空调系统的控制调节PPT课件

1、第第5章章 空调系统的控空调系统的控制调节制调节第1页/共39页2主要内容主要内容1.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制2.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制3.空气处理过程的控制空气处理过程的控制4.变风量箱的控制变风量箱的控制5.变风量系统的控制变风量系统的控制6.风机盘管加新风系统的控制风机盘管加新风系统的控制第2页/共39页31.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风定风量量)o 温度调节温度调节空调房间回风排风()psrQGctt第3页/共39页41.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风定风

2、量量)o 温度调节：离散温度调节：离散PIDPID,0,1,2rjsetrjtttj 令21()2DsetITQQK tttttttT 1,1,122DrrrITQQKttttttT ()将代入psrQGctt,1,1,1,122DssrrrrrpITKttttttttttGcT 第4页/共39页51.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风定风量量)o 温度调节：离散温度调节：离散PIDPID,1,1,1,212pDssrrrrrrpIGcTKttttttttGcKT 当风量不变时，可以通过控制送风温度，调节室温当风量不变时，可以通过控制送风温度，调节室温串级调节：将调

3、节过程分成两个时间常数差别较大串级调节：将调节过程分成两个时间常数差别较大的过程，分别进行调节，可以有效解耦，实的过程，分别进行调节，可以有效解耦，实现更好的控制。现更好的控制。第5页/共39页61.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风定风量量)o 温度调节：串级控制的时间步长温度调节：串级控制的时间步长室温：室温：3030分钟升高或降低分钟升高或降低1 1送风温度：送风温度：3030秒升高或降低秒升高或降低1 1第6页/共39页71.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风定风量量)o 湿度调节湿度调节l 相对湿度（相对湿度（Relative

4、humidityRelative humidity）: :与温度耦合与温度耦合l 含湿量（含湿量（Humidity ratioHumidity ratio）：反映空气的实际含水量）：反映空气的实际含水量l 通过控制含湿量与温度，来控制相对湿度通过控制含湿量与温度，来控制相对湿度()psdCVGcCCWd 第7页/共39页81.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(定风定风量量)o 湿度调节：串级控制的时间步长湿度调节：串级控制的时间步长室内空气湿度：室内空气湿度：1010分钟升高或降低分钟升高或降低1g/kg1g/kg送风湿度：送风湿度：5050秒升高或降低秒升高或降低1g

5、/kg1g/kg第8页/共39页91.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(变风变风量量)o 温度调节温度调节o 湿度调节湿度调节()psrQGctt第9页/共39页101.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制(变风变风量量)o 温度湿度耦合的处理温度湿度耦合的处理l 当不要求控制湿度时，定送风温度（为允许当不要求控制湿度时，定送风温度（为允许的最低的最低/ /最高温度），变送风量调节房间温度最高温度），变送风量调节房间温度l 当要求控制湿度时，需修订风量和送风温度当要求控制湿度时，需修订风量和送风温度,0,0(,)()(,)()s setG PIDse

6、trs sets sets settPIDsetrGftttttfddGG 第10页/共39页11主要内容主要内容1.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制2.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制3.空气处理过程的控制空气处理过程的控制4.变风量箱的控制变风量箱的控制5.变风量系统的控制变风量系统的控制6.风机盘管加新风系统的控制风机盘管加新风系统的控制第11页/共39页122.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 单风道系统单风道系统l 取某一房间为参照，根据其温度确定送风参数取某一房间为参照，根据其温度确定送风参数l 或者根据各房

7、间的温湿度状态，确定满足大多或者根据各房间的温湿度状态，确定满足大多数房间的送风参数数房间的送风参数第12页/共39页132.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 单风道加末端再热系统单风道加末端再热系统l 通过末端再热调节温度或湿度中的某一个参通过末端再热调节温度或湿度中的某一个参数，通过送风参数调节另外一个参数数，通过送风参数调节另外一个参数第13页/共39页142.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 单风道加末端再热系统单风道加末端再热系统l 当对湿度没有要求时，根据当对湿度没有要求时，根据节能规则节能规则确定送风确定送风温度，调节末端再热器

8、满足温度要求温度，调节末端再热器满足温度要求n 目标：至少保证一个再热器全关目标：至少保证一个再热器全关开度最小的再热器的加热量开度最小的再热器的加热量20%20%，则，则 ts0.50.5全关再热器数全关再热器数1 1且且tr-tset0.50.5，则，则ts0.50.5不满足上两条，不满足上两条， ts不变不变n 送风温度修正的时间步长送风温度修正的时间步长需大于再热器调节室温的稳定周期需大于再热器调节室温的稳定周期第14页/共39页152.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 单风道加末端再热系统单风道加末端再热系统l 当湿度要求不高，温度要求高时：定送风温度，当湿

9、度要求不高，温度要求高时：定送风温度，变再热器供热量调节房间温度变再热器供热量调节房间温度n 取一个参照房间，根据该房间湿度要求确定送风温度取一个参照房间，根据该房间湿度要求确定送风温度n 或测量所有房间或测量所有房间 湿度，确定满足大多数房间的送风温度湿度，确定满足大多数房间的送风温度l 当温度要求不高，湿度要求高时：定送风温度，当温度要求不高，湿度要求高时：定送风温度，变再热器供热量调节房间相对湿度变再热器供热量调节房间相对湿度n 取一个参照房间，根据该房间温度要求确定送风温度取一个参照房间，根据该房间温度要求确定送风温度n 测量所有房间测量所有房间 温度，确定满足大多数房间的送风温度温度

10、，确定满足大多数房间的送风温度第15页/共39页162.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制o 双风道系统双风道系统n 调节冷热风比例，控制房间温度或湿度调节冷热风比例，控制房间温度或湿度n 冷热抵消大、风机能耗大，现已基本不用冷热抵消大、风机能耗大，现已基本不用第16页/共39页17主要内容主要内容1.单房间全空气系统的温湿度控制单房间全空气系统的温湿度控制2.多房间全空气系统的温湿度控制多房间全空气系统的温湿度控制3.空气处理过程的控制空气处理过程的控制4.变风量箱的控制变风量箱的控制5.变风量系统的控制变风量系统的控制6.风机盘管加新风系统的控制风机盘管加新风系统的控

11、制第17页/共39页183 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程 水水- -空气加热器空气加热器 o 调节水阀开度，调节加热量及出口空气温度调节水阀开度，调节加热量及出口空气温度等湿升温等湿升温第18页/共39页193 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程 水水- -空气冷却器空气旁通空气冷却器空气旁通o 调节水阀开度，调节除热量、除湿量及出口空调节水阀开度，调节除热量、除湿量及出口空气温、湿度气温、湿度o 调节旁通风阀开度，确定混合后空气的状态调节旁通风阀开度，确定混合后空气的状态空气冷水等湿降温等湿降温冷凝除湿冷凝除湿混风混风第19页

12、/共39页203 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程 水喷淋水喷淋o 调节水泵转速或水阀，调节加湿量、及出口空调节水泵转速或水阀，调节加湿量、及出口空气温、湿度气温、湿度等焓加湿等焓加湿空气填料水温水温 空气湿球温度空气湿球温度水温水温 气湿球温度气湿球温度第20页/共39页213 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程 喷蒸汽喷蒸汽o 调节蒸汽阀，调节加湿量、及出口空气湿度调节蒸汽阀，调节加湿量、及出口空气湿度水温水温 空气温度空气温度第21页/共39页223 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程 全热交换器

13、全热交换器排风排风新风新风第22页/共39页233 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程 水循环式全热交换器水循环式全热交换器p 调节水泵转速，调节预冷量、再热量，控制调节水泵转速，调节预冷量、再热量，控制出口空气温湿度出口空气温湿度冷水空气I IA AB BOO第23页/共39页243 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：常用处理过程常用处理过程 新回风比可变的空调箱新回风比可变的空调箱p 调节新风阀、回风阀、混风阀，控制新回风调节新风阀、回风阀、混风阀，控制新回风比例比例混风阀回风阀新风阀循环泵热水冷水冷水阀热水阀第24页/共39页253 空气处理过程的控制

14、：空气处理过程的控制：典型空调箱例典型空调箱例p 调节手段调节手段l调节新、回、混风阀，调新风比调节新、回、混风阀，调新风比l调节冷水阀，降温除湿调节冷水阀，降温除湿l调节旁通风阀，调节表冷器后的空气状态调节旁通风阀，调节表冷器后的空气状态l调节热水阀，升温调节热水阀，升温l调节加湿泵转速，调节加湿量调节加湿泵转速，调节加湿量混风阀回风阀新风阀循环泵热水冷水冷水阀热水阀第25页/共39页263 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：典型空调箱例典型空调箱例 确定混风状态确定混风状态p 目标：混风点落在目标：混风点落在I-S-I-S-D D线上线上l新、回风状态在新、回风状态在I-S-DI-S

15、-D线的两侧时：混风点落在线的两侧时：混风点落在I-S-DI-S-D线上线上l新、回风状态在新、回风状态在I-S-DI-S-D线的同侧时线的同侧时新风点距离新风点距离I-S-DI-S-D线近时，最大新风运行线近时，最大新风运行回风点距离回风点距离I-S-DI-S-D线近时，最小新风运行线近时，最小新风运行IDS第26页/共39页IDS273 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：典型空调箱例典型空调箱例 确定混风点后的处理措施确定混风点后的处理措施p 1 1区：加热喷水区：加热喷水p 2 2区：冷却旁通再热区：冷却旁通再热p 3 3区：冷却旁通喷水区：冷却旁通喷水p 4 4区：冷却喷水区：冷

16、却喷水1234HDLW第27页/共39页283 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：典型空调箱例典型空调箱例 空气处理闭环调节的实现空气处理闭环调节的实现p 只能根据空调箱只能根据空调箱 出口出口空气状态调节设备空气状态调节设备p 1 1区：加热喷水区：加热喷水焓焓控加热器，控加热器，温度温度控水泵控水泵p 2 2区：冷却旁通再热区：冷却旁通再热冷水阀全开，冷水阀全开，d控旁通风阀，控旁通风阀，温度温度控再热器控再热器IDS1234HDLWp 3 3区：冷却旁通喷水区：冷却旁通喷水冷水阀全开，冷水阀全开，焓焓控旁通风阀，控旁通风阀，温度温度控水泵，控水泵，p 4 4区：冷却喷水区：冷却喷水

17、焓焓控冷水阀，控冷水阀，温度温度控水泵控水泵第28页/共39页293 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性 风阀风阀p 非线性特性非线性特性p 不容易得到好的控制效果不容易得到好的控制效果p 线性化线性化对对X对进行对进行PIDPID计算，将计算，将PIDPID输出通过输出通过exp(X)换算为风阀位置换算为风阀位置p 执行器动作精度：执行器动作精度：5%5%ln XX混风阀开度混风比1.0100%第29页/共39页303 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性 水水- -空气换热器空气换热器p 换热量换热量p 出口空气温度出口空气

18、温度12211221()lnawawawawttttQKF TKFtttt111121111a aw wa aw wKFm cm caaawwwaKFm cm caawwm cttem ctm cem c冷水1at2at1wt2wt1221()()aaaawwwwQm cttm ctt第30页/共39页313 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性 水水- -空气换热器空气换热器p 出口空气温度随出口空气温度随水量非线性变化水量非线性变化p 水量大到一定程水量大到一定程度，空气温度几度，空气温度几乎不随水量变化乎不随水量变化p 尽量避免工作在尽量避免工作在温度不敏

19、感区域温度不敏感区域第31页/共39页323 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性 水阀：开度水阀：开度- -流量关系流量关系p 开度开度- -流量关系与阀门特性及阀门、管道阻力流量关系与阀门特性及阀门、管道阻力比有关比有关第32页/共39页333 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性 水阀：开度水阀：开度- -流量关系实现方法流量关系实现方法阀门理想流量特性的实现：阀芯形状（1）直线特性阀芯（2）等百分比特性阀芯（3）快开特性阀芯（4）抛物线特性阀芯（5）等百分比特性阀芯（开口形）（6）直线特性阀芯（开口形）第33页/共39页343 空气处理过程的控制：空气处理过程的控制：设备的调节特性设备的调节特性 水阀：开度水阀：开度- -流量关系流量关系: : 流通能力流通能力-kv-kv1、定义：阀门两端的压差为1bar时，阀门全开时流经阀门的流量，以m3/h计。流量:压降:3/ vQkpmh3/ vQkmhp2vQpb a rk、计算：阀门并联1Vk2Vk/kkk3v2v1v0hm阀门串联1Vk2Vk2v22v12v0k1k1k1/3222122210hmkkkkkv