軌道交通站房空調(diào)系統(tǒng)控制1

1、軌道交通站房空調(diào)系統(tǒng)控制及優(yōu)化建筑環(huán)境與設(shè)備工程系E-mail: 鐵四院城地院交流會(huì) 2011-9-291軌道交通的舒適、快捷和便利,成為人們出行的重要交通工具,也就成為了許多城市交通的重要組成部分。已有10多個(gè)城市開(kāi)通了軌道交通，里程約為1200公里，2015，建成的與在建的軌道交通線路達(dá)到158條，總里程超過(guò)4000公里。軌道交通的快速發(fā)展2軌道交通的能耗信號(hào)、監(jiān)控等系統(tǒng)耗電(15）車輛用電(50%)通風(fēng)空調(diào)用電(35%)3內(nèi)容建筑自動(dòng)化/樓宇自動(dòng)化 (BA)空調(diào)系統(tǒng)基本控制空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制BA系統(tǒng)及原理圖實(shí)例4樓宇自動(dòng)化(BA系統(tǒng))照明控制系統(tǒng)安防及安全控制系統(tǒng)閉路電視系統(tǒng)門禁系統(tǒng)防盜報(bào)

2、警系統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警(消防)系統(tǒng)通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)新風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)水系統(tǒng)制冷機(jī)(熱泵)系統(tǒng)冷卻塔等5集散式控制系統(tǒng)(TDS)傳感器與執(zhí)行器分站控制器網(wǎng)絡(luò)通訊總站規(guī)范JGJT16-92規(guī)定，BAS的現(xiàn)場(chǎng)控制總線必須是同層總線。個(gè)別采用主從式的輪詢總線。6傳感器傳感器一般沒(méi)有信號(hào)的變送環(huán)節(jié)，輸出的電量信號(hào)一般為小電壓、小電流，而且是非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。變送器是將傳感器輸出信號(hào)變換到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的器件一般輸出的為4-20mA、0-10V等的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。7執(zhí)行器一般接受010V的電壓信號(hào)或開(kāi)關(guān)量信號(hào)。DN208089通訊模塊BA系統(tǒng)控制站(分站)基本結(jié)構(gòu)10網(wǎng)絡(luò)通訊局域網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)Voice (Microphone, Te

3、lephone, )Video (Digital CCTV, Videoconferencing,Webcam )Control (BAS)PCs, Office Automation, 11BAS 常用的協(xié)議LonWorks 現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議Echelon等公司開(kāi)發(fā)?；趯Ｓ行酒?。HolleywellModBus 協(xié)議支持R232/485串行協(xié)議和以太網(wǎng)協(xié)議，PLC與計(jì)量表等采用該協(xié)議。采用主從式而非總線式。PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議EIB（歐洲安裝總線） 現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議BACnet 總線協(xié)議 開(kāi)放式Metasys N2 (江森)AHRAE Standard Project Committee

4、 135P (SPC 135P) 標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目委員會(huì)開(kāi)發(fā)了該協(xié)議，為ASHRAE BACnet。1987，1991，1994，1995, 200512 開(kāi)放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13OPC技術(shù) OPC Client 接口OPC Client 接口BAS 1BAS 2BACnet 設(shè)備LonWorks 設(shè)備局域網(wǎng)BACnet OPC 驅(qū)動(dòng)LonWorks OPC 驅(qū)動(dòng)OPC Server 接口OPC Server 接口管理工作站現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)管理工作站現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)Web Server BAS工作站14空調(diào)系統(tǒng)基本控制風(fēng)機(jī)盤管控制定風(fēng)量系統(tǒng)控制無(wú)變風(fēng)量末端的變風(fēng)量系統(tǒng)控制有變風(fēng)量末端的變風(fēng)量系統(tǒng)控制冷凍水變水流量系統(tǒng)控制

5、制冷機(jī)序列控制冷卻水系統(tǒng)控制15空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))風(fēng)機(jī)盤管控制風(fēng)機(jī)盤管控制系統(tǒng)，一般不進(jìn)入集散控制系統(tǒng)，有的也進(jìn)入集散控制系統(tǒng)以便集中管理M16空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))定風(fēng)量系統(tǒng)控制送風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)空間M-1送風(fēng)回風(fēng)控制器TM-1CO2新風(fēng)回風(fēng)排風(fēng)17空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))定風(fēng)量系統(tǒng)常規(guī)控制方法的效果18空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))回風(fēng)溫度的串級(jí)控制方法T室內(nèi)回風(fēng)溫度控制器1送風(fēng)溫度設(shè)定值溫度控制器2T送風(fēng)盤管M-119空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))常規(guī)控制與串級(jí)控制效果比較常規(guī)控制效果 串級(jí)控制效果20空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))無(wú)變風(fēng)量末端的變風(fēng)量系統(tǒng)控制送風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)空間M-1送風(fēng)回風(fēng)控制器M-

6、2CO2T2M-2T1新風(fēng)回風(fēng)21空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))有變風(fēng)量末端的變風(fēng)量系統(tǒng)控制VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV送風(fēng)機(jī)盤管M-1M-2M-2新風(fēng)回風(fēng)22壓力相關(guān)型變風(fēng)量末端空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))T室內(nèi)變風(fēng)量調(diào)節(jié)閥回風(fēng)溫度控制器流量設(shè)定值A(chǔ)流量控制器F送風(fēng)T室內(nèi)變風(fēng)量調(diào)節(jié)閥回風(fēng)溫度控制器A送風(fēng)壓力無(wú)關(guān)型變風(fēng)量末端23VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV送風(fēng)機(jī)盤管M-1M-2TM-2空氣處理機(jī)送風(fēng)溫度及風(fēng)量的控制控制器P1控制器控制器控制器新風(fēng)回風(fēng)24送風(fēng)機(jī)盤管 送風(fēng)T1TC-1DamperMotor新風(fēng)排風(fēng).回風(fēng)V-1T2TC-2M-1F1溫度設(shè)定值FC-1F

7、2Pre-set flowdifferenceM-2回風(fēng)回風(fēng)機(jī)雙風(fēng)機(jī)無(wú)變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)CO2CC-1供熱季供冷季25送風(fēng)機(jī)盤管 送風(fēng)T1TC-1DamperMotor新風(fēng)排風(fēng).回風(fēng)V-1T2TC-2M-1P2溫度設(shè)定值FC-1P1M-2回風(fēng)回風(fēng)機(jī)雙風(fēng)機(jī)無(wú)變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)CO2CC-1供熱季供冷季26雙風(fēng)機(jī)無(wú)變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)過(guò)渡季冷量部分免費(fèi)模式Heating ValveCooling Valve送風(fēng)機(jī)控制100%0%室外溫度/焓值hrtnhfrhrtnhfrABufruhuduc供熱模式(DCV control)冷量全部免費(fèi)模式機(jī)械制冷模式(DCV control)控制信號(hào)27送風(fēng)

8、機(jī)盤管 送風(fēng)DamperMotor新風(fēng)排風(fēng).回風(fēng)T2TC-2M-1F1FC-1F2Pre-set flowdifferenceM-2回風(fēng)回風(fēng)機(jī)雙風(fēng)機(jī)無(wú)變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)過(guò)渡季全開(kāi)全關(guān)全開(kāi)關(guān)閉28送風(fēng)機(jī)盤管 送風(fēng)DamperMotor新風(fēng)排風(fēng).回風(fēng)T2TC-2M-1F1FC-1F2Pre-set flowdifferenceM-2回風(fēng)回風(fēng)機(jī)雙風(fēng)機(jī)無(wú)變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)過(guò)渡季全開(kāi)全關(guān)全開(kāi)關(guān)閉29送風(fēng)機(jī)盤管 回風(fēng)M-1回風(fēng)機(jī)組合式空調(diào)箱無(wú)變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)排煙風(fēng)機(jī)排風(fēng)/排煙新風(fēng)機(jī)新風(fēng)30送風(fēng)機(jī)盤管 回風(fēng)M-1回風(fēng)機(jī)組合式空調(diào)箱無(wú)變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)排煙風(fēng)機(jī)排風(fēng)/排煙新風(fēng)機(jī)新風(fēng)31送風(fēng)機(jī)盤管 回風(fēng)

9、V-1M-1回風(fēng)機(jī)正常供冷供熱季控制系統(tǒng)排煙風(fēng)機(jī)排風(fēng)/排煙新風(fēng)機(jī)新風(fēng)CO2CO2控制器T1溫度設(shè)定值溫度控制器T1溫度設(shè)定值溫度控制器關(guān)閉關(guān)閉全開(kāi)回風(fēng)機(jī)控制器按送風(fēng)機(jī)頻率變化32送風(fēng)機(jī)盤管 回風(fēng)M-1回風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)排風(fēng)/排煙新風(fēng)機(jī)新風(fēng)CO2T1溫度設(shè)定值溫度控制器全開(kāi)關(guān)閉關(guān)閉回風(fēng)機(jī)控制器按送風(fēng)機(jī)頻率變化過(guò)度季控制系統(tǒng)關(guān)閉全開(kāi)關(guān)閉33空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))變水量系統(tǒng)控制壓差控制1H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPController

10、VFD34空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))變水量系統(tǒng)控制壓差控制2H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPControllerVFDPP35空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))變水量系統(tǒng)控制壓差控制3H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPPPControllerVFDP36空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))壓差

11、/壓力傳感器設(shè)置位置對(duì)能耗的影響37空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))變水量系統(tǒng)控制溫差控制H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpControllerVFDT1T238AHUCoil調(diào)節(jié)閥ChillerChillerChiller變速泵旁通管DPVMp控制器空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))變水量系統(tǒng)控制（一次系統(tǒng)壓差控制）39AHUCoil調(diào)節(jié)閥制冷機(jī)制冷機(jī)制冷機(jī)變速泵旁通管DPVM控制器空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))變水量系統(tǒng)控制一次系統(tǒng)溫差控制T1T240空

12、調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))冷卻水系統(tǒng)控制冷卻水回水冷卻水供水出風(fēng)撒水器進(jìn)風(fēng)進(jìn)風(fēng)填料水盤293237室外空氣濕球溫度冷卻水供水溫度冷卻水回水溫度逼近度 Approach冷卻水溫差 Range41空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))冷卻水系統(tǒng)控制冷卻水回水冷卻水供水出風(fēng)撒水器進(jìn)風(fēng)進(jìn)風(fēng)填料水盤293237室外空氣濕球溫度冷卻水供水溫度冷卻水回水溫度逼近度 Approach冷卻水溫差 Range15 20 25 30 35 40 45 50 55 干球溫度 DRY-BULB TEMPERATURE 0 5 10 15 20 25 30含濕量 HUMIDITY RATIO g/kg100 80 60 40 25 PER

13、CENTAGE SATURATIONWET-BULB TEMPERATURE 等焓線42空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))冷卻水系統(tǒng)控制冷卻水回水冷卻水供水出風(fēng)撒水器進(jìn)風(fēng)進(jìn)風(fēng)填料水盤制冷機(jī)冷凝器控制器T控制設(shè)定值TRH43空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))冷卻水系統(tǒng)控制冷卻水回水冷卻水供水出風(fēng)撒水器進(jìn)風(fēng)進(jìn)風(fēng)填料水盤制冷機(jī)冷凝器控制器T控制設(shè)定值TVFD44空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))制冷機(jī)序列控制回水溫度控制法CoilCoil調(diào)節(jié)控制閥旁通管/解偶管T回水溫度控制器ChillerChiller定速泵Chiller45空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))制冷機(jī)序列控制旁通流量控制法CoilCoil調(diào)節(jié)閥旁通管surplus flo

14、w deficit flowM流量開(kāi)關(guān)S控制器ChillerChiller定速泵ChillerDPV46空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))制冷機(jī)序列控制功率控制法CoilCoil調(diào)節(jié)閥控制器ChillerChiller定速泵ChillerKwKwKw旁通管DPV47AHUCoil調(diào)節(jié)閥ChillerChillerChiller變速泵旁通管DPVMMM分水器集水器控制器KwKwKw空調(diào)系統(tǒng)基本控制 (續(xù))制冷機(jī)序列控制功率控制法48空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制變風(fēng)量系統(tǒng)優(yōu)化控制冷凍水系統(tǒng)優(yōu)化控制制冷機(jī)優(yōu)化序列控制冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化控制49空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制 (續(xù))變風(fēng)量系統(tǒng)優(yōu)化控制基本控制：室內(nèi)溫度控制送風(fēng)溫度控制送風(fēng)壓力

15、控制優(yōu)化控制：送風(fēng)壓力優(yōu)化送風(fēng)溫度優(yōu)化50排風(fēng)機(jī)VAVP1Building systemRecycle air新風(fēng)機(jī)M-1送風(fēng)機(jī)P1盤管TV-1VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV靜壓設(shè)定優(yōu)化P1D1P1D2P1D3P1D4閥位傳感器壓力傳感器溫度控制器優(yōu)化溫度設(shè)定點(diǎn)P1DP1PP1T溫度傳感器F流量傳感器FP1D8P1D7P1D6P1D5靜壓控制器51送風(fēng)靜壓優(yōu)化控制示意圖52送風(fēng)溫度優(yōu)化控制示意圖53空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制 (續(xù))冷凍水系統(tǒng)優(yōu)化控制 供水溫度優(yōu)化基本控制：維持壓力設(shè)定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)水泵的序列控制優(yōu)化控制：優(yōu)化壓力設(shè)定點(diǎn)冷凍水供水溫度優(yōu)化設(shè)定54空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制 (續(xù))冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化控制基本控制：冷卻塔出水溫度的控制（控制逼近度）風(fēng)機(jī)的調(diào)級(jí)控制，風(fēng)機(jī)的變頻控制優(yōu)化控制：冷卻水回水溫度優(yōu)化設(shè)定55空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制 (續(xù))冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化控制基本控制：冷卻塔出水溫度的控制（控制逼近度）風(fēng)機(jī)的調(diào)級(jí)控制，風(fēng)機(jī)的變頻控制優(yōu)化控制：冷卻水回水溫度優(yōu)化設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)及優(yōu)化參數(shù)56逼近度(Approach)為3度不同控制方法下制冷機(jī)與冷卻塔風(fēng)機(jī)總功耗的比較57空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制 (續(xù))制冷機(jī)優(yōu)化序列控制基本控制：制冷機(jī)的臺(tái)數(shù)啟停優(yōu)化控制