空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1空調(diào)系統(tǒng)的控制空調(diào)系統(tǒng)的控制(kngzh)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)第一頁，共39頁。第1頁/共39頁第二頁，共39頁。3第2頁/共39頁第三頁，共39頁。4o溫度溫度(wnd)(wnd)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)()psrQGctt第3頁/共39頁第四頁，共39頁。5o 溫度溫度(wnd)(wnd)調(diào)節(jié)：離散調(diào)節(jié)：離散PIDPID,0,1,2rjsetrjtttj 令21()2DsetITQQK tttttttT 1,1,122DrrrITQQKttttttT ()將代入psrQGctt,1,1,1,122DssrrrrrpITKttttttttttGcT 第4頁/共39頁第五頁，共39頁。6o溫度溫度(wnd)(wn

2、d)調(diào)節(jié)：離散調(diào)節(jié)：離散PIDPID,1,1,1,212pDssrrrrrrpIGcTKttttttttGcKT 當(dāng)風(fēng)量不變時(shí)，可以通過控制送風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)室溫當(dāng)風(fēng)量不變時(shí)，可以通過控制送風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)室溫串級調(diào)節(jié)：將調(diào)節(jié)過程分成兩個(gè)時(shí)間常數(shù)差別較大串級調(diào)節(jié)：將調(diào)節(jié)過程分成兩個(gè)時(shí)間常數(shù)差別較大的過程，分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以有效解耦，的過程，分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以有效解耦，實(shí)現(xiàn)更好的控制。實(shí)現(xiàn)更好的控制。第5頁/共39頁第六頁，共39頁。7o 溫度調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)：串級控制的時(shí)間步長：串級控制的時(shí)間步長室溫：室溫：3030分鐘升高或降低分鐘升高或降低1 1送風(fēng)溫度：送風(fēng)溫度：3030

3、秒升高或降低秒升高或降低1 1第6頁/共39頁第七頁，共39頁。8o濕度調(diào)節(jié)濕度調(diào)節(jié)o相對濕度（相對濕度（Relative humidityRelative humidity）: :與溫度耦合與溫度耦合o含濕量（含濕量（Humidity ratioHumidity ratio）：反映空氣的實(shí)際含水量）：反映空氣的實(shí)際含水量o通過通過(tnggu)(tnggu)控制含濕量與溫度，來控制相對濕控制含濕量與溫度，來控制相對濕度度()psdCVGcCCWd 第7頁/共39頁第八頁，共39頁。9o濕度調(diào)節(jié)：串級控制濕度調(diào)節(jié)：串級控制(kngzh)(kngzh)的時(shí)間步長的時(shí)間步長室內(nèi)空氣濕度：室內(nèi)空氣濕

4、度：1010分鐘升高或降低分鐘升高或降低1g/kg1g/kg送風(fēng)濕度：送風(fēng)濕度：5050秒升高或降低秒升高或降低1g/kg1g/kg第8頁/共39頁第九頁，共39頁。10o 溫度溫度(wnd)(wnd)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)o 濕度調(diào)節(jié)濕度調(diào)節(jié)()psrQGctt第9頁/共39頁第十頁，共39頁。11o溫度濕度耦合的處理溫度濕度耦合的處理(chl)(chl)o當(dāng)不要求控制濕度時(shí)，定送風(fēng)溫度（為允許的最低當(dāng)不要求控制濕度時(shí)，定送風(fēng)溫度（為允許的最低/ /最高溫度），變送風(fēng)量調(diào)節(jié)房間溫度最高溫度），變送風(fēng)量調(diào)節(jié)房間溫度o當(dāng)要求控制濕度時(shí)，需修訂風(fēng)量和送風(fēng)溫度當(dāng)要求控制濕度時(shí)，需修訂風(fēng)量和送風(fēng)溫度,0,0(,)(

5、)(,)()s setG PIDsetrs sets sets settPIDsetrGftttttfddGG 第10頁/共39頁第十一頁，共39頁。12第11頁/共39頁第十二頁，共39頁。13o單風(fēng)道系統(tǒng)單風(fēng)道系統(tǒng)o取某一房間為參照，根據(jù)其溫度確定送風(fēng)取某一房間為參照，根據(jù)其溫度確定送風(fēng)(sn fn)(sn fn)參數(shù)參數(shù)o或者根據(jù)各房間的溫濕度狀態(tài)，確定滿足大多數(shù)房間或者根據(jù)各房間的溫濕度狀態(tài)，確定滿足大多數(shù)房間的送風(fēng)的送風(fēng)(sn fn)(sn fn)參數(shù)參數(shù)第12頁/共39頁第十三頁，共39頁。14o單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)o通過末端再熱調(diào)節(jié)溫度或濕度中的某一個(gè)參數(shù)，通

6、通過末端再熱調(diào)節(jié)溫度或濕度中的某一個(gè)參數(shù)，通過送風(fēng)過送風(fēng)(sn fn)(sn fn)參數(shù)調(diào)節(jié)另外一個(gè)參數(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)另外一個(gè)參數(shù)第13頁/共39頁第十四頁，共39頁。15o單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)o當(dāng)對濕度沒有要求時(shí)，根據(jù)節(jié)能規(guī)則確定送風(fēng)溫度當(dāng)對濕度沒有要求時(shí)，根據(jù)節(jié)能規(guī)則確定送風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)末端再熱器滿足溫度要求，調(diào)節(jié)末端再熱器滿足溫度要求o目標(biāo)目標(biāo)(mbio)(mbio)：至少保證一個(gè)再熱器全關(guān)：至少保證一個(gè)再熱器全關(guān)o開度最小的再熱器的加熱量開度最小的再熱器的加熱量20%20%，則，則 ts ts0.50.5o全關(guān)再熱器數(shù)全關(guān)再熱器數(shù)11且且tr-tset0.5tr-tset0

7、.5，則，則ts ts0.50.5o不滿足上兩條，不滿足上兩條， ts ts不變不變o送風(fēng)溫度修正的時(shí)間步長送風(fēng)溫度修正的時(shí)間步長o需大于再熱器調(diào)節(jié)室溫的穩(wěn)定周期需大于再熱器調(diào)節(jié)室溫的穩(wěn)定周期第14頁/共39頁第十五頁，共39頁。16o 單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)單風(fēng)道加末端再熱系統(tǒng)o 當(dāng)濕度要求不高，溫度要求高時(shí)：定送風(fēng)溫度，當(dāng)濕度要求不高，溫度要求高時(shí)：定送風(fēng)溫度，變再熱器供熱量調(diào)節(jié)房間溫度變再熱器供熱量調(diào)節(jié)房間溫度o 取一個(gè)參照房間，根據(jù)該房間濕度要求確定送風(fēng)取一個(gè)參照房間，根據(jù)該房間濕度要求確定送風(fēng)溫度溫度o 或測量所有房間或測量所有房間 濕度，確定滿足濕度，確定滿足(mnz)(mnz)大多

8、數(shù)大多數(shù)房間的送風(fēng)溫度房間的送風(fēng)溫度o 當(dāng)溫度要求不高，濕度要求高時(shí)：定送風(fēng)溫度，當(dāng)溫度要求不高，濕度要求高時(shí)：定送風(fēng)溫度，變再熱器供熱量調(diào)節(jié)房間相對濕度變再熱器供熱量調(diào)節(jié)房間相對濕度o 取一個(gè)參照房間，根據(jù)該房間溫度要求確定送風(fēng)取一個(gè)參照房間，根據(jù)該房間溫度要求確定送風(fēng)溫度溫度o 測量所有房間測量所有房間 溫度，確定滿足溫度，確定滿足(mnz)(mnz)大多數(shù)房大多數(shù)房間的送風(fēng)溫度間的送風(fēng)溫度第15頁/共39頁第十六頁，共39頁。17o雙風(fēng)道系統(tǒng)雙風(fēng)道系統(tǒng)(xtng)(xtng)o調(diào)節(jié)冷熱風(fēng)比例，控制房間溫度或濕度調(diào)節(jié)冷熱風(fēng)比例，控制房間溫度或濕度o冷熱抵消大、風(fēng)機(jī)能耗大，現(xiàn)已基本不用冷熱抵

9、消大、風(fēng)機(jī)能耗大，現(xiàn)已基本不用第16頁/共39頁第十七頁，共39頁。18第17頁/共39頁第十八頁，共39頁。19水水- -空氣加熱器空氣加熱器 調(diào)節(jié)水閥開度，調(diào)節(jié)加熱量及出口調(diào)節(jié)水閥開度，調(diào)節(jié)加熱量及出口(ch ku)(ch ku)空空氣溫度氣溫度等濕升溫等濕升溫第18頁/共39頁第十九頁，共39頁。20 水水- -空氣冷卻器空氣旁通空氣冷卻器空氣旁通 調(diào)節(jié)水閥開度，調(diào)節(jié)除熱量、除濕量及出口調(diào)節(jié)水閥開度，調(diào)節(jié)除熱量、除濕量及出口空氣溫、濕度空氣溫、濕度 調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥開度，確定混合調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥開度，確定混合(hnh)(hnh)后空后空氣的狀態(tài)氣的狀態(tài)等濕降溫等濕降溫(jing wn)(jing

10、 wn)冷凝除濕冷凝除濕混風(fēng)混風(fēng)第19頁/共39頁第二十頁，共39頁。21水噴淋水噴淋調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)水泵轉(zhuǎn)速或水閥，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速或水閥，調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)加濕加濕量、及出口空氣溫、濕度量、及出口空氣溫、濕度等焓加濕等焓加濕水溫水溫 空氣空氣(kngq)(kngq)濕球溫度濕球溫度水溫水溫 氣濕球溫度氣濕球溫度第20頁/共39頁第二十一頁，共39頁。22 噴蒸汽噴蒸汽 調(diào)節(jié)蒸汽閥，調(diào)節(jié)加濕量、及出口調(diào)節(jié)蒸汽閥，調(diào)節(jié)加濕量、及出口(ch (ch ku)ku)空氣濕度空氣濕度水溫水溫 空氣溫度空氣溫度第21頁/共39頁第二十二頁，共39頁。23全熱交換器全熱交換器

11、排風(fēng)排風(fēng)(pi fn)(pi fn)新風(fēng)新風(fēng)(xn fn)(xn fn)第22頁/共39頁第二十三頁，共39頁。24水循環(huán)式全熱交換器水循環(huán)式全熱交換器調(diào)節(jié)水泵調(diào)節(jié)水泵(shubng)(shubng)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)預(yù)冷量、再熱轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)預(yù)冷量、再熱量，控制出口空氣溫濕度量，控制出口空氣溫濕度冷水空氣I IA AB BOO第23頁/共39頁第二十四頁，共39頁。25 新回風(fēng)比可變的空調(diào)箱新回風(fēng)比可變的空調(diào)箱 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、混風(fēng)閥，控新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、混風(fēng)閥，控制新回風(fēng)比例制新回風(fēng)比例第24頁/共39頁第二十五頁，共39頁。26p調(diào)節(jié)手段調(diào)節(jié)手段p調(diào)節(jié)新、回、混風(fēng)閥

12、，調(diào)新風(fēng)比調(diào)節(jié)新、回、混風(fēng)閥，調(diào)新風(fēng)比p調(diào)節(jié)冷水閥，降溫調(diào)節(jié)冷水閥，降溫(jing wn)(jing wn)除濕除濕p調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥，調(diào)節(jié)表冷器后的空氣狀態(tài)調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥，調(diào)節(jié)表冷器后的空氣狀態(tài)p調(diào)節(jié)熱水閥，升溫調(diào)節(jié)熱水閥，升溫p調(diào)節(jié)加濕泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)加濕量調(diào)節(jié)加濕泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)加濕量混風(fēng)閥回風(fēng)閥新風(fēng)閥循環(huán)泵熱水冷水冷水閥熱水閥第25頁/共39頁第二十六頁，共39頁。27確定確定(qudng)(qudng)混風(fēng)狀混風(fēng)狀態(tài)態(tài)目標(biāo)：混風(fēng)點(diǎn)落在目標(biāo)：混風(fēng)點(diǎn)落在I-S-DI-S-D線上線上l新、回風(fēng)狀態(tài)新、回風(fēng)狀態(tài)(zhungti)(zhungti)在在I-S-DI-S-D線的兩側(cè)時(shí)：混風(fēng)點(diǎn)落在線的兩側(cè)時(shí)：混

13、風(fēng)點(diǎn)落在I-S-DI-S-D線上線上l新、回風(fēng)狀態(tài)新、回風(fēng)狀態(tài)(zhungti)(zhungti)在在I-S-DI-S-D線的同側(cè)時(shí)線的同側(cè)時(shí)l新風(fēng)點(diǎn)距離新風(fēng)點(diǎn)距離I-S-DI-S-D線近時(shí)，最大新風(fēng)運(yùn)行線近時(shí)，最大新風(fēng)運(yùn)行l(wèi)回風(fēng)點(diǎn)距離回風(fēng)點(diǎn)距離I-S-DI-S-D線近時(shí)，最小新風(fēng)運(yùn)行線近時(shí)，最小新風(fēng)運(yùn)行IDS第26頁/共39頁第二十七頁，共39頁。IDS28確定混風(fēng)點(diǎn)后的處理措施確定混風(fēng)點(diǎn)后的處理措施1 1區(qū)：加熱區(qū)：加熱(ji r)(ji r)噴水噴水2 2區(qū)：冷卻旁通再熱區(qū)：冷卻旁通再熱3 3區(qū)：冷卻旁通噴水區(qū)：冷卻旁通噴水4 4區(qū)：冷卻噴水區(qū)：冷卻噴水1234HDLW第27頁/共39頁

14、第二十八頁，共39頁。29空氣處理閉環(huán)調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)空氣處理閉環(huán)調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)只能根據(jù)空調(diào)箱只能根據(jù)空調(diào)箱 出口空氣出口空氣狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備(shbi)(shbi)1 1區(qū)：加熱噴水區(qū)：加熱噴水焓控加熱器，溫度控水泵焓控加熱器，溫度控水泵2 2區(qū)：冷卻旁通再熱區(qū)：冷卻旁通再熱冷水閥全開，冷水閥全開，d d控旁通風(fēng)控旁通風(fēng)閥，溫度控再熱器閥，溫度控再熱器IDS1234HDLWp3 3區(qū)：冷卻區(qū)：冷卻(lngqu)(lngqu)旁通噴水旁通噴水p冷水閥全開，焓控旁通風(fēng)閥，溫度控水泵，冷水閥全開，焓控旁通風(fēng)閥，溫度控水泵，p4 4區(qū)：冷卻區(qū)：冷卻(lngqu)(lngqu)噴水噴水p焓控冷水閥，溫度

15、控水泵焓控冷水閥，溫度控水泵第28頁/共39頁第二十九頁，共39頁。30風(fēng)閥風(fēng)閥非線性特性非線性特性不容易不容易(rngy)(rngy)得到好的控制效果得到好的控制效果線性化線性化對對X X對進(jìn)行對進(jìn)行PIDPID計(jì)算，將計(jì)算，將PIDPID輸出通過輸出通過exp(Xexp(X) )換算為風(fēng)閥位置換算為風(fēng)閥位置執(zhí)行器動作精度：執(zhí)行器動作精度：5%5%lnXX混風(fēng)閥開度混風(fēng)比1.0100%第29頁/共39頁第三十頁，共39頁。31水水- -空氣換熱器空氣換熱器換熱量換熱量(rling)(rling)出口空氣溫度出口空氣溫度12211221()lnawawawawttttQKF TKFtttt11

16、1121111a aw wa aw wKFm cm caaawwwaKFm cm caawwm cttem ctm cem c冷水1at2at1wt2wt1221()()aaaawwwwQm cttm ctt第30頁/共39頁第三十一頁，共39頁。32水水- -空氣換熱器空氣換熱器出口空氣溫度隨出口空氣溫度隨水量非線性變化水量非線性變化水量大到一定水量大到一定(ydng)(ydng)程度，程度，空氣溫度幾乎不空氣溫度幾乎不隨水量變化隨水量變化盡量避免工作在盡量避免工作在溫度不敏感區(qū)域溫度不敏感區(qū)域第31頁/共39頁第三十二頁，共39頁。33水閥：開度水閥：開度- -流量關(guān)系流量關(guān)系(gun x

17、)(gun x)開度開度- -流量關(guān)系流量關(guān)系(gun x)(gun x)與閥門特性及閥門與閥門特性及閥門、管道阻力比有關(guān)、管道阻力比有關(guān)第32頁/共39頁第三十三頁，共39頁。34水閥：開度水閥：開度- -流量關(guān)系流量關(guān)系(gun x)(gun x)實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法閥門理想流量特性的實(shí)現(xiàn)：閥芯形狀（1）直線特性閥芯（2）等百分比特性閥芯（3）快開特性閥芯（4）拋物線特性閥芯（5）等百分比特性閥芯（開口形）（6）直線特性閥芯（開口形）第33頁/共39頁第三十四頁，共39頁。35水閥：開度水閥：開度- -流量關(guān)系流量關(guān)系(gun x): (gun x): 流通能力流通能力-kv-kv1、定義：定

18、義：閥門兩端的壓差為1bar時(shí)，閥門全開時(shí)流經(jīng)閥門的流量，以m3/h計(jì)。流量:壓降:3/ vQkpmh3/ vQkmhp2vQpb a rk、計(jì)算：閥門并聯(lián)1Vk2Vk/kkk3v2v1v0hm閥門串聯(lián)1Vk2Vk2v22v12v0k1k1k1/3222122210hmkkkkkvvvvv第34頁/共39頁第三十五頁，共39頁。36 水閥：開度水閥：開度- -流量流量(liling)(liling)關(guān)系關(guān)系: : 閥權(quán)度閥權(quán)度max1000100svvvppppapv100: 閥門全開時(shí)閥上的壓降pv0: 閥門全關(guān)時(shí)閥上的壓降psmax：系統(tǒng)的總壓降第35頁/共39頁第三十六頁，共39頁。37 水閥：開度水閥：開度- -溫度溫度(wnd)(wnd)關(guān)系關(guān)系第36頁/共39頁第三十七頁，共39頁。38水閥：開度水閥：開度- -溫度關(guān)系溫度關(guān)系非線性特性，小開度時(shí)，開度變比對溫度變化非線性特性，小開度時(shí)，開度變比對溫度變化影響大影響大閥門