第5章空调与通风系统的监控

1、【本章要点】【本章要点】 在中央空调系统中，按不同的工况对空气进行过滤、冷却、加热、加湿、减湿等处理，以保证房间的温湿度要求。本章针对风机盘管、新风机组、空气处理机组等典型空气处理设备，阐述了其基本控制环节与方法。着重运用焓湿图分析了不同工艺要求和工况下，应采用的合理的空气处理方案，以及空气处理设备实现这些方案的基本配置与过程。 风机盘管是由加热/冷却盘管和风机组成。风机盘管的控制包括对风机的控制和对水侧电动阀的控制，实际工程中有以下两种控制做法：水侧不安装电动阀，采用三速开关手动调节风机转速（高、中、低三档），以实现室内温度的调节；水侧安装电动阀，采用温控器自动通断或连续调节盘管水侧电动二通

2、阀或三通阀，并通过温控器面板上的三速开关手动调节风机转速，达到对室内温度的调节目的。1LN+ +- -MNN1S23456782S3S4SR(a) 二管制、冷热盘管合用1LN+ +MNN23456782S3S4SR(b) 四管制、冷热盘管分开MN- -1S虚线框内为温控器内部电路，1S为电源开关，2S为温控开关，3S为冬夏季转换开关，4S为风机风速调节开关。温控器一般分为电气式、模拟电子式和数字显示式三种类型，风机盘管电动阀口径较小，一般采用磁滞性电机驱动。温度传感元件可以安装在风机盘管回风口内，以快速检测房间负荷的变化进行调节，也有很多产品将温度传感元件置于风机盘管温度控制器内部，此时，风机

3、盘管温控器应尽可能设于室内有代表性的区域或位置，不应靠近热源、灯光及远离人员活动的地点，同时也要兼顾人员操作方便。LonWorks网络中应用符合LonMark标准的LTEC风机盘管单元控制器对风机盘管进行网络控制，这种控制方式体现了集中管理、分散控制的思想，但造价较高。另一种折中的控制方式是风机盘管电动阀、风机转速由普通风机盘管温控器控制，而风机的启停及运行状态等接入大型通用现场控制器进行集中监控。这种方式的监控效果及造价介于上述两种控制方式之间。+ +- -OASAMTSTHPPAIDIAODO现场DDC1RVV31.01RVV21.0MM1RVVP21.01RVV21.01RVVP21.0

4、1RVV21.03(RVV21.0)31RVV21.02RVVP41.02622新风机组的控制一般根据业主的需求和智能建筑设计标准(GB/T 503142000)中对空气处理系统的监控功能要求进行设计，上图所示是参照该标准的甲级要求进行新风机组的监控。5.2.15.2.1新风机组基本监控功能新风机组基本监控功能( (1 1) )新风阀的控制新风阀的控制现场控制器通过1路DO信号控制新风阀的开与关，风阀执行器的控制方式为通断式。 新风阀与送风机联动，送风机启动时，新风阀打开；送风机停止，新风阀关闭。这可以防止冬季停机后盘管冻裂，减少灰尘进入，保持新风机组内清洁。( (2 2) )过滤网状态显示与

5、报警过滤网状态显示与报警( (3 3) )送风温湿度的检测及控制送风温湿度的检测及控制水阀的开度100%0夏季温度设定值新风的温度冬季温度设定值热水阀冷水阀( (4 4) )防冻保护控制防冻保护控制做法一:送风机与新风阀门联动；当机组停止运行时，盘管的电动水阀仍保持10%30%的开度，以保证有一定的热水循环；在表面式换热器后面安装防冻开关TS，动作温度一般设置在5左右，当防冻开关处的空气温度低于5时，防冻开关的开关量信号通过1路DI输入至现场控制器，现场控制器逻辑运算后发出控制信号和报警信号，停止风机转动，开大热水阀门（80%100%）、关闭新风阀门，使空气温度回升。当防冻开关正常时，重新启动

6、风机，打开新风阀，恢复正常工作。做法二:在表面式换热器水管出口处安装水温传感器，检测出口水温，通过一路AI输入接到现场控制器。这个温度信号一方面可以判断进入换热器的是热水还是冷水，以便控制器进行自动工况转换；另一方面在冬季可用来监测热供应情况，起到防冻保护用。当机组回水温度过低时，为防止水盘管冻裂，应停止风机，关闭风阀，并将水阀全开；同时还可以判断由于水侧电动阀堵塞或误关闭造成降温的故障。( (5 5) )风机启风机启/ /停控制及运行状态显示停控制及运行状态显示风机启/停控制:1路DO输出控制风机电动机一次回路上交流接触器的线圈的供电，以控制风机的启停；运行状态监视:取交流接触器的一个辅助触

7、点信号作为风机的运行状态(DI) 风机故障报警监视:取风机电动机一次回路上热继电器的辅助触点信号作为风机过载停机报警信号(DI)风机的手/自动控制状态监视:取手动/自动转换开关一个触点信号（DI）注:风机的状态监视一般有两种实现方式，一种是直接从风机电控箱接触器的辅助触点取信号；另一种在风机两端加设压差开关，根据压差反馈判别风机状态。第一种方法虽然简单经济，但实际只是监测风机电机的送电状态，不能确认风机是否真正运行，而第二种方法可以准确地判断风机的实际运行状态。机组启/停顺序确认风机启动（接触器的辅助触点动作或风机压差开关检测到风机前后压差）后，温湿度控制程序才开始工作。启动顺序控制：启动新风

8、机开启新风风阀开启并调节水侧电动调节阀（冬季）调节加湿器电动阀。停机顺序控制：关闭新风机关闭新风风阀关闭加湿器电动阀关闭水侧电动调节阀。( (6 6) )消防连锁控制消防连锁控制当火灾发生时，由消防连锁控制发出控制信号，停止风机运行，同时关闭新风阀。( (7 7) )变新风量控制变新风量控制.2.2.2.2新风处理温湿度控制方案新风处理温湿度控制方案iRRMOD2MORD1iRRMO( a )( b )( c )D1D1D2D2 =1 0 0 % =1 0 0 % =1 0 0 %方案一方案一，如图5-5（a）所示，当利用低温水处理新风，将新风处理到低于室内空气的等含湿量线的状态时，新风承担了

9、室内的全部潜热冷负荷和部分显热冷负荷，风机盘管只需承担剩余的显热冷负荷。方案二方案二，如图5-5（b）所示，将新风处理到室内空气的等焓线时，新风机组只承担新风冷负荷，风机盘管承担室内显热冷负荷和潜热冷负荷。方案三方案三，如图5-5（c）所示，将新风处理到低于室内空气的等焓线，新风机组除了承担新风冷负荷外，还部分承担了房间冷负荷，剩余的房间冷负荷由风机盘管承担。在夏季，如果采用方案一， 如果室内发湿量W稳定，则 这里GO是指送入空调房间的新风量，新风机组温度控制的设定值取dD2等含湿量线与90%95%的等相对湿度线的交点所决定的温度值。如果采用方案二，新风机组温度控制的设定值实际上是取等焓线与9

10、0%95%的等相对湿度线的交点所决定的温度值，一般可取1719。如果采用方案三，在工程中的做法实际上是不对空气处理进行控制，由新风机组按其处理能力对新风进行处理，房间温度由风机盘管温度控制器进行调节，相对方案二来说，只是风机盘管电动阀的通断时间比发生了变化。2DROWddG新风机组全年运行调节时，当室外新风温度tOtD2，且室内有冷负荷时，新风可以不经冷却或加热处理直接进入室内.对于一般的舒适性空调建筑，当送新风的高度在5m以下时，送入新风的温度不宜低于1415；当送新风的高度在5m以上时，新风的温度不宜低于1011 。当室外温度低于上述温度时，即使室内仍有冷负荷，也应对新风进行加热，并保持某

11、一允许的较低温度值。要实现这个功能，可在程序设计时加以考虑，如在机组开启时，先开启风机，然后根据送风温度传感器的检测值判断是冷却新风，还是加热新风，或不需处理。冬季若新风系统担负的区域中有的需供冷（如内区），有的需供热（周边区），则宜将新风加热和加湿到供冷工况所确定的新风状态点（低于内区室内温度）。这时对于需要供热的区域来说，新风给室内带入一些热负荷，必须由风机盘管来承担。由于风机盘管的供热能力远大于供冷能力，完全有能力承担新风所带入的热负荷。虽然空调机组的基本监控内容与方法一样，但从控制角度看，两者相比有如下不同：控制调节参数发生变化，是房间内的温度、湿度，而不是送风参数；要求房间的温湿度全

12、年均处于舒适区范围内，在夏季也要考虑湿度控制，同时还要研究系统省能的控制方法；新回风比可以变化，因此可尽量利用新风降温，但这会引出许多新的问题。+ +- -OASAMTSPPAIDIAODO现场DDC3(RVV31.0)31RVV21.0MM1RVVP21.01RVV21.01RVVP21.01RVV21.03(RVV21.0)31RVV21.04(RVVP21.0)46952MMEARA(RVV21.0)3RVV21.031THCO2TH2RVVP41.0TH送、回风机启停控制，风机控制的手/自动状态、风机运行状态和故障状态的监测。 三阀联动控制。为保证送风量的恒定，新风阀与回风阀开度成反比

13、，新风阀与排风阀开度成正比，考虑到房间空气的泄露量，排风阀开度应小于新风阀开度一定比例。电动风阀与送风机、回风机连锁控制。当送风机、回风机关闭后，电动风阀（新风、回风、排风风阀）都关闭，反之，先打开电动风阀，然后开启送风机、回风机。 当过滤网两侧压差超过设定值时，压差开关动作向现场控制器输入DI信号，控制器发出报警信号。 在冬季，当流过表面式换热器的空气温度太低时，防冻开关动作向现场控制器输入DI信号，风机和新风阀关闭，并加大水侧电动阀的开度，防止盘管冻裂。当换热器后的空气温度恢复正常时，重新启动风机，打开新风阀，恢复正常工作。 回风温度传感器检测空调房间空气温度，并与控制器设定温度比较，经P

14、ID运行算后，通过AO输出信号调节换热器水侧电动阀的开度，使实测室内温度达到设定温度。回风温度 实测值M副调节器电动阀开度值过渡季节分程控制M回风温度设定值送风温度实测值主调节器送风温度设定值T新风OAEAM-CTSARA 回风湿度传感器检测空调房间空气湿度，并与控制器设定湿度比较，经PID运行算后，通过AO输出信号调节加湿器电动阀的开度，使实测室内湿度达到设定湿度。回风温度串级调节方案.3.2.3.2定风量空调机组全年运行调节定风量空调机组全年运行调节工 况 区 范 围空 气 处 理 过 程室 内 温 度 调 节 室 内 湿 度 调 节 新 风 量 调 节hOhRRMOS调 节 表 冷 器的

15、 水 流 量最 小新 风 量hOhRtOtSRRRSSSOOO调 节 新 回 风混 合 比(dOdS 时 )调 节 表 冷 器的 水 流 量全 新 风或最 小新 风 量且tOt4tOtSSSRROO调 节 新 回 风混 合 比调 节 喷蒸 汽 量最 小新 风 量tOt4OORRMMHH调 节 加 热 器的 水 流 量调 节 喷蒸 汽 量最 小新 风 量MM不同工况下露点送风空调系统调节方案.4.1 .4.1 小型精密恒温恒湿空调系统的控制小型精密恒温恒湿空调系统的控制小型精密恒温恒湿空调系统是指为高度在3m左右，面积在300m2以下的空调房间提供恒温恒湿空气调节的系统，这类系统的制冷量一般低于

16、56kW。OASAMTSTPPAIDIAODO现场DDC3(RVVP31.0)31RVV21.0MM1RVVP21.01RVV21.01RVVP21.01RVV21.03(RVV21.0)311RVVP21.091393MMEARA(RVV21.0)4RVV21.0+RVVP21.041THCO2TH2RVVP41.011RVV21.0+RVVP21.01RVVP21.0PAF1RVVP21.0空调区域P+ +M1RVV41.0P4(RVVP21.0)4PSCR1RVV21.011RVV21.0+RVVP21.0P- -1RVV21.01RVV21.0室温允许波动范围（）送风温差（）1.015

17、1.0690.5360.10.223关键问题:干球温度和相对湿度的控制是相互关联的（或具有耦合性）,如何解决?空气处理过程为先将新风与回风混合，然后降温去湿处理，经露点控制、再热控制和末端精调电加热控制，从而实现室内空气的恒温恒湿问题1:如何依据室外参数进行工况分区?问题2:空气处理过程的焓湿图表达?问题3:冷却到的露点温度设定值应该如何计算?问题4:二次加热的类型与控制方法问题5:此方法的适用条件?5.4.2 5.4.2 大中型精密恒温恒湿空调系统的控制大中型精密恒温恒湿空调系统的控制大中型精密恒温恒湿空调系统是指为高度在3m左右，面积在300m2以上，新风比不很大，室内发湿量较小，室内相对

18、湿度波动范围较宽(如大于5%)的空调房间提供恒温恒湿空气调节的系统，这类系统的制冷量一般大于56kW。基本方案:采用单独的新风处理机组专门对新风进行热湿处理，使之一直处理到室内状态点的等含湿量线，然后送入主空气处理机组与回风混合，经干冷却降温到所需的送风温度（夏季工况，各状态点见图-12所示）。采取这种简易的解耦手段处理空气，把温度和相对湿度的控制分开进行，成功地取消了再热，而相对湿度的控制允许波动范围可达5%，能够满足室内发湿量很小，对相对湿度允许波动范围要求不很严的工艺性空调的使用需求。OASAMTSPAIDIAODO现场DDC11RVV21.0MM11RVV21.013(RVV21.0)314933RATHTH2RVVP41.0RVV21.0空调区域P+ +M12RVVP41.01RVV21.03(RVV21.0)31RVV21.