1、 自動控制空氣調(diào)節(jié)自動化是現(xiàn)代自動控制的一部分，只有實(shí)現(xiàn)空調(diào)的自動控制，才能更好的滿足生產(chǎn)和生活的需要，更好的節(jié)省能源。因此，根據(jù)各種氣候條件，工藝要求和空氣處理過程，采用不同的空調(diào)方案與自動控制系統(tǒng)就具有重要的意義。好的控制設(shè)計再加上合理的控制策略取得的效益是巨大的。自控系統(tǒng)雖然投資比較大，但是他的經(jīng)濟(jì)與節(jié)能回報也是非?？捎^的。另外，自控技術(shù)的推廣和使用，對于城市現(xiàn)代化管理體系，促進(jìn)建筑技術(shù)學(xué)科發(fā)展，具有重要的推動作用，同時其節(jié)能效益可直接減少能耗，從而對減少環(huán)境污染做出貢獻(xiàn)。此次設(shè)計中，我們將自動控制技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)房中的海水源熱泵與機(jī)組的控制，VRV空調(diào)系統(tǒng)的控制以及全熱交換機(jī)組的控制中。

2、由于本科生知識的有限性，下面章節(jié)只對自控技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用以及其節(jié)能效益做了簡要的介紹。 機(jī)房控制策略 中央空調(diào)系統(tǒng)耗電量大，約占整個建筑的 50%以上，很有節(jié)能潛力。在本工程中，由于采用了海水源熱泵系統(tǒng)，所以對海水源熱泵運(yùn)行情況的精確的控制就顯得尤為重要。海水源熱泵的控制海水源熱泵利用海水作為冷熱源，夏季水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，冬季水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高；而且不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問題。但海水源熱泵對于所選用的海水必須滿足水量充足、水溫適當(dāng)、水質(zhì)良好、供水穩(wěn)定等要求。所以必須對海水的

3、水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，以保證海水源熱泵的正常良好的運(yùn)行?？照{(diào)機(jī)組系統(tǒng)控制方案：1、機(jī)組自控系統(tǒng):采用定送風(fēng)量，變新風(fēng)量系統(tǒng)。送入各房間的送風(fēng)量不變，通過控制送風(fēng)溫度來實(shí)現(xiàn)對房間的溫度控制。同時根據(jù)回風(fēng)處的二氧化碳檢測裝置，調(diào)節(jié)房間的新風(fēng)量，空調(diào)機(jī)組的回風(fēng)量將隨之變化。2、水閥的調(diào)節(jié)：在定風(fēng)量系統(tǒng)中，由回風(fēng)溫度控制安裝在冷熱水回水管上的電動二通比例式調(diào)節(jié)閥。通過采集空調(diào)機(jī)組回風(fēng)溫度值,經(jīng)過與控制器的設(shè)定值比較,調(diào)節(jié)冷凍水的供應(yīng)量,從而達(dá)到控制溫度的目的。當(dāng)室溫高于恒溫器設(shè)定溫度T,水閥驅(qū)動器運(yùn)行,水閥開大,冷凍水流過盤管進(jìn)行熱交換處理,經(jīng)風(fēng)機(jī)送風(fēng),向室內(nèi)送冷氣。當(dāng)室內(nèi)溫度低于控制器設(shè)定溫度時,水閥

4、關(guān)小。如此循環(huán),室內(nèi)溫度保持在T為±1范圍內(nèi)。3、風(fēng)閥的調(diào)節(jié)：（1）夏季空調(diào)運(yùn)行時根據(jù)回風(fēng)處的二氧化碳檢測裝置，檢測室內(nèi)所需的新風(fēng)量。當(dāng)需要增大新風(fēng)量時，新風(fēng)電動風(fēng)閥的開啟度增大，回風(fēng)電動風(fēng)閥的開啟度減小。（2）對于空調(diào)器內(nèi)的加濕器，根據(jù)室內(nèi)的相對溫度，控制一次風(fēng)的加濕量。(3) 在新風(fēng)入口設(shè)置電動風(fēng)閥，與新風(fēng)送風(fēng)機(jī)連鎖開關(guān)，以防冬季非運(yùn)行時盤管凍裂。4 過渡季節(jié)的控制 在我國，過渡季節(jié)的晝夜溫差一般都波動較大，室外溫度很多時候低于室內(nèi)溫度，這樣為節(jié)能考慮，就有必要對系統(tǒng)的送風(fēng)溫度進(jìn)行實(shí)時優(yōu)化并重設(shè)定。送風(fēng)溫度重設(shè)定是指在一定工況下，提高系統(tǒng)送風(fēng)的送風(fēng)溫度，從而達(dá)到節(jié)能目的的一種控制

5、策略。提高送風(fēng)溫度可以使得系統(tǒng)引入更多的新風(fēng)甚至采用全新風(fēng)，這樣就可以減少 AHU 的能耗。送風(fēng)溫度的提高是有限的，首先當(dāng)然不能高于室內(nèi)設(shè)定的溫度值；其次，送風(fēng)溫度提高，送風(fēng)量也必然加大，而送風(fēng)量不能超過送風(fēng)管道的設(shè)計容量；最后送風(fēng)溫度的提高還要受到末端風(fēng)閥開度的影響，如果某時刻末端的風(fēng)閥開度已經(jīng)達(dá)到最大，此時再提高送風(fēng)溫度，將導(dǎo)致該區(qū)域的溫度失去控制。所以在過度季節(jié)，一旦室外空氣溫度低于室內(nèi)空氣溫度，我們就采用全新風(fēng)。在作控制策略之前，我們做節(jié)能計算，證明送風(fēng)溫度重設(shè)定是節(jié)能的。由風(fēng)系統(tǒng)水力計算我們知道，平均最不利環(huán)路的阻力是 300Pa，則為利用不做處理的全新風(fēng)，每提高 1溫度，每 m3

6、風(fēng)量 AHU 節(jié)能量為： Q1=1005*1.22*1*1=1226.1J 而因?yàn)樘岣邷囟榷沟蔑L(fēng)機(jī)增加的功率為： Q2=PV=300*1=300J 所以總的來說，在風(fēng)管容量及末端風(fēng)閥允許的情況下，我們可以提高送風(fēng)溫度來減少能耗。 我們在提高送風(fēng)溫度時，控制其最大值為 21。VRV空調(diào)系統(tǒng)的控制VRV空調(diào)系統(tǒng)是一種冷劑式空調(diào)系統(tǒng)，它以制冷劑為輸送介質(zhì)，室外主機(jī)由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和其他制冷附件組成，末端裝置是由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機(jī)組成的室內(nèi)機(jī)。一臺室外機(jī)通過管路能夠向若干個室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑液體。通過控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)各換熱器的制冷劑流量，才可以適時地滿足室內(nèi)冷、熱負(fù)荷要求。

7、所以這些部件之間必須互相匹配，互相適應(yīng)。一個穩(wěn)定運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)其中任一設(shè)備或系統(tǒng)的某一參數(shù)改變時，必然會影響其他設(shè)備和整個空調(diào)系統(tǒng)的工作。同時，空調(diào)系統(tǒng)是根據(jù)室內(nèi)和室外設(shè)計參數(shù)進(jìn)行設(shè)計的，但在實(shí)際運(yùn)行中室內(nèi)和室外的條件是不斷變化的，空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常要處于部分負(fù)荷下運(yùn)行，不進(jìn)行調(diào)節(jié)，就不能保證室內(nèi)空氣參數(shù)處于要求的狀態(tài)。因此，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中，必須對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，使其按照要求運(yùn)行，同時盡可能減少能耗，以達(dá)到節(jié)能目的。系統(tǒng)特點(diǎn)使系統(tǒng)最佳運(yùn)行：對受監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化控制，使其以最合理方式運(yùn)行，同時可以實(shí)時有效的對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，大大降低了設(shè)備的故障率，延長了設(shè)備的使用壽命，并最終

8、降低了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。提高效率：利用現(xiàn)代化智能控制技術(shù)對系統(tǒng)內(nèi)各空調(diào)設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控，節(jié)省了設(shè)備管理人員，提高了故障響應(yīng)速度，同時，可避免因人為錯誤操作而造成的設(shè)備損壞。系統(tǒng)功能集中監(jiān)控：對大量分散的設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控，在無人值守的環(huán)境下保證設(shè)備的正常運(yùn)行。實(shí)時監(jiān)控：通過區(qū)域式集中控制器的網(wǎng)絡(luò)功能，實(shí)時監(jiān)控空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。通過電腦端的監(jiān)控軟件，對各區(qū)域設(shè)備的各類參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和調(diào)整，如制冷/制熱模式更改；溫度偏差速率、溫控周期等參數(shù)設(shè)定等等。遠(yuǎn)程啟/停設(shè)備：系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需要啟動或停止任何在線設(shè)備。分時段定時運(yùn)行、遠(yuǎn)程設(shè)置與開關(guān)空調(diào)。實(shí)時顯示各區(qū)域狀態(tài)，例如：運(yùn)行、停止、故障、制熱、除霜、

9、防凍等。走勢曲線：根據(jù)實(shí)時監(jiān)控數(shù)據(jù)，可以自動生成各參數(shù)的實(shí)時或歷史運(yùn)行曲線，并可打印輸出。歷史存儲：各類參數(shù)可作為歷史記錄存儲在數(shù)據(jù)庫中，以供后期查詢，分析，統(tǒng)計。存儲時間，狀態(tài)，可根據(jù)用戶需要自定義設(shè)置。數(shù)據(jù)輸出：所有表格數(shù)據(jù)，查詢結(jié)果均為可輸出文件。實(shí)時警報：當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備發(fā)生故障時，監(jiān)控界面上的顏色（綠條）會變成紅、黃兩色互換顯示，點(diǎn)擊此條，會彈出“故障”對話框，通知工作人員故障設(shè)備地址及故障內(nèi)容。歷史查詢：用戶可設(shè)置在某時間段內(nèi)的所用報警記錄信息。圖片自選：背景圖片及LOGO圖片等可根據(jù)需要改變。多用戶管理：可自行設(shè)定用戶，其管理權(quán)限可自行設(shè)定。密碼保護(hù)：多個操作人員安全管理密碼功能。計

10、算機(jī)串口使用可自行設(shè)定。標(biāo)準(zhǔn)MODBUS的相關(guān)工作參數(shù)（串口波特率、通信消息幀格式、每字節(jié)數(shù)據(jù)位、每字節(jié)停止位、每字節(jié)奇偶校驗(yàn)位、超時定義、工作模式）可自行設(shè)定。VRV系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)的自控方案VRV 系統(tǒng)是一種基于現(xiàn)場總線技術(shù)的分散式控制系統(tǒng)。室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)均有自動控制系統(tǒng)，內(nèi)、外機(jī)之間通過制冷循環(huán)參數(shù)的變化進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。室內(nèi)機(jī)的控制, 主要是對風(fēng)扇電機(jī)和制冷劑管路電子膨脹閥的控制。由于風(fēng)速由用戶設(shè)定， 所以室內(nèi)機(jī)的容量調(diào)節(jié)和室內(nèi)溫度控制主要是通過電子膨脹閥的控制實(shí)現(xiàn)。這種調(diào)節(jié)以室內(nèi)機(jī)的回風(fēng)溫度作為輸入量， 回風(fēng)溫度采集點(diǎn)一般設(shè)置在室內(nèi)機(jī)回風(fēng)口附近。此外, 考慮到室內(nèi)環(huán)境的舒適度以及人員的感受,室

11、內(nèi)機(jī)還具備了夏季制冷/除濕運(yùn)轉(zhuǎn)下的防凍結(jié)保護(hù),冬季制熱、 除霜運(yùn)轉(zhuǎn)下的防吹冷風(fēng)、 防送風(fēng)溫度過熱保護(hù)等功能具體控制方案如下：(1)監(jiān)測內(nèi)容 數(shù)字量(DI): 過濾器阻塞報警（壓差開關(guān)）、防凍報警（防凍開關(guān)）、送風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、送風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)、送風(fēng)機(jī)手/自動狀態(tài)、回風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、回風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)、回風(fēng)機(jī)手/自動狀態(tài)。 模擬量(AI): 送風(fēng)溫濕度檢測、回風(fēng)溫濕度檢測、室內(nèi)溫濕度檢測（CO濃度檢測）。 (2)控制內(nèi)容數(shù)字量(DO):送風(fēng)機(jī)啟/?？刂?、回風(fēng)機(jī)啟/停控制。模擬量(AO): 1)表冷器電動調(diào)節(jié)閥開度，即根據(jù)送風(fēng)實(shí)測溫度與設(shè)定溫度的偏差按PID規(guī)律調(diào)節(jié)閥門開度；2)加濕器電動調(diào)節(jié)閥開度，即根據(jù)送風(fēng)實(shí)測濕度與設(shè)定濕度的偏差按PID規(guī)律調(diào)節(jié)閥門開度。新風(fēng)與排風(fēng)的自控方案為保證房間空氣質(zhì)量，一些特殊空間（會議室等）采用CO濃度傳感器。當(dāng)CO濃度升高時，控制器檢測到其變化后計算輸出控制信號控制新風(fēng)閥開度以增加新風(fēng)量，新風(fēng)量控制系統(tǒng)方框圖如圖12.2所示。圖13.2 新風(fēng)量(CO濃度)控制系統(tǒng)方框圖具體控制方案如下：(1)監(jiān)測內(nèi)容數(shù)字量(DI)：風(fēng)機(jī)手/自動轉(zhuǎn)換狀態(tài)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)故障報警、過濾器阻塞報警（壓差開關(guān)）、防凍報警（防凍開