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暖通空调自动控制系统的特点及分类

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发表于 2014-5-2 21:08:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 sislin 于 2014-5-2 21:23 编辑

    暖通空调自动控制系统的特点
    1.干扰多
    空调系统的干扰分为外扰和内扰,外扰主要是送风及围护结构传热的扰动,内扰就是指房间内电器、照明散热、工艺设备的启停及室内外物品流动等变化对室内温湿度产生的影响。为了抑制或消除这些干扰,除了在建筑热工和空调工艺方面采取措施外,在自控设计中应分析干扰来源及影响的大小,选择合理的控制方案。
    2.温度与湿度的相关性和空调系统的整体控制性
    空调系统中主要是对温度和相对湿度进行控制,这两个参数常常是在一个调节对象里同时进行调节的两个被调量,两个参数在调节过程中相互影响。如房间温度升高时,在含湿量不变的情况下,则相对湿度下降,因此在自动控制系统中要充分考虑到温湿度的相关性。
    空调系统是以空调房间的温、湿度控制为中心,通过工况转换与空气处理过程,每个环节紧密联系在—起的整体控制系统,任意环节有问题,都将影响空调房间的温、湿度调节,甚至使整个调节系统无法工作。
  3.具有工况转换的控制
  空调系统是按工况运行的,因此,自控系统应包括工况自动转换部分。如夏季工况在表冷器工作,控制冷水量,调节室内温度,而在冬季需转换到加热器工作,控制热媒,调节温度。这是最基本的工况转换。此外,从节能出发进行工况转换控制。全年运行的空调系统,采用工况的处理方法能达到节能的目的。为了尽量避免空气处理过程中的冷热抵消,充分利用新风、回风和发挥空气处理设备的潜力,在考虑温湿度为主的自动调节外,还必须考虑与其相配合的工况自动转换的控制。
空调自动控制系统分类
    空调自控系统按被调参数的不同,可分为温度、湿度、压力、液位等调节系统。按被调参数的给定值不同,可分为定值调节系统,如温湿度自控系统;程序调节系统,给定值按某一确定的程度变化;随动调节系统,被调参数的给定值是某一未知变量的函数。按自动调节装置实现调节动作与时间关系的系统,可分为连续和断续调节系统。按结构特点可分为简单和复杂调节系统。
    1.简单控制系统
    当前,随着计算机技术的日益普及,为了满足暖通空调系统的节能要求和优化运行,空调系统对自动控制的要求越来越多,但占控制系统总数绝大部分是简单控制系统,通常超过70%。另外,掌握空调系统简单控制系统也是应用复杂控制系统的必要基础。
    简单控制系统由一个调节器,一个变送器(测量仪表),一个执行器(调节阀)和一个被控物理对象组成。
    如图7-1所示是典型的空调系统中简单温度控制系统,如图7-2所示是该系统的方框图。
    实际的调节器包括方框图中的比较部分和调节器方框两部分,调节器可以是电动Ⅱ型、Ⅲ型或S型调节器,甚至是工控计算机,它们的输出信号都是电信号,可通过一只电-气转换器将信号规律的调节器。
    在控制系统中,主要可以改变参数,灵活性最大的就是调节器,通过调节器改变可以改变整个控制系统的动态特性,以达到控制的目的。
    2.复杂控制系统
    1)新风补偿调节系统
    在舒适性空凋中,当新风温度变化时,自动地改变室内温度调节器的给定值,以达到舒适、节能的目的,这种系统实质是一种随动调节系统。在冬季,室外温度下降时,为了补偿建筑物冷辐射对室内工作人员的影响,随着室外温度(新风温度)的降低,应适当降低室内温度调节给定值;在夏季,随着室外温度的增加而调节室内温度调节器的给定值,这样可消除由于室内外较大温差所造成的冷热冲击。
    2)前馈控制系统
    前馈调节主要是针对被测干扰而进行的控制,其克服干扰的能力比反馈调节快而及时。
    事实上,前馈调节不可能完全补偿多种干扰对被调参数的影响,通常只是针对主要干扰进行前馈调节。在空调系统实际应用中,是将前馈与反馈结合起来使用,如图7-3所示,从而实现高精度控制。国内20世纪90年代就有通用的前馈调节器产品,如果空调系统采用计算机控制,前馈调节则通过软件实现。
    3)串级调节系统
    在空调高精度调节中也常采用串级调节系统。将主调节器的输出作为副调节器的外给定。调节系统由内、外(副、主)两环构成。副环被调参数一般选取受干扰较大,纯滞后较小,反应灵敏的参数,一般采用比例积分调节器或者比例调节器,副环对象的时间常数比主环对象的时间常数要小,且调节效果显著。
    串级调节系统,对于调节对象纯滞后较大,时间常数较大,热湿干扰影响严重的空调系统是很适宜的。例如,采用蒸汽或热水加热器及表冷器的室温空调系统。将送风干扰作为主干扰纳入副环的送风温度调节系统,而主环对象(空调房间)的干扰通过主调节器的作用来改变副调节器的给定值,使送风温度按室温变化调整,从而减少室温的波动,提高调节质量。对采用淋水室的空调系统进行高精度室内相对湿度调节时,也可采用串级调节系统,以室内相对湿度调节为主环,露点温度调节为副环,将获得良好的控制效果。
  4) DDC控制
  空调系统中DDC控制主要实现以下功能:
  (1)焓值调节。所谓焓值调节就是DDC控制器根据室内温、湿度传感器送来的信号,计算出室内焓值iN,再根据室外温、湿度传感器送来的信号,计算出室外焓值iw。,然后比较iN和iw。的大小,结合室内温度值,发出控制指令,驱动电动机,控制回风阀和新风阀开度,改变新风和回风的混合比。
    (2)控制器最佳启停控制。为了保证工作人员上班时,室内达到预定的控制温度,空调器应提前运行。这里有一个空调最佳提前运行时间问题。这个最佳时间实际上就是从空调器投入运行到室内温度达到控制值这段过渡过程的时间;同样在下班时,空词器应提前关闭,以降低能源消耗。空调最佳启停时间是随着季节、天气(即室外气温)的变化而变化。
    (3)温度控制。温度控制是DDC控制系统中最基本的控制。在DDC控制系统中,可以根据控制对象的不同,选用合适的控制算法程序,如新风温度补偿控制,自动整定最佳PID参数控制或模糊控铜等。DDC控制器除了完成现场控制任务外,还可挂在BAS中的中央处理单元通信干线上和中央进行通信,把采集到的温度和湿度等数据送到中央,并接到中央发来的控制命令运行。


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发表于 2014-5-11 11:46:29 | 显示全部楼层
在大型工业冷水机中,制冷机如果经常启动、停止,不仅使冷却水温度产生急剧变化,而且还形响制冷机正常运转。所以应尽量减少制冷机的启动次数。对于小型冷水机,可用蓄水槽进行调节。但对大型冷水机,如果仍用蓄水槽,体积必然很大而不经济。因此一般对大型冷水机,均以冷却水的温度来控制制冷机的制冷琶。当水温过低时,制冷机自动卸载。通常用温度继电器和电磁阀组控制制冷机卸载,也可使用压力继电器代替温度继电器进行控制。
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发表于 2014-6-6 16:23:03 | 显示全部楼层
几年来,已从单一的空调器控制,发展到从事冷冻机组、冷冻水、冷却水、热交换、供配电领域以及楼宇自动化控制等。公司专业承接各种空调自控制工程的设计、施工、调试和维护。业务范围涉及楼宇、厂房、温室、仓库等建筑物的温湿度自动调节和复杂的自动控制要求。

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  发表于 2014-6-8 18:01
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