第六章-空调系统的运行调节..

第六章第六章空调系统的全年运行调节空调系统的全年运行调节6 6.1.1 室内热湿负荷变化时的运行调节6 6.2.2 室外空气状态变化时的运行调节6 6.3.3 集中式空调系统的自动控制6 6.4.4 变风量空调系统的运行调节6 6.5.5 半集中式空调系统的运行调节主要内容主要内容 空调系统的全年运行调节n 空调系统的空气处理方案和处理设备的容量是在空气处于冬夏设计参数以及室内负荷为最不利时确定的；n 在我国大部份地区，室外空气参数介于冬夏设计参数之间；n 室内冷热负荷也是经常变化的；n 因此，运行根据实际室外气象参数和室内负荷的变化对空调系统进行全年运行工况的分析，以保证全年内，用最经济的运行方式运行。空调系统的全年运行调节n 空调房间所要求的t,设计参数，通常允许有一定的波动范围，空调系统运行时，应保证室内空气状态点始终位于这一波动范围之内。t上t下上下6.16.1室内热湿负荷变化时的运行调节室内热湿负荷变化时的运行调节（1 1）定）定(机器机器)露点和变露点和变(机器机器)露点的调节方法露点的调节方法（2 2）调节一、二次回风混合比）调节一、二次回风混合比（3 3）调节空调箱旁通风门）调节空调箱旁通风门（4 4）调节送风量）调节送风量（5 5）多房间空调系统的运行调节）多房间空调系统的运行调节影响因素室内人体散热照明和工业设备散热人员的出入工艺过程的变化房间围护结构的传热量随室外气象参数的变化室内热湿负荷变化指的是：室内热湿负荷变化指的是：室内室内余热量余热量Q Q和余湿量和余湿量W W随着室内工作条件的改变随着室内工作条件的改变和室外气象条件的变化而改变。和室外气象条件的变化而改变。（1 1）定）定(机器机器)露点和变露点和变(机器机器)露点的调节方法露点的调节方法n当室内余热量减少，余湿量基本不变时当室内余热量减少，余湿量基本不变时，降为空调系统送风量G和室内产湿量W不变，含湿量不变由于QQ，N 低于N点。如N点仍在室内温湿度允许范围内则可不必进行调若N 点超出了N点的允许波动范围，则可以用调节再热量的办而不改变露点n当室内余热量减少，余湿量基本不变时使送风状态点变为O送人室内使室内状态点N保持不变或在温湿度允许范围内Nn室内余热量、余湿量均变化室内余热量和余湿量均变化可能减小，也可能增加当室内热湿负荷变化不大，且室内无严格精度要求时，或N 点仍在允许范围内，则不必进行调节n室内余热量、余湿量均变化定露点调节再热改变机器露点改变露点的方法调节预热器加热量冬季，当新风比不变时，可调节预热器加热量 M M 调节新、回风混合比 不需要预热时 C C 调节喷水温度或表冷器进水温度调节喷水温度或表冷器进水温度 L L 露点的改变会使调节工作变得复杂，实际工作中应尽量使用定露点调节再热量的方法。定露点控制法适用于室内湿度的允许范围较大或余湿量变化不大的场合。变露点控制法只有在室内参数要求精度较高或余湿量变化较大的场合适用。n 不调节喷水温度（2 2）调节一、二次回风混合比）调节一、二次回风混合比Gh1,Gh2 G=0WCNLNONWCNLNONn 调节喷水温度Gh1,Gh2 G=0 WNCLNONWNC L NON（3 3）调节空调箱旁通风门）调节空调箱旁通风门原理原理：室内回风经与新风混合后，除部分空气经过喷水室或表冷器处理以外，另一部分空气可经旁通风门流过，然后再与处理后的空气混合送人室内WN C L C O N WN C L O N 要求处理的机器露点低，则要求的冷水温度低，要求处理的机器露点低，则要求的冷水温度低，影响制冷机效率。影响制冷机效率。旁通风未经处理，降低空气品质且室外空气参数旁通风未经处理，降低空气品质且室外空气参数影响室内空气参数。影响室内空气参数。与定露点方法相比，耗冷量小，且无冷热量抵消与定露点方法相比，耗冷量小，且无冷热量抵消现象。现象。在过渡季，节能效果明显在过渡季，节能效果明显方法特点方法特点：（3 3）调节空调箱旁通风门）调节空调箱旁通风门WLO N 取代取代 WW1O N WW2O N L或或（4 4）调节送风量）调节送风量n房间显热冷负荷减少，湿负荷不变n减少送风量nN Nn调节喷水温度或表冷器进水温度，降低机器露点，减少送风含湿量注意风量不能调得过小，以免处理设备处理不出所需的d0和t0风量过小还会导致室内气流组织恶化和正压降低，影响空调效果。改变送风量的方法可在房间送风支管上安装变风量末端装置。（4 4）调节送风量）调节送风量（5 5）多房间空调系统的运行调节）多房间空调系统的运行调节n同一送风状态L N1、N2偏离了N点，但仍在室内允许参数范围之内n实现各室N不同n系统同一露点(L)不同送风温差送风n实现各室N相同6.26.2室外空气状态变化时的运行调节室外空气状态变化时的运行调节（1 1）一次回风空调系统全年运行调节）一次回风空调系统全年运行调节（2 2）空调系统的全年节能运行工况）空调系统的全年节能运行工况 室外空气状态变化成因：室外空气状态变化成因：n送风状态的变化n建筑外围护结构热量的变化6.26.2室外空气状态变化时的运行调节室外空气状态变化时的运行调节 处理方法：处理方法：将全年分成若干气象区（空调工况区）在h-d图上对全年各时刻出现的干、湿球温度状态点在该图上的分布进行统计，算出这些点全年出现的频率值，就可得到一张焓频图，这些点的边界线称为室外气象包络线。该图能清楚地显示全年室外空气焓值的频率分布。室外气象包络线室外气象包络线第区域 （室外空气焓值小于hw1）第区域 （hW1hWhL1）第区域 （hL1hWhL2）第区域 （hL1hWhN2）第区域 （hN2hw）（1 1）一次回风空调系统全年运行调节）一次回风空调系统全年运行调节n第区域室外空气焓值小于hw1调节方法：改变预热器加热量新风比要求：满足室内卫生要求的最小新风百分比若室外空气焓值hw1时，需进行预热到w1，然后再按m%与回风混合，使混合点落在hL1线上。1111%hhNLhhwNmW W1N1C1L1O1N11（1 1）一次回风空调系统全年运行调节）一次回风空调系统全年运行调节n第区域111%NONttttmW W2N1CO1N11若有蒸汽源，可用喷蒸汽加湿的方法W2所对应的温度由下式确定：W N1C1L1O1N11C1CW2调节预热器加热量的方法通过控制预热器的供回水阀门以改变热媒流量进行调节。特点：温度波动大，稳定性差。控制预热器处的旁通联动风阀，以调节通过和不通过的比例来进行调节，多用于热煤为蒸汽。特点：温度波动小，稳定性好。n第区域n第区域*若室外空气焓值=hL1时，可全部采用新风，一次回风阀关闭。*实际的调节方法：可采用新回风联动调节阀，一个阀调大的同时，另一个阀关小，随着室外空气状态点的升高，可逐渐开大新风阀，同时逐渐关小回风阀。W N1C L1N11O1喷冷水处理（启动制冷设备或深井水）改变新回风混合比(增大新风量减小回风量），仍用原来的机器露点W N1C L1N11O1n第区域这一区域是当冬、夏季要求室内空气参数不同时所特有的。室外空气焓在hL1-hL2之间调节方法：调节方法：改变室内参数整定值，并改变新回风比为推迟使用冷源，可将室内参数的整定值调整到夏季的参数。W N2CL2O2注意：*若室外状态点恰好在L2线上，应关闭一次回风阀门，全部采用新风。*若此时机器露点仍保持在L1上，此区就要启动冷源。n第区域室外空气焓在hL2hN2之间*调节方法：调节方法：关闭回风，采用全新风,用循环水已经不能处理到L2点，所以采用冷水喷淋的处理方法降温减湿*喷水温度可用喷水三通阀改变冷水量和循环水量的混合比来进行调节.W(W )N2L2On第区域室外空气焓在hN2hW之间*调节方法：调节方法：也采用冷水喷淋的处理方法，但新风比m%喷水处理过程是：降焓减湿*当室外空气焓值增高至室外设计参数时，水温必须降低到设计工况（夏季）时的喷水温度W N2C2L2N2n一次回风喷水系统的调节方法n一次回风喷水系统的调节方法露点控制调节法的优缺点v优点：控制简单，性能可靠，应用广泛v缺点：冷热量相互抵消，浪费能量。（2 2）空调系统的全年节能运行工况）空调系统的全年节能运行工况主要考虑以下几点原则：采用变室内测定值或被调参数波动方法，扩大不用冷热的时间尽量避免冷热量抵消的方法冬、夏季，充分利用室内回风，保持最小新风量1)过渡季节，加大新风量以充分利用室外空气的自然调节能力，并尽量推迟使用制冷机的时间6.3 6.3 集中式空调系统的自动控制集中式空调系统的自动控制（1 1）空调自动控制系统的基本组成）空调自动控制系统的基本组成（2 2）空调自动控制系统的品质指标）空调自动控制系统的品质指标（3 3）室温控制）室温控制（4 4）室内相对湿度控制）室内相对湿度控制（5 5）某些处理设备的控制方法）某些处理设备的控制方法（6 6）集中式空调系统全年运行自动控制举例）集中式空调系统全年运行自动控制举例n 自动控制就是根据调节参数的实际值与给定值的偏差，用由专用的仪表和装置组成的自动控制系统调节参数的偏差值，使参数保持在允许的波动范围内。优点：优点：提高运行质量降低能量消耗减少运行人员和减轻劳动强度6.3 6.3 集中式空调系统的自动控制集中式空调系统的自动控制（1 1）空调自动控制系统的基本组成）空调自动控制系统的基本组成自动控制系自动控制系统主要组成统主要组成部件部件敏感元件（传感器）敏感元件（传感器）感受被调参数，并输出信号给调节器调节器（命令机构）调节器（命令机构）接受敏感元件的信号，通过比较给定值进行运算放大并驱动执行结构执行机构执行机构接受来自调节器的输出信号以驱动调节机构部分调节机构调节机构受执行机构驱动，直接起调节作用的部件基本概念：基本概念：过渡过程过渡过程：从一个旧的平衡状态转入一个新的平衡状态：从一个旧的平衡状态转入一个新的平衡状态所经历的过程所经历的过程调节调节(过渡过渡)时间时间t1：从平衡被破坏，调节参数发生波动，：从平衡被破坏，调节参数发生波动，经过一段时间最后趋向一个新的平衡状态所经历的时间。经过一段时间最后趋向一个新的平衡状态所经历的时间。静差静差：调节系统从原来的平衡状态过渡到新的平衡调节系统从原来的平衡状态过渡到新的平衡状态时调节参数的新稳定值对原来给定值之间的差。状态时调节参数的新稳定值对原来给定值之间的差。动态偏差动态偏差xmax：在过渡过程中，调节参数对新的稳定在过渡过程中，调节参数对新的稳定值的最大偏差值。值的最大偏差值。（2 2）空调自动控制系统的品质指标）空调自动控制系统的品质指标n 基本要求：能在较短的时间内，使调节参数达到新的平衡。n 质量要求：静差越小越好动态偏差越小越好调节时间越短越好（2 2）空调自动控制系统的品质指标）空调自动控制系统的品质指标n改变送风温度的方法(粗调方法粗调方法)：调节加热器的加热量;调节新、回风混合比;调节一、二次回风比.（3 3）室温控制）室温控制n微调方法：电加热器电加热器传感器的放置地点不要受太阳辐射热及其他局部热源的干扰墙壁温度较空气温度变化滞后得多要注意墙壁温度的影响自由悬挂，也可以挂在内墙上n传感器的放置位置对控制效果会产生很大影响（3 3）室温控制）室温控制n室外空气温度补偿控制以室外干球温度作为室内温度调节器的主参数根据室外气温的变化，改变室内温度的给定值方式：方式：调节器M分为冬、夏两个调节器，通过转换开关进行季节切换。目的：目的：增强人们的舒适感和节省能量n送风温度补偿控制（3 3）室温控制）室温控制目的：目的：提高控制精度，消除室外气温、新风量变化以及冷、热媒温度波动等对送风温度的干扰方式：方式：T1+T2 M室温（4 4）室内相对湿度控制）室内相对湿度控制n间接控制法（定露点）由机器露点温度控制新风和回风混合阀门用于用于冬季和过渡季方式：方式：TL执行机构M比例控制新风、回风和排风联动阀门保持机器露点温度一定（4 4）室内相对湿度控制）室内相对湿度控制n间接控制法（定露点）由机器露点温度控制喷水室喷水温度用于用于夏季和过渡季方式：方式：TL执行机构M比例控制三通混合阀调节喷水温度保持机器露点温度一定湿度传感器HTL（4 4）室内相对湿度控制）室内相对湿度控制n直接控制法（变露点）场合：场合：室内产湿量变化较大或室内相对湿度要求较严格的情况方式：方式：在室内直接设置湿球温度或相对湿度传感器，控制相应的调节机构，直接根据室内相对湿度偏差进行调节，以补偿室内热湿负荷的变化（5 5）某些处理设备的控制方法）某些处理设备的控制方法冷水进水温度不变，调节进水流量T 调节器比例地调节三通阀改变流入盘管的水流量冷水流量不变，调节进水温度T 调节器比例地调节三通阀改变进水水温n水冷式表面冷却器（5 5）某些处理设备的控制方法）某些处理设备的控制方法n直接蒸发式冷却盘管控制一方面靠室内温度传感器T通过调节器使电磁阀作双位动作;另一方面膨胀阀自动地保持盘管出口冷剂吸气温度一定（6 6）集中式空调系统全年运行自动控制举例）集中式空调系统全年运行自动控制举例n带喷水室的一次回风空调系统（6 6）集中式空调系统全年运行自动控制举例）集中式空调系统全年运行自动控制举例n带喷水室的一次回风空调系统第第1阶段阶段第第2阶段阶段第第3阶段阶段第第4阶段阶段室温控制：T和T2 调节器M1 再热器的再热量湿度控制：湿度传感器H M2 一次加热器的加热量室温控制：T和T2 调节器M1 再热器的再热量湿度控制：湿度传感器H M3 开大新风阀门，关小回风阀门,开大排风阀门室温控制：T和T2 调节器M1 再热器的再热量湿度控制：湿度传感器H M4 冷水和循环水的混合比室温控制：T和T2 调节器M1 再热器的再热量湿度控制：湿度传感器H M4 冷水和循环水的混合比n一次回风空调的DDC直接数字控制系统（6 6）集中式空调系统全年运行自动控制举例）集中式空调系统全年运行自动控制举例6.46.4 变风量空调系统的运行调节变风量空调系统的运行调节使用节流型末端装置的变风量空调系统n 室内负荷变化时的运行调节室内恒温器节流阀调节风量静压控制器电机转速送风温度盘管三通阀送风温度W NCLNW NC L N使用旁通型末端装置的变风量空调系统n 室内负荷变化时的运行调节室内恒温器旁通阀调节风量W NCLN L NCLNWC使用诱导型末端装置的变风量空调系统n 室内负荷变化时的运行调节室内恒温器二次空气侧阀门调节风量W NCLN W NCLNNC6.46.4 变风量空调系统的运行调节变风量空调系统的运行调节n 全年运行调节全年有恒定冷负荷采用无末端再热的变风量空调系统，全年送冷风n 全年运行调节系统各房间冷负荷变化较大采用有末端再热的变风量空调系统，全年送冷风最小夏季冬季过渡季最大n 全年运行调节夏季冷却和冬季加热的变风量系统6.56.5 半集中式空调系统的运行调节半集中式空调系统的运行调节全空气诱导器系统的运行调节n诱导器系统改变一次风状态一次风集中处理，当各房间空气参数不同时难以满足要求改变二次风状态能同时满足各个房间不同的空气参数要求同时改变一次、二次风状态一次风集中处理起集中调节作用，二次风局部调节，能满足各个房间不同的空气参数要求空气-水诱导器系统的运行调节n诱导器系统 当负荷变化时，可以改变一次风的状态或改变二次盘管的冷热量来进行调节，或者两者同时改变。如果一次风只承担围护结构传热负荷，二次盘管承担其他瞬变负荷(指室内照明，设备和人员散热及太阳辐射热的瞬时变化负荷)。由于这种方式的一次风相当于风机盘管系统的新风系统，故全年运行调节方法与风机盘管加独立新风系统基本相同n 风机盘管机组系统 风机盘管机组的局部调节方法n 风机盘管机组系统 风机盘管空调系统的全年运行调节就地取用新风系统就地取用新风系统 房间的冷（热）负荷以及新风负荷完全由二次盘管承担，要求风机盘管能随时适应新风负荷变化，调节难度大。独立新风系统独立新风系统 新风系统不负担室内显冷（热）负荷，只需将新风处理到设定的室温，而由盘管承担全部室内冷（热）负荷 新风系统只承担室内渐变负荷，盘管承担其他瞬变负荷负荷性质和调节方法负荷性质和调节方法n 风机盘管机组系统 风机盘管空调系统的全年运行调节瞬变负荷是指室内照明、设备和人员散热及太阳辐射热等风机盘管中的盘管来负担渐变负荷是指通过围护结构(外墙、外门、窗、屋顶)的室内外温差传热新风来负担1()()pNwNA c ttT tt新风量所有的围护结构每1室内外温差的传热量渐变负荷部分有如下的热平衡式：n 风机盘管机组系统 风机盘管空调系统的全年运行调节负荷性质和调节方法负荷性质和调节方法1()()pNwNA cttT ttmT新风负担的瞬变显热冷负荷11()NwNpttttmAcTp根据该调节规律，随tW的下降(或上升)，用再热器集中升高(或降低)新风的温度t1。n 风机盘管机组系统 风机盘管空调系统的全年运行调节双水管系统的调节双水管系统的调节全年给盘管供以温度不变的冷水 夏季采用冷一次风一次风温度据A/T:LR1室内瞬变负荷的变化可以通过局部调节诱导器二次盘管的二次冷量以改变送风状态来加以补偿:2NO2 O3n 风机盘管机组系统 风机盘管空调系统的全年运行调节双水管系统的调节双水管系统的调节LO11NN2LO22NN2R1LO22NNLO33NN2tW tW tW