； （2）当要测回风与新风混合温度时，则应尽 量使测量位置避免受新风与回风冷、热气流 的影响

6、和避免冷、热排管的影响，以正确地 测出混合空气温度； （3）当找一个真正反应被调节房间温度有困 难时，可用二点或四点法测量，用多温度计 发信的平均温度测量的控制方法； （4）测量点确定后，即将发信器布置于测量 点处。 2021/6/713 二基本控制方法 1送风温度调节 p C C 热 冷 送风温度调节是指空调器出口的空气温度调节。 2021/6/714 p C C H H 调节原理：通过发信器测量送风温度，并将 其送入调节器中，在调节器中测量值与给定 值进行比较，得到偏差信号，调节器根据偏 差大小,输出控制信号,控制调节阀动作，改 变调节量，从而改变送风温度。 2021/6/715 p C

7、C 新 风 蒸 汽 当外界环境温度变化，根据室外温度改变送风 温度的调节方法。 调节原理： 两个发信器分别测 量送风温度与新风温 度，并送入补偿式调 节器中，根据该调节 器的补偿规律，输出 信号，控制调节阀动 作，改变调节量，使 送风温度随新风温度 的变化而变化。 2送风温度补偿调节 2021/6/716 6 7 Wd h d N d 100% 6 7 Wd h d N d 100% Wd Wd 6 6 ” 7 7 =35% 2021/6/717 冬季：室外温度越低，送风温度越高。其 目的是补偿室外温度干扰作用对空调室内温 度的影响。 室外温度对送风温度补偿作用的程度用补 偿率表示，即 补偿率

8、的大小取决于建筑围护结构的绝热 质量。温度补偿调节器中的补偿率通常是可 调的，但也有固定的。 外 补 t t K T 2021/6/718 2021/6/719 2021/6/720 回风 新风 用于中央集中式空调系统，以回风温度代表房 间温度进行调节。 3回风温度调节 2021/6/721 调节原理： 通过发信器测量回风温度，并将其送入 调节器中，在调节器中测量值与给定值进 行比较，根据偏差信号，调节器输出信号, 控制调节阀动作，改变调节量，维持回风 温度的恒定。 2021/6/722 4一次回风的混风调节 主要是通过调节回风量与新风量，维持新 风与回风混合温度的恒定，提高空调系统运 行的经

9、济性。 冬季与夏季，空调系统的新风量最小，为 满足卫生要求的最小新风量。在过渡季节时 ，当室外温度在一定范围内（由T2温度发信 器侧得），要求对新风与回风量混合比进行 调节。混风温度的调节回路由发信器T1、调 节器、三台风门执行机构组成。 2021/6/723 p 回风 新风 DM DM DMT1 T2 2021/6/724 5末端温度调节 对于中央集中式空调系统，出空调器的 送风温度虽然已控制，但由于各个房间的热 负荷差异较大，每个房间的用户对室内温度 的要求可能不同，为保证每个房间温度调节 的机动性与调节精度，常在布风口（或诱导 器）的冷热水盘管或电加热器上装专门的温 度调节回路。 202

10、1/6/725 新风 夏季冷水 冬季热水 S 风机 T 房间温度调节器 2021/6/726 温度控制器 电磁阀 夏季冷水 冬季热水 温度控制器 电磁阀 夏季冷水 冬季热水 2021/6/727 6双风管混风温度调节 采用双风管系统可以弥补由于各室有不 同要求，如在一个风道中处理空气后，不能 使每个房间都满足要求。 对空气分别进行加热与冷却，形成冷风 与热风，在进入房间时再混合，达到室内所 要求的送风状态。 混合器中可调节热风门，固定冷风门， 或两个风门联动。 2021/6/728 至房间 预热器 冷水 空气混合器 湿度传感器布置于 有代表性的房间 温度补偿调节器 温度控制器 温度控制器 20

11、21/6/729 7“露点”温度调节 为保证室内的温度、湿度在给定的范围 内，对于室内散湿量比较小或稳定的情况， 主要是控制“露点”温度和室温。 温度为20时，“露点”温度变化1， 室内相对湿度变化4%左右，因此，“露点” 温度调节实际上间接控制了室内的相对湿度。 2021/6/730 （1）直接蒸发表面式冷却器的空调系统, “露点”温度的控制是通过控制蒸发压力 来实现的。 膨胀阀 蒸发压力调节阀 蒸发器 2021/6/731 （2）间接蒸发式空气冷却式空调系统中， “露点”温度是通过控制进空冷器的了冷水 量或冷水与回水的混合比来控制的。 p 冷水 p 冷水 2021/6/732 （3）对于淋

12、水式空调系统，“露点”温度 是通过改变淋水温度即改变冷水与循环水 的混合比来控制的。 p 2021/6/733 5-3 湿度调节系统 一湿度测量方法及湿度调节器 1“露点”温度测量法 由于空调送风系统中，露点温度的变化直 接影响了室内相对湿度的变化，因此用露点 温度法控制室内湿度，从本质上说就是把室 内相对湿度调节转变成了一种特殊的露点温 度调节器。“露点”温度发信的湿度调节器 ，实际上是一个温度调节器在一个特定环境 中的应用。 2021/6/734 2干湿球温度法 当房间内干球温度和湿球温度一定时，房 间内的相对湿度就可以确定。在房间内同一 地点安装湿球温度计和干球温度计作为敏感 元件，两个

13、敏感元件与各自的调节器分别组 成两个独立而又相互影响的温度调节系统， 用来实现恒温、恒湿。 2021/6/735 房 间 p 冷水 加热 2C1 2C21C 1a 2a 干球温度计1a 与温度调节器 P、执行器1C 组成一个干球 温度调节系统。 湿球温度计2a 与调节器、 执行器2C1组 成夏季湿度调 节系统。湿球 温度计2a与调 节器、执行 器2C2组成冬 季湿度调节系 统。 2021/6/736 3毛发、尼龙丝（薄膜）湿度发信器及毛发、 尼龙薄膜湿度调节器 利用毛发（经脱脂等处理）与尼龙丝（薄膜 ）在不同湿度的空气环境中，伸缩率不同，其 长度会随湿度而变。当相对湿度增加时，毛发 、尼龙丝（

14、薄膜）会伸长，反之回收缩。利用 这些物质对空气湿度的机械敏感性，制成了湿 度发信器。 4氯化锂式湿度发信器及调节器 氯化锂电阻式发信器和氯化锂电阻式调节器 加热式氯化锂湿度发信器（氯化锂露点湿度计） 2021/6/737 二. 湿度调节方案 1. 加湿方式 喷蒸汽、喷水、电加湿。 2. 湿度调节系统分类 （1）应用露点温度传感器的间接调节； （2）应用测量房间湿度的湿度控制器的 直接调节。 3湿度调节系统实施方案 （1）湿度调节器的发信器装在空调器出口 通过调节喷蒸汽量控制送风空气的相对 湿度。 2021/6/738 H C C C 蒸汽 23 2 3 Wd d h d N d 100% 20

15、21/6/739 如果室内散湿变化较大时，室内的相对湿度 的变化不能及时感受，使调节不及时。只适用 于舒适性空调系统或湿度要求较宽的场合。 应注意：电路设计时应保证风机停止运转时 喷汽亦停，先关蒸汽调节阀，后停风机，防止 在风管中凝结水分。空气通过蒸汽加湿器时 最好有足够高的温度，以便吸收蒸汽中的水汽 ，故喷嘴位置宜在加热盘管之后。 2021/6/740 （2）湿度调节器的发信器装在有代表性的房间 或回风管 H C C C 蒸汽 23 用于恒温恒湿系统，或室内散湿量较大场合。 2021/6/741 （3）降温降湿系统的湿度调节 湿度调节器的发信器装在送风管或室内，湿 度调节器控制空气冷却器的进

16、液电磁阀及热力 膨胀阀调整蒸发器的蒸发温度，来调节室内与 送风湿度。 C C H C 电源 至房间 新风 空冷器加热器 Ws 2 34 湿度调节器 湿度发信器 2021/6/742 h d 100% 2 3 4 Ws 2021/6/743 5-4 静压调节 对于中央集中式空调系统，风机的压头与风 量是按照空调系统中全部房间一起使用时选取 的。各支管系统均负责供一区房间，由于房间 的负荷情况不同，若房间采用风量调节，则各 支管系统中的送风量或双管系统中冷、热空气 的混合比是经常变化的。 2021/6/744 风管中风量或空气速度的变化，会引起风 管中静压的改变。故几个房间公用一个送风 支管的情况

17、下，调节一个房间的送风量，会 引起同支管邻近房间风量波动，因而其它房 间温度也随之波动。调节一个布风器（或诱 导器）风量，会干扰其它房间，各个房间均 调节，势必会互相干扰不止，调节系统不能 稳定，需要安装静压调节器。 2021/6/745 一.采用静压调节的目的 对于中央集中空调系统，风机压头与风量是 按照空调系统中全部房间一起使用时选取的。 当各房间负荷变化时，采用风量调节，则支管 系统中的送风量将经常变化。当风管中风量或 空气速度变化时，会引起风管中静压的改变。 所以调节一个房间的送风量，会引起同支管邻 近房间风量波动，因而其它房间温度也随之波 动。引起相互干扰，而采用静压调节器，通过 节流调节风量或泄放过量的空气来保持风管内 静压稳定，可以解决中央集中式空调系统中各 房间风量调节相互干扰问题。 2021/6/746 空调系统静压调节按静压调节器的安装位置 不同，可以分成二类： （1）中央空调器静压调节； （2）管系静压调节。 二中央空调器静压调节 1 .风机进口端导向叶片法 202