空調自動化控制原理

空調自動化把握原理說明自動化系統(tǒng)是智能建筑的一個重要組成局部。樓宇自動化系統(tǒng)的照明、電梯、消防、安全防范等進展全面的計算機監(jiān)控治理。其中,中心空調的能耗占整個建筑能耗的50%以上，是樓宇自動化系統(tǒng)節(jié)能的重點[1]于工況及環(huán)境變化的適應性差，把握慣性較大，節(jié)能效果不抱負。傳統(tǒng)把握技術存在的問題主要是難以解決各種不確定性因素對空調系有簡潔性、不完全性、模糊性、不確定性、不存在算法和變動性大的系統(tǒng)的把握。“綠色建筑”主要強調的是:環(huán)保、節(jié)能、資源和材料的有效利用，特別是對空氣的溫度、濕度、通風以及干凈度的要求，因此，空調系統(tǒng)的應用越來越廣泛?？照{把握系統(tǒng)涉及面廣，而要實現(xiàn)的任務比較簡潔，需要有冷、熱源的支持。空調機組內有大功率的風機，但它的能耗很大。在滿足用戶對空氣環(huán)境要求的前提下，只有簡要爭論?？照{系統(tǒng)的根本構造及工作原理空調系統(tǒng)構造組成一般包括以下幾局部[2][3]:風局部空調系統(tǒng)在運行過程中必需采集局部室外的穎空氣(即風)，這局部風必需滿足室內工作人員所需要的最小穎空氣量，因此空調系統(tǒng)的風取入量打算于空調系統(tǒng)的效勞用途和衛(wèi)生要求。和空調系統(tǒng)的風管道以及風的濾塵裝置(風空氣過濾器)、風預熱器()共同組成了空調系統(tǒng)的風系統(tǒng)?？諝獾膬艋植靠照{系統(tǒng)依據其用途不同，對空氣的凈化處理方式也不同。因此，在空調凈化系統(tǒng)中有設置一級初效空氣過濾器的簡干凈化系級高效空氣過濾器的三級過濾裝置的高凈化系統(tǒng)?？諝獾臒?、濕處理局部對空氣進展加熱、加濕和降溫、去濕，將有關的處理過程組合在一起，稱為空調系統(tǒng)的熱、濕處理局部。在對空氣進展熱、濕處理過程中，承受外表式空氣換熱器(在外表式換熱器內通過熱水或水蒸氣的稱為外表式空氣加熱器，簡稱為空氣的汽水加熱器)。設置器;設置在降溫去濕之后的空氣加熱器，稱為空氣的二次加熱器;設置冷卻器或直接蒸發(fā)式外表冷卻器，也有承受噴淋冷水或熱水的噴水過程?？諝獾妮斔秃桶才?、把握局部空調系統(tǒng)中的風機和送、回風管道稱為空氣的輸送局部。風管中的調整風閥、蝶閥、防火閥、啟動閥及風口等稱為空氣的安排、的稱為單風機系統(tǒng);假設空調系統(tǒng)中設置兩臺風機，一臺為送風機，另一臺為回風機，則稱為雙風機系統(tǒng)?？照{系統(tǒng)的冷、熱源空調系統(tǒng)中所使用的冷源一般分為自然冷源和人工冷源。自然,這種形式1所示。圖1 空調系統(tǒng)構造示意圖其工作原理是當環(huán)境溫度過高時，空調系統(tǒng)通過循環(huán)方式把送入室內。冷卻盤管的冷凍水由冷卻機供給，冷卻機由壓縮機、冷凝被冷卻水冷卻后，變成液體，析出的熱量由冷卻水帶走，并在冷卻塔復始，循環(huán)不斷，把室內熱量帶走。當環(huán)境溫度過低時，需要以熱水進入風機盤管，和上述原理一樣，空氣加熱后送入室內?？諝饨涍^冷這就要加裝加濕器，進展噴水或噴蒸汽，對空氣進展加濕處理，用這樣的濕空氣去補充室內水汽量的缺乏。中心空調自動把握系統(tǒng)中心空調自動把握的內容與被控參數中心空調系統(tǒng)由空氣加熱、冷卻、加濕、去濕、空氣凈化、會到達設計容量。所以，為了舒適和節(jié)能，必需對上述設備進展實時把握，使其實際輸出量與實際負荷相適應。目前，對其容量把握已實度、濕度、壓力(壓差)以及空氣清爽度、氣流方向等，在冷、熱源方面主要是冷、熱水溫度，蒸汽壓力。有時還需要測量、把握供回水干的同時，還要對主要參數進展指示、記錄、打印，并監(jiān)測各機電設備的運行狀態(tài)及事故狀態(tài)、報警。中心空調設備主要具有以下自控系統(tǒng):風機盤管把握系統(tǒng)、風機組把握系統(tǒng)、空調機組把握系統(tǒng)、冷凍站把握系統(tǒng)、熱交換站把握系統(tǒng)以及有關給排水把握系統(tǒng)等。中心空調自動把握的功能制造舒適宜人的生活與工作環(huán)境·氣的最正確品質;·具有防噪音措施(承受低噪音機器設備);·可以在建筑物自動化系統(tǒng)中開放背景輕音樂等。通過中心空調自動把握系統(tǒng)，能夠使人們生活、工作在這種可供給生產工藝所需的空氣的溫度、濕度、干凈度的條件，從而保證產品的質量。節(jié)約能源在建筑物的電器設備中，中心空調的能耗是最大的，因此需夠大大節(jié)約能源。制造了安全牢靠的生產條件自動監(jiān)測與安全系統(tǒng)，使中心空調系統(tǒng)能夠正常工作，在覺察故障時能準時報警并進展事故處理。中心空調自動把握系統(tǒng)的根本組成圖2[4]為一室溫的自動把握系統(tǒng)。它是由恒溫室、熱水加熱器、傳感器、調整器、執(zhí)行器機構和(調整閥)調整機構組成。其中恒溫室和熱水加熱器組成調整對象(簡稱對象)，所謂調整對象是指被調2所示的3規(guī)定的數值稱為給定值(或設定值)θg表示。室外溫度的變化，室內熱源的變化，加熱器送風溫度的變化，以及熱水溫度的變化等，(或—調整閥的開度給定值上的調整參數，或稱調整量qq和干擾f對對象的作用方向是相反的。圖2 室溫自動調整系統(tǒng)示意圖圖3 室溫自動調整系統(tǒng)的方塊圖中心空調系統(tǒng)把握中存在的問題被控對象的特點空調系統(tǒng)中的把握對象多屬熱工對象，從把握角度分析，具有以下特點[3]:多干擾性例如，通過窗戶進來的太陽輻射熱是時間的函數，受氣象條件的影響;室外空氣溫度通過圍護構造對室溫產生影響;通過門、窗、建筑縫隙侵入的室外空氣對室溫產生影響;為了換氣(或保持室內確定正壓)所承受的風，其溫度變化對室溫有直接影響。此外，電加熱器(空氣加熱器)電源電壓的波動以及熱水加熱器熱水壓力、溫度、蒸汽壓力的波動等，都將影響室溫。如此多的干擾，使空調負荷在較大范圍內變化，而它們進入系統(tǒng)的位置、形式、幅值大小和頻繁程度等，均隨建筑的構造(建筑熱工性能)、用途的不同而異，更與空調技術本身有關。在設計空調技術。多工況性空調技術中對空氣的處理過程具有很強的季節(jié)性。一年中，至少要分為冬季、過渡季和夏季。近年來，由于集散型系統(tǒng)在空調系制度的多樣化，使運行治理和自動把握設備趨于簡潔。因此，要求操作人員必需嚴格依據包括節(jié)能技術措施在內的設計要求進展操作和維護，不得任憑轉變運行程序和拆改系統(tǒng)中的設備。溫、濕度相關性描述空氣狀態(tài)的兩個主要參數為溫度和濕度，它們并不是完全獨立的兩個變量。當相對濕度發(fā)生變化時會引起加濕(或減濕)動作，其結果將引起室溫波動;而室溫變化時，使室內空氣中水蒸氣的(溫度增高相對濕度削減，溫度降低相對濕度增加)。這種相對關聯(lián)著的參數稱為相關參數。明顯，在對溫、濕度都有要求的空調系統(tǒng)中，組成自控系統(tǒng)時應充分留意這一特性。把握中存在的主要問題PID把握，即承受測溫元件(溫感器)＋PID溫度調整器＋電動二通調整閥的PID調整方上的電動調整閥，由調整閥的開度大小實現(xiàn)冷(熱)水量的調整，到達溫度把握的目的。為便利治理，簡化把握過程，把溫度傳感器設于空的溫度設定值，在夏季應比要求的室溫高(0.5～1.0)℃，在冬季應比要求的室溫低(0.5～1.0)℃。PID調整的實質就是依據輸入的偏差值，按比例、積分、微測空調機組的工作狀態(tài)對象有:過濾器堵塞(壓力差警，以了解過濾器是否需要更換;調整冷熱水閥門的開度，以到達調整室內溫度的目的;送風機與回風機啟/停;開度，轉變風、回風比例，在保證衛(wèi)生度要求下降低能耗，以節(jié)約運行費用;檢測回風機和送風機兩側的壓差，以便得知風機的工作狀態(tài);檢測風、回風與送風的溫度、濕度，由于回風能近似反映被調工作參數與上述監(jiān)測的狀態(tài)數據，現(xiàn)場把握站把握送、回風機的啟/停，風與回風的比例調整，盤管冷、熱水的流量，以保證空調區(qū)域PID調整能滿足對環(huán)境要求不高的一般場所，但是PID調整同樣存在一些缺乏，如把握簡潔產生超調，對于工況及環(huán)境變化的適應性差，把握慣性較大，節(jié)能效果也不抱負，所以對于環(huán)境要求較高或者對環(huán)境有特別要求的場所，PID調整就無法滿足要求了。對于像中心空調系統(tǒng)這樣的大型簡潔過程(或對象)的把握實義下的優(yōu)化狀態(tài)。在把握中存在問題主要表現(xiàn)在:不確定性傳統(tǒng)把握是基于數學模型的把握，即認為把握、對象和干擾問題具有不確定性，甚至會發(fā)生突變。對于“未知”、不確定、或者知高度非線性傳統(tǒng)把握理論中，對于具有高度非線性的把握對象，雖然也有大量的非線性問題存在。半構造化與非構造化傳統(tǒng)把握理論主要承受微分方程、狀態(tài)方程以及各種數學變換作為爭論工具，其本質是一種數值計算方法，屬定量把握范疇，要問題。系統(tǒng)簡潔性按系統(tǒng)工程觀點，廣義的對象應包括通常意義下的操作對象高度耦合，相互制約，外部環(huán)境又極其簡潔，有時甚至變化莫測。傳統(tǒng)把握缺乏有效的解決方法。牢靠性常規(guī)的基于數學模型的把握方法傾向于是一個相互依靠的整體，盡管基于這種方法的系統(tǒng)常常存在魯棒性與靈敏度之間的沖突，述方法，則可能由于條件的轉變使得整個把握系統(tǒng)崩潰。歸納上述問題，簡潔對象(過程)表現(xiàn)出如下的特性:·系統(tǒng)參數的未知性、時變性、隨機性和分散性;·系統(tǒng)時滯的未知性和時變性;·系統(tǒng)嚴峻的非線性;·系統(tǒng)各變量間的關聯(lián)性;·環(huán)境干擾的未知性、多樣性和隨機性。面對上述空調系統(tǒng)的特性，因其屬于不確定性簡潔對象(或過程)的把握范疇，傳統(tǒng)的把握方法難以對這類對象進展有效的把握，必需探究更有效的把握策略。把握策略的選取(過程)的特性難于用準確的數學模型描述。用傳統(tǒng)的基于經典把握理論的PID把握和基于狀態(tài)空間描述的近代把握理論方法來實現(xiàn)對被控對象的高動把握器是用基于數學模型和學問系統(tǒng)相結合的廣義模型進展設計的，也就是說對不確定性簡潔系統(tǒng)的把握一般承受智能把握策略[5]把握系統(tǒng)具有以下根本特點:具有足夠的關于人的把握策略、被控對象及環(huán)境的有關學問以及運用這些學問的“才智“;是能以學問表示的非數學廣義模型和以數學描述表示的混合過程，承受開閉環(huán)把握和定性及定量把握相結合的多模態(tài)把握方式;具有變構造特點，能總體自尋優(yōu)，具有自適應、自組織、自學習和自協(xié)調力氣;具有補償和自修復力氣、推斷決策力氣和高度的牢靠性。智能把握策略的突出優(yōu)點是充分利用人的把握性能，信息獵取、傳遞、處理性能的爭論結果和心理、生理測試數據，建立把握者—“人”環(huán)節(jié)的模型，以便與被把握對象—機器的模型相互協(xié)作，設計人機系統(tǒng)，為系統(tǒng)分析設計供給靈敏性。例如，當建立被把握對象模型很困難時，可以建立把握者模型，如建立把握專家模型、設計專家把握器等;當建立把握者模型很困難時，可以建立被把握對象模型;而設計被控對象模型有困難時，又可建立“把握者—被把握對象”的聯(lián)合模型，即把握論系統(tǒng)模型，如“人—人”把握論系統(tǒng)的對策論模型。由于現(xiàn)代傳感變換檢測技術和計算機硬件相關技術的進展根本上已經式。不同的把握策略所構造出的算法其簡潔程度、魯棒性、解耦性能[6]策略具有其獨特的優(yōu)勢。仿人智能把握是總結、仿照人的把握閱歷和行為，以產生式規(guī)章專家的把握行為，把握算法是多模態(tài)的和多模態(tài)把握間的交替使用，略，還有模糊把握策略、專家系統(tǒng)把握策略等。工程實現(xiàn)與監(jiān)控信息平臺的選擇大型簡潔系統(tǒng)把握的工程實現(xiàn)中除了低層的DDC感裝置、儀器儀表、傳動裝置、執(zhí)行機構等，應轉變某些由于技術背形成大量的自動化“孤島”，給企業(yè)的信息化留下隱患，使大量的貴重件不少，但用于大型簡潔系統(tǒng)未必都那么適宜。事實上，各軟件廠商在設計系統(tǒng)時各有側重，實現(xiàn)技術與設計方案也各有自己的鮮亮特度和廣度是有較大差異