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空调控制

空调控制

空调控制范文第1篇

关键词:中央空调;新风空调机组;自动控制

空调系统是现代建筑的重要组成部分,也是建筑智能化管理系统主要管理内容之一,随着社会的发展,人们对生活和工作环境的要求越来越高,而中央空调系统的广泛应用,在改善和提高人们工作和居住环境质量及生活和健康水平上起着至关重要作用。为了使中央空调系统能高效,经济,安全运行,中央空调多采用自动控制。

1. 中央空调的自动控制

1.1中央空调自动控制目的

(1)创造适宜的生活工作环境。空气调节简称空调,它的目的是创造一个舒适的(室内)大气环境,使人在该环境中感到舒适;或者是保证(室内)大气环境满足生产工艺或科学研究,试验的需要。

(2)节约能源。空调系统能耗通常占整个建筑能耗的40%左右,因此对空调系统进行节能控制具有极大的潜力和巨大的经济效益,一个进行了综合节能控制的空调系统节能效果极其可观。

(3)保证空调系统安全、可靠运行。通过自动控制系统对空调系统各设备的运行进行检测,可以及时发现系统故障,自动关闭相关设备,并报警通知人们进行事故处理。从而保证系统安全,可靠运行。

1.2中央空调系统的控制特点

从控制角度分析,空调系统的被控对象(空调房间),具有干扰因素众多、运行多工况性、温、湿度相关性等特点。

(1)干扰因素众多,影响房间温湿度的干扰因素很多,例如,室外空气温度通过围护结构对室内空气温湿度的影响;通过窗进入室内的太阳辐射,它随季节变化,同时受气象条件影响;通过门、窗、缝隙等侵入室内的室外空气;引入室内的新风状态对房间空气状态的影响;由于室内人员的变动,照明、电气设备、工艺设备的开停所产生的余热余湿变化。

(2)运行的多工况性,中央空调系统对空气的处理过程具有很多的季节性。一年中,至少要分为冬季、过渡季节和夏季。同时由于空调运行的多样性,使运行管理和自动控制设备趋于复杂。

(3)温、湿度相关性,空气状态的两个主要参数温度和湿度,并不是完全独立的两个变量。当相对湿度发生变化时,若通过开启加湿器或表冷器进行加湿或除湿,则将引起室内温度波动;而当室内温度变化时,室内空气的饱和水蒸气分子压力会变化,在绝对含湿量不变的情况下,室内空气的相对湿度发生变化(温度升高,相对湿度减少;温度降低,相对湿度增加)。这种参数之间相互关联的性质称为耦合。显然,在温、湿度都有要求的空调系统中,进行自动控制时要特别注意这一特性。

1.3中央空调系统自动控制内容

(1)空气处理过程控制。依据室内温湿度实测值与设定值偏差,用比例(P)、比例积分(PI)或比例积分微分(PID)算法控制空调系统,自动调节加热、冷却、加湿、除湿、空调系统风量等调节装置,满足空调要求。

(2)设备间歇运行。通过空调动力设备的间歇运行,来减少设备开启时间,从而减少能耗。

(3)焓差控制。按新、回风的焓值比较,充分、合理的利用新风能量及回收回风能量,控制新风量,调节新风阀门、回风阀门和排风阀门的开度。

(4)设定值的再设定控制。根据新风温度,从新设定给定值,通过在夏季减少室内外温差,冬季提高室内温度设定值,来提高人们的舒适性,同时节约能量消耗。

(5)夜间运行。在下班时间,降低室内空调要求,使设备低负荷运行,节约能耗。

(6)设备运行监视。监视空调机组各设备的运行状态,发现故障时执行应急程序,保护设备并报警。

2. 新风空调机组的自动控制

新风空调机组是直接将室外新风工况空气引入空调机组,经过过滤净化,温度调节,湿度调节等处理,将新鲜空气送入室内,满足室内温湿度及卫生要求。新风空调机组对温湿度控制精度要求相对较低。

2.1新风空调机组运行参数及状态监控点/位

新风空调机组运行参数及状态监控点/位(如图1):(1)送风温湿度,取自送风风管处温湿度传感器;(2)风机运行状态,取自风机段压差开关;(3)送风机故障,取自风机电控箱;(4)送风机启停控制,通过风机电控箱。(5)加湿器电磁阀开闭控制;(6)防冻保护,取自防冻开关;(7)电动两通冷/热水阀开度调节控制。(8)初效过滤器压差报警,取自过滤段空气压差开关;(9)新风电动连锁风阀控制;

2.2新风空调机组连锁控制

新风空调机组启动顺序:

新风电动风阀开启 送风机启动 冷热水调节阀开启 加湿阀开启

新风空调机组关闭顺序:

关加湿阀 关冷热水调节阀 关送风机 关新风电动风阀

2.3新风空调机组运行

(1)温度调节。新风空调机组的控制通常以出风口温度值作为被调参数,控制器通过出风口温度传感器检测温度值与设定温度值比较的偏差,用PID规律调节冷/热水调节阀开度以达到控制冷冻(加热)水量,夏天使房间温度高于28℃,冬天则低于16℃。

(2)湿度调节。新风空调机组湿度调节与空调系统的温度调节过程类似,控制器通过出风口湿度传感器检测湿度值与设定湿度值比较,自动开闭加湿器,从而保持空调房间相对湿度。

(3) 新风电动风阀控制。新风电动风阀控制主要与空调机组送风机连锁为主,当空调机组启动运行时应先打开新风电动风阀,空调机组停止运行时连锁关闭新风电动风阀,这种控制可以隔绝室外冷空气,主要对空调机组换热器可以起到防冻保护作用。

(4)过滤器压差报警。采用压差开关测量过滤器两端压差,当压差超过设定值时,压差开关报警,表明过滤器已经积尘过多,严重堵塞,提醒用户及时清洗更换过滤器。

(5)防冻保护。采用防冻保护器检测盘管后温度,当温度低于5℃时,表明室外温度过低或换热器中热水负荷过小,此时应关闭送风机并同时关闭新风电动风阀,防止换热器冻裂造成损失。

3. 结束语

中央空调通过自动控制不仅可以节大量省人力资源,更好保护空调机组本身,而且可以为人类提供更加舒适,洁净的工作生活环境,因而得到广泛应用。

参考文献

空调控制范文第2篇

关键词: VAV系统;控制原理及作用;优势;组成;控制

Abstract: the variable air volume system 60 s originated in the United States, because it has a huge advantage, and the rapid development in the world. The variable air volume air conditioning system mainly by the air processor (i.e., air conditioning box), muffler, back to the fan, not related to stress type single duct at the end of the variable air volume (VAV box), DDC digital controller etc. This paper mainly discusses the control principle of VAV air conditioning system and action, advantages, composition and control strategy.

Keywords: VAV system; Control principle and effect; Advantages; Composed; control

中图分类号:TU831.3+5 文献标识码:A文章编号:

引言

VAV是Variable Air Volume的简称,在空气调节系统,为了应对末端负荷的变化,在输送冷/热介质流量不变的情况下,通过改变风量来调整需要冷/热量的输送以满足变化的需求。VAV空调系统能否正常运行在很大程度上要依靠控制系统,然而目前的控制手段还不很成熟。

1.VAV空调系统控制原理及作用

1.1VAV系统是中央空调的末端的设备,为风-风换热,占用建筑面积较大,常规做法是水-风换热,如果建筑需要对末端空气质量进行精准控制,建议用VAV系统+中央空调冷(热)源的做法(如果建筑面积较小,用VRV系统能节省建筑面积)。

1.2中央空调系统设有控制系统,能够与楼宇自动控制系统兼容,VAV系统有自身的控制系统,亦能够与楼宇控制系统兼容。

2.VAV空调系统的主要优势

VAV空调系统因其节能显著、易于多区控制及舒适性在各国已得到广泛使用,特别是高层建筑使用率已达95%。它区别于其它空调形式的优势主要在于以下几个方面:节能;新风作冷源;不会产生冷凝水;在二次装修过程中,风口位置可通过软管连接任意改变;系统噪声低,不存在现场噪声;不会发生过冷或过热;提高智能化程度;减少综合性初期投资,而且维修量小,寿命长。

3.VAV控制系统的组成

3.1 设计控制方式采用变温度定静压方式,定静压点设在主干管上离送风机2/3处。控制部分纳入整个大楼的楼宇自控系统(BA),所有系统均采用直接数字式控制(DDC),在管理控制室能对各台空调机组运行状态、室内温度、新风比、送风温度等进行现场调控,并对空气过滤器堵塞状态进行监视。新风量通过新、排风阀及回风阀联动控制来获取,可以人为设定或自动调节,监控室可以人为设置定风量运行,也可以确定为变频变风量自动运行。

3.2 VAV空调系统的控制可分为变风量空调机组和变风量末端装置两部分,本工程系统为环形风道系统,建筑物内、外区共用同一空调系统,内区变风量末端装置为单风道基本型,外区变风量末端装置为带再热的串联式风机动力型。

3.3 变风量机组

风机的变频器设6个点,变频器电源控制设3个点,用于手动/自动开关状态(DI),电源通、断控制(1DO点),电源状态(1DI点);变频器运行监控设三个点,频率控制1AO点,频率反馈1AI点,故障报警1DI点;变风量末端装置的运行与变风量机组同步,系统风机运行,则末端装置的风机必开。

3.4 变风量末端装置

末端装置是改变房间送风量以维持室内温度的重要设备。末端装置有如下几种分类方法:

(1)按照改变风量的方式 ,有节流型和亮度通型。

(2)按照是否补偿压力变化,有压力有关型和压力无关型。

(3)按照有无末端混风机来分,有带风机和不带风机两种末端。带风机的末端可以在小风量或低温送风系统中保证室内一定的气流组织。

(4)按照控制方式分,有电动、气动和自力型。电动的末端还有模拟型和直接数字控制型两种。另外,末端装置还可以附设消声和再加热功能。

4.VAV空调系统控制

4.1房间温度控制

(1)房间温度由变风量未端装置(VAV box)控制,温度控制器安装在墙上,位置由设计确定(此处室温应有一定的代表性),安装高度与开关平齐,距离地1.2m。控制器能够设定房间温度、就地启停VAV箱。VAV box采用矩形、圆形两种型式,标准风量在340~5440m3/h之间,一种型号的最大风量与最小风量之比为5~6倍。风量由多孔平均式风速传感器来测量,并且放大风量信号以便更精确控制。

(2)从控制角度看,节流型变风量末端装置由温控器直接控制风阀;而亮度通型变风量末端装置除了温控器外,还有一个风量传感器和一个风量控制器,温控器为主控器,风量控制器为副控器,构成串级控制环路,温控器根据温度偏差设定风量控制器设定值,风量控制器根据风量偏差调节末端装置内的风阀。

(3)压力无关型变风量末端装置对室内温度的控制为串级控制方式,它能及时处理送风压力变化对末端装置送风量的干扰,保证好的调节品质。当末端入口压力变化时,通过末端的风量会发生变化,维持原有的风量;而压力无关型末端可以较快地补偿这种压力变化,维持原有的风量;而压力有关型末端则要等到风量变化改变了室内温度才动作,在时间上要滞后一些。价格上,压力无关型要比压力有关型高一些。

4.2送风量控制

(1)送风系统设置三级消音,空调箱带消音段,送风总管设消音器,变风量箱出口设消音静压箱。送风口大多数采用条缝散流器,个别采用方形散流器,为了解适应吊顶造型,也采用了一些条形侧送风口。回风口为条形或格栅式风口,均采用吊顶回风,这样能保证房间正常压力,减小回风管内压力的变化对室内压力的影响。

(2)送风量控制目前常采用控制系统静压的方式,改变风机转数实现对机组送风量的调节,这是暖通规范推荐的方式。风机转速有一最低允许值,此值对应于系统的最小风量。系统的送风静压与送风温度控制之间要相互协调,以保证变风量末端装置工作在合理状态,不要经常工作在最大或最小送风量状态。静压控制除定静压外,还有变静压控制方式,其目的是使系统根据负荷的变化将静压保持在允许的最低值,因此其比定静压控制方式更节能,但此种方式易使系统不稳定,故而在实际工程中使用时要注意控制程序的设计和转换参数的选择。

(3)当系统负荷减小到某一程度时,可参考回风温度、末端装置风阀的开度来修改送风温度设定值。以避免部分房间的变风量末端装置运行在最小或最大风量时,室温仍达不到设定值。在冬季,根据回风相对湿度控制加湿阀,以保证室内相对湿度。

4.3新排风风量的控制

(1)新风问题与建筑物负荷特点、系统形式及室外气象条件等很多因素有关。对于某一特定建筑,很有必要具体分析系统的夏季工况、冬季工况及过渡季经济循环工况。

(2)新风主要用于保证室内空气品质(IAQ),新风量测量可根据回风或有代表性房间的CO2浓度来控制新风量的控制方式。这种方法适用于新风品质较差的地区,如夏季空气湿热,冬季干冷。不过CO2深度达到要求并不能代表室内空气品质合格,室内还会存在其他易挥发性污染物。

(3)变风量空调箱设初、中效两级过滤,初效过滤器采用板式,过滤效率按计重法为30%,中效过滤器为无纺布袋式,过滤效率按计重法为70%,并且配备过滤器阻力超高报警。

(4)保证室内新风量需要控制3个环节:

a. 新风总量――控制整个系统的新风量,满足该空调系统所有服务区域的人员标准新风量之和;

b. 新风分配量――控制送入系统各个末端服务区域的新风量,满足区域内人员的标准新风量;

c. 新风均匀性――控制送给服务区域内所有人员新风,满足人员需求新风量,避免区域内一部分人得到多于标准的新风量,而另一部分人得到少于标准的新风量。

(5)另一种新风量的控制方式是在新风管道上设置定风量装置,稳定输送一定量的新风。

4.4送回风风量匹配控制

1)采用送回风机的系统,用排风机取代回风机,这样,回风阀前后都是负压,且压差较前者小很多。排风机可由新、排风流量计或室内压力来控制。

2)送风量随负荷变化,回风量也要随之变化,这样才能保证房间的正常压力。由于房间向外渗风和厕所排风,回风量要比送风量小。下面是几种目前常用的风量匹配控制方法:

3)一种最简单的控制方法是送风机和回风机都由一个送风静压控制器来调节。

4)回风机由放在新回风混合箱里或房间内的静压控制器控制。在送风和回风风道上安装风量计,并用一个控制器控制二者的差值来解决这个问题。

空调控制范文第3篇

手机万能遥控器能够控制空调开关。打开手机万能遥,进入主界面。左上方的按钮添加电器设备,点击“+”加号来添加设备,在“添加控制”界面选择你想要控制的家电类型,从空调、电视、机顶盒到投影仪都可以控制。选择完成后,需要让app识别出想要控制的空调,点击屏幕中的开、关、加、减等按钮。

手机万能遥控器是一款自己的手机变身成各种电器的遥控器的工具。手机万能遥控器内部有遥控代码,把手机变成“万能遥控器”一部普通的智能手机可以控制所有红外家电(电视、机顶盒、空调等)。

(来源:文章屋网 )

空调控制范文第4篇

关键词锅炉房/计算机控制/供暖

AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.

Keywordscomputercontrol,heating,boiler

5.1供暖热水锅炉房内监测与控制的主要目的应为:

·提高系统的安全性,保证系统能够正常运行;

·全面监测并记录各运行参数,降低运行人员工作量,提高管理水平;

·对燃烧过程和热水循环过程进行有效的控制调节,提高锅炉效率,节省运行能耗,并减少大气污染。

对于热水锅炉,可将被监测控制对象分为燃烧系统和水系统两部分分别进行讨论。整个计算机监测控制管理系统可按图5-1形式由若干台现场控制机(DCU)和一台中央管理机构成。各DCU分别对燃烧系统、水系统进行监测控制,中央管理机则显示并记录这两个系统的在线状态参数,根据供热状态况确定锅炉、循环泵的开启台数,设定供水温度及循环流量,协调各台DCU完成各监测控制管理功能。

5.1.1燃烧系统监测与控制

对于链条式热水锅炉,燃烧过程的控制主要是根据对产热量的要求控制链条速度及进煤挡板高度,根据炉膛内燃烧状况及排烟的含氧量及炉膛内的负压度控制鼓风机、引风机的风量,从而既根据供暖的要求产生热量,又获得较高的燃烧效率。为此需要监测的参数有:

·排烟温度:一般使用铜电阻或热电偶来测量;再配之以相应的温度变送器,即可产生4~20mA或0~10mA的电流信号,通过DCU的模拟量输入通道AI即接入计算机。

·排烟含氧量:目前较多采用氧化锆传感器,可以对0.1%~21%范围内的高温气体的含氧量实现较精确的测量,其输出通过变送器后亦可转换为4~20mA或0~10mA电流信号。

·空气预热器出口热风温度:同上述测温方法。

·炉膛、对流受热面进出口、省煤器出口、空气预热器出口、除尘器出口烟气压力:测点可根据具体要求增减,一般采用膜盒式或波纹管式微压差传感器,再通过相应的变送器变为4~20mA或0~10mA电流信号,接入DCU的AI通道。

·一次风、二次风风压,空气预热器前后压差:测量方法同上。

·挡煤板高度测量:通过专门的机械装置将其转换为电阻信号,再变成标准电流信号,送入DCU的AI通道。

·供水温度及产热量:由水系统的DCU测出后通过通讯系统送来。

燃烧系统需要控制调节的装置为:

·炉排速度:由可控硅调压,改变直流电机转速

·挡煤板高度:控制电机正反转,通过机械装置带动挡板运动

·鼓风机风量:调鼓风机各风室风阀或通过变频器调风机转速

·引风机风量:调引风机风阀或通过变频器高风机转速

为了监测上述调节装置是否正常动作,还应配置适当的手段测试上述调节装置的实际状态。炉排速度和挡煤板高度可通过适当的机械机构结合霍尔元件等位置探测传感器来实现,风机风量的调节则可以通过风阀的阀位反馈信号或变频器的频率输出信号得到。

燃烧过程的控制调节主要包括事故下的保护,启停过程控制,正常的燃烧过程调节三部分。

·事故保护:这主要是由于某种原因造成循环水停止或循环量过小,以及锅炉内水温太高,出现汽化。此时最重要的是恢复水的循环,同时制止炉膛内的燃烧。这就需要停止给煤,停止炉排运行。停止鼓风机,引风机。DCU接收水温超高的信号后,就应立即进入事故处理程序,按照上述顺序停止锅炉运行,并响铃报警,通知运行管理人员,必要时还可通过手动补入冷水排除热水,进行锅炉降温。

启停控制:启动点火一般都是人工手动进行,但对于间歇运行的锅炉,封火暂停机和再次启动的过程则可以由DCU控制自动进行。封火过程为逐渐停止炉排运动,停掉鼓风机,然后停止引风机。重新启动的过程则是开启引风机,慢慢开大鼓风机,随炉温升高慢慢加大炉排进行速度。

正常运行调节:正常运行时的调节主要是使锅炉出口水温度维持在要求的设定值,同时达到高燃烧效率,低排烟温度,并使炉膛内保持负压。这时作为参照的测量参数有炉膛内的温度分布、压力分布、排烟含水量氧量等。锅炉的给煤量可以通过炉排速度和挡煤板高度(即煤层厚度)确定,鼓风机则可以根据空气预热器进出口空气的压差判断其相对的变化,此时可以调整控制量有炉排速度、煤层厚度(调整挡煤矿板高度)、鼓风机转速、各风室风阀、引风机转速或风阀。上述各调节手段与各可参照的测量参数都不是单一的对应关系,因此很难用如PID算法之类的简单控制调节算法。目前,控制调节效果较好的大都采用"模糊控制"方法或"规则控制"法,都是根据大量的人工调节运行经验而总结出的调节运行方法。

当燃烧充分时,锅炉的出力主要取决于燃煤量,因此锅炉出口水温的控制主要靠炉排速度及煤层厚度来调节,煤层厚度与煤种有很大关系,炉膛内燃烧状况可以通过炉膛内温度分布及煤层风阻来确定。燃烧充分时炉膛内中部温度最高,炉排尾部距挡渣器前煤已燃尽,温度降低。鼓风机则应根据进煤量的增减而增减送风量,同时通过观测排烟的含氧量最终确定风量是否适宜。引风机则可根据炉膛内负压状态决定运行状态,维持炉内微负压,从而既保证煤的充分燃烧,又不会使烟气和火焰外溢。根据如上分析,可采用如下调节规则:

每h一次,根据炉膛内温度分布调整煤层厚度及炉排速度,最高温度点后移,则将炉排速度降低5%,同时将挡煤板提高5%,当最高温度点前移时,则将炉排速度提高5%,同时将挡煤板降低5%。

每2h一次:若出水温度高于设定值2℃以上,则将炉排速度降低5%,若出水温度低于设定值2℃以上,则将炉排速度加大5%,加大和减小炉排速度的同时,还要相应地将鼓风机转速开大或减小。当采用风阀调整鼓风量时,则调整风阀,观察空气预热器前后压差使此压差增大或减少10%。

每15min一次:若排烟含氧量高于高定值,则适当减少鼓风同风量(降低转速或关小风阀),若低于高定值,则增加鼓风机风量。

每15min一次:若炉膛负压值偏小(或变为正压),加大引风机转速或开大风阀,若负压值偏大,则降低引风机风量。

以上调节规则中,所谓"合理的炉膛温度分布"取决于锅炉形式及测温传感器安装位置,需通过具体运行实测分析后,给出"合理","最高温度前移","最高温度后移"的判据,然后将其再写入DCU控制逻辑中。同样,排烟含氧量的设定值,含氧量出现偏差时对鼓风机风量的修正等参数也需要在锅炉试运行后,根据实际情况摸索,逐步确定。当然这几个修正量参数也可以在运行过程中通过所谓"自学习"的方法得到,在这里不做过多的讨论。

5.1.2锅炉房水系统的监测控制

锅炉房水系统的计算机监测控制系统的主要任务是保证系统的安全性;对运行参数进行计量和统计;根据要求调整运行工况。

·安全性保证:保证主循环泵的正常运行和补水泵的及时补水,使锅炉中循环水不会中断,也不会由于欠压缺水而放空。这是锅炉房安全运行的最主要的保证。

·计量和统计:测定供回水温度和循环水量,以得到实际的供热量;测定补水流量,以得到累计补水量。供热量及补水量是考查锅炉房运行效果的主要参数。

·运行工况调整:根据要求改变循环水泵运行台数或改变循环水泵转速,调整循环流量,以适应供暖负荷的变化,节省运行电费。

图5-2为由2台热水锅炉、4台循环水泵构成的锅炉房水系统示意图。图中还给出建议的测量元件和控制元件。

2台锅炉的热水出口均安装测温点,从而可了解锅炉出力状况。为了了解每台锅炉的流量,最好在每台锅炉入口或出口安装流量计,一般可采用涡街式流量计。涡街式流量计投资较高,可以按照图5-2那样在锅炉入口调节阀后面安装压力传感器,根据测出的压力p3,p4与锅炉出口压力p1之压差,也可以间接得到2台锅炉间的流量比例。2台锅炉入口分别安装电动调节阀来调整流量,可以使在2台锅炉都运行时,流量分配基本一致,而当低负荷工况下1台锅炉停止或封火,循环水泵运行台数也减少时,自动调节流量分配,使运行的锅炉通过总流量的90%以上,封火的锅炉仅通过总流量的5%~10%,仅维持其不至于过热。

图5-2锅炉房水系统原理及其测控点

温度传感器t3,t4,t5和流量传感器F1一起构成对热量的计量。用户侧供暖热量为,GF1cp(t3-t4),其中GF1为用流量F1测出的流量。锅炉提供的热量则为GF1cp(t3-t5),二者之差是用于加热补水所需要的热量。长期记录此热量并经常对其作统计分析,与煤耗量比较,既可检查锅炉效率的变化,及时发现锅炉可能出现的问题,与外温变化情况相比较,则又可以了解管网系统的变化及供热系统的变化,从而为科学地管理供暖系统的运行提供依据。

泵1~4为主循环泵。压力传感器p1,p2则观测网路的供回水压力。安装4台泵时的一般视负荷变化情况同时运行2台或3台水泵,留1台或2台备用。用DCU控制和管理这些循环水泵时,如前几讲所述,不仅要能够控制各台泵的启停,同时还应通过测量主接触器的辅助触点状态测出每台泵的开停状态。这样,当发现某台泵由于故障而突然停止运行时,DCU即可立即启动备用泵,避免出现因循环泵故障而使锅炉中循环水停止流动的事故。流量传感器F1也是观察循环水是否正常的重要手段。当外网由于某种原因关闭,尽管循环水泵运行,但流量可以为零或非常小,此时也应立即报警,通过计算机使锅炉自动停止,同时由运行值班人员立即手动开启锅炉的旁通阀V4,恢复锅炉内的水循环。

泵5,6与压力测量装置p2,流量测量装置F2及旁通阀V3构成补水定压系统,当p2压力降低时,开启一台补水泵向系统中补水,待p2升至设定的压力值时,停止补水。为防止管网系统中压力波动太大,当未设膨胀水箱时,还可设置旁通阀V3来维持压力的稳定。长期使一台补水泵运行,通过调整阀门V3来维持压力p2不变。补水泵5,6也是互为备用,因此DCU要测出每台泵的实际启停状态,当发现运行的泵突然停止或需要启动的泵不能启动时,立即启动另一台泵,防止系统因缺水而放空。流量计F2用来计算累计的补水量,它可以是涡街流量计,也可以采用通常的冷水水表,或有电信号输出的水表。

5.1.3锅炉房的中央管理机

如图5-1所示,可采用一台中央管理计算机与各台DCU连接,协调整个锅炉房及热网的运行调节与管理。中央机主要工作任务为:

·通过图形方式显示燃烧系统、水系统及外网系统的运行参数,记录和显示这些参数的长期变化过程,统计分析耗热量、补水量、外温及供回水温度的变化。

·根据外温变化情况,预测负荷的变化,从而确定供热参数,即循环水量及泵的开启台数、供水温度、锅炉运行台数。将这些决定通知相应的DCU产生相应原操作或修改相应的设定值。负荷的预测可以根据测出的以往24h的平均外温w来确定:

(5-1)

式中为Q0设计负荷,t0为设计状态下的室外温度,Q为预测出的负荷。考虑到建筑物和管网系统的热惯性,采用时间序列的方法来预测实际需要的负荷,可能要更准确些。

式(5-1)中的负荷尽管每h计算一次,但由于是取前24h的平均外温,因此它随时间变化很缓慢。每hQ的变化ΔQ仅为:

(5-2)

其中tw,τ-tw,τ-24为两天间同一时刻温度之差,一般不会超过5℃,因此ΔQ的变化总是小于Q的1%,所以不会引起系统的频繁调节。

根据预测的负荷可以确定锅炉的开启台数Nb:Nb≥Q/q0,其中q0为每台锅炉的最大出力。由此还可确定循环水泵的开启台数。

要求的总循环量G=max(Q/(Δt·cp)Cmin),其中Gmin为不产生垂直失调时要求的最小系统流量,Δt为设定的供回水温差。由于多台泵并联时,总流量并非与开启台数成正比,因此可预先在计算机中预置一个开启台数成正比,因此可预先在计算机中预置一个开启台数与流量的关系对应表,由此可求出要求的运行台数。

·分析判断系统出现的故障并报警。锅炉及锅炉房可能出现的故障及由计算机进行判断的方法为:

--水冷壁管或对流管爆管事故此时补水量迅速增加,炉膛内温度迅速下降,排烟温度下降,炉膛内温度迅速下降,排烟温度下降,炉膛内压力迅速由负压变为正压。

--水侧升温汽化事故此时锅炉热水出口温度迅速提高,接近达到或超过出口压力对应的饱和温度。

--锅炉内压力超压事故测出水侧压力突然升高,超过允许的工作压力;

--管网漏水严重测了水侧压力降低,补水量增大;

--锅炉内水系统循环不良测出总循环水量GF1减少很多,压差p3-p1或p4-p1加大;

--除污器堵塞测出总循环水量GF1减少,当阀门V1、V2全开时压差p3-p2、p4-p2仍偏小,说明压力传感器p2的测点至循环水泵入口间的除污器的堵塞。

--炉排故障测出的炉排运动速度与设定值有较大差别;

--引风机、鼓风机、水泵故障相应的主接触器跳闸,或所测出的空气压差或水循环流量与风机、水泵的设计状况有较大出入。

利用计算机根据上述规则及实测运行参数不断进行分析判断,即可及时发现上述事故或故障,并立即采取报警和停炉等相应的措施,从而防止事故的进一步扩大或故障转化为事故,提高运行管理的安全性。

5.2蒸汽-水和水-水换热站的监测与控制

对于利用大型集中锅炉房或热电厂作为热源,通过换热站向小区供热的系统来说,换热站的作用就同上一节的供暖锅炉房一样,只是用热交换器代替了热水锅炉。

图5-3为蒸汽-水换热站的流程及相应的测控制元件。水侧与图5-2一样,控制泵5、6及阀V2根据p2的压力值补水和定压;启停泵1~4来调整循环水量;由t2,t3及流量测量装置F1来确定实际的供热量。与锅炉房不同的是增加了换热器、凝水泵的控制以及蒸汽的计量。

蒸汽计量可以通过测量蒸汽温度t1、压力p3和流量F3实现,F3可以选取用涡街流量计测量,它测出的为体积流量,通过t1和p3由水蒸气性质表可查出相应状态下水蒸气的比体积ρ,从而由体积流量换算出质量流量。为了能由t和p查出比体积,要求水蒸气为过热蒸汽。为此将减压调节阀移至测量元件的前面,如图5-3中所示,这样即使输送来的蒸汽为饱和蒸汽,经调节阀等焓减压后,也可成为过热蒸汽。

实际上还可以通过测量凝水量来确定蒸汽流量。如果凝水箱中两个液位传感器L1、L2灵敏度较高,则可在L2输出无水信号后,停止凝水排水泵,当L2再次输出有水信号时,计算机开始计时,直到L1发出有水信号时,计时停止,同时启动凝水泵开始排水。从L2输出有水信号至L1开始输出有水信号间的流量可以用重量法准确标定出,从而即可通过DCU对这两个水位计的输出信号得到一段时间内的蒸汽平均质量流量,代替流量计F3,并获得更精确的测量。当然此处要求液位传感器L1、L2具有较高灵敏度。一般如浮球式等机械式液位传感器误差较大,而应采取如电容式等非直接接触的电子类液位传感器。

加热量由蒸汽侧调节阀V1控制。此时V1实际上是控制进入换热器的蒸汽压力,从而决定了冷凝温度,也就确定了传热量。为改善换热器的调节特性,可以根据要求的加热量或出口水温确定进入加热器的蒸汽压力的设定值。调整阀门V1使出口蒸汽压力p3达到这一设定值。与直接根据出口水温调整阀门的方式相比,这种串级调节的方式可获得更好的调节效果。

供水温度t3的设定值,循环泵的开启台数或要求的循环水量的确定,可以同上一节一样,根据前24h的外温平均值查算供热曲线得到要求的供热量,并算出要求的循环水量。供水温度的设定值t3,set可由调整后测出的循环水量G、要求的热量Q及实测回水温度t2确定:

t3,set=t2+Q/(cp·G)

随着供水温度t3的改变,t2也会缓慢变化,从而使要求的供水温度同时相应地改变,以保证供出的热量与要求的热量设定值一致。

对于一次网为热水的水-水换热站,原则上可以按照完全相同的方式进行,如图5-4。取消二次供水侧的流量计F1,仅测量高温热水侧的流量F3,再通过即可和到二次侧的循环水量,一般高温水温差大,流量小,因此将流量计装在高温侧可降低成本。测量高温水侧供回水压力p3、p4可了解高温侧水网的压力分布状况,以指导高温侧水网的调节。

调整电动阀门V1改变高温水进入换热器的流量,即可改变换热量。可以按照前述方法确定二次侧供水温设定值,由V1按此设定值进行调节。在实际工程中,高温水网侧的主要问题是水力失调,由于各支路通过干管彼此相连,一个热力站的调整往往会导致邻近热力站流量的变化。另外,高温水侧管网总的循环水量也很难与各换热站所要求的流量变化相匹配,于是往往造成外温降低时各换热站都将高温侧水阀V1开大,试图增大流量,结果距热源近的换热站流量得到满足,而距热源远的换热站流量反而减少,造成系统严重的区域失调。解决这种问题的方法就是采用全网的集中控制,由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀V1的阀位或流量,各换热站的DCU则仅是接收通过通讯网送来的关于调整阀门V1的命令,并按此命令进行相应的调整。高温水侧面管网的集中控制调节。将在一下节中详细介绍。

5.3小区热网的监测与调节

小区热网指供暖锅炉房或换热站至各供暖建筑间的管网的监测调节。小区热网的主要问题也是冷热不均,有些建筑或建筑某部分流量偏大,室内过热,而另一些建筑或建筑的另一部分却由于流量不足而偏冷。这样,计算机系统的中心任务就是掌握小区各建筑物的实际供暖状况,并帮助维护人员解决冷热不均问题。

测量各户室温是对供暖效果最直接的观测,但实际系统中尤其是对住宅来说,很难在各房间安装温度传感器。比较现实的方法就是测量回水温度,根据各支路回水温度的差别,就可以估计出各支路所负责建筑平均室温的差别。如果各支路回水温度调整到相同值,就意味着各支路所带散热器的平均温度彼此相同,因此可以认为室温也基本相同。一般住宅的回水温度测点可选在建筑热入口中的回水管上。对于大型建筑,可选在设备夹层中几个主要支路的回水干管上。

要解决冷热不均问题就需要对系统的流量分配进行调整,在各支路上都安装由计算机进行自动调节的电动调节阀成本会很高,同时一旦各支路流量调节均匀,在无局部的特殊变化时,系统应保持冷热均匀的状态,不需要经常调整。因此可以在各支路上安装手动调节阀,通过计算机监测和指导与人工手动调节相配合的方法实现小区供暖系统的调节和管理。为便于人工手动调节,希望各支路的调节阀有较准确的开度指示。目前国内推广建研院空调所等几个单位研究开发流量调配阀,有准确的阀位指示,阀位可锁定,并提供较准确的阀位-阻力特性曲线,采用这种阀门将更易于计算机指导下的人工调节。

根据上述讨论,计算机系统要测出各支路的回水温度,并将其统一送到供暖小区的中央管理计算机中进行显示、记录和分析。测出这些回水温度的方法有如下两种方式:

集中十余个回水温度测点设置1台DCU。此DCU仅需要温度测量输入通道。再通过专门铺设的局部网或通过调制解调器经过电话线与小区的中央管理联接。当这十几个温度相互距离较远时,温度传感器至DCU之间的电缆的铺设有时就有较大困难,温度信号的长线传输亦会有一些干扰等影响。这种方式仅在建筑物较集中、每一组联至一台DCU的测温点相距不太远时适用。

采用内部装有单片机的智能式温度传感器,可以连接通讯网通讯或通过调制解调器搭用电话线连至中央管理计算机。这样,可以在距测点最近的楼道墙壁上挂上一台带有调制解调器的温度变送器,通过一根电缆接至回水管上的温度传感器,再通过一根电缆搭接邻近电话线。目前这类设备每套价格可在1000~1500元人民币之间。如果每1000~3000m2建筑安装一个回水温度测点,则平均每m2供暖建筑投资在0.50~1元间。

小区的中央管理计算机采集到各点的回水温度后,可在屏幕上通过图形方式显示,使运行管理人员对当时的供热状况一目了然。还可根据各支路间回水温度的差别计算各支路阀门需要的调整量。对于一般的带有阀位指示的调节阀,这种分析只能采用某种基于经验的规则判断法,下面为其一例:

找出温度最高的10%支路的平均温度max,温度最低的10%支路和的平均温度min,全网平均回水温度。

若max-min<3℃,不需要再做调节。

若max->2℃,将温度最高的10%支路阀门都关小,与相比温度每高1℃关小3%5~%;

若max-<-2℃,将温度最低的10%支路阀门都开大,与相比温度每高1℃开大3%~5%;

根据上面的分析结果,计算机显示并打印出需要调节的支路及其调节量。运行管理人员根据计算机的输出结果到现场进行手动调节。在供暖初期每3天左右进行一次这种调节。一般经过6~8次即可使一个小区基本实现均匀供热。

采用流量调配阀时可以使调节效率更高,效果更好。此时需要将现场各流量调配阀的实际开度、流量调配阀的开度-阻力特性性能曲线及小区管网的连接关系图输入中央管理计算机,有专门的算法可以根据调整阀门后回水温度的变化情况识别出管网的阻力特性及热用户的热力特性,从而可较准确地给出各流量调本阀需要调整的开度[4],每次调整后,调整人员需将实际上各调节阀的调整程度输入计算机。计算机进而计算了下一次需要的调整量,像这样一次高速可间隔2~5d。模拟分析与实验结果表明,一般只要进行3~4次调节,即可使各支路的回水温度调整到相互间差值都在3℃以内,实现较好的均匀供热[8]。

目前,许多供热公司和有关管理部门开始提出装设热量计,以按照实际供热量收供暖费,各种采用单片计算机的热量计相应出台。这种热量计多是由一台转子式流量计和两台温度传感器配一台单片计算机构成。转子式流量计每流过一个单元流量即发出一个脉冲,由单片机测出此脉冲,得到流量,再乘以当时测出的供回水温差,即可行到相应的热量,由单片要对此热量值进行累计和其它统计分析就成为热量计。目前的单片机稍加扩充就可以具有通讯功能,通过调制解调器将它与电话线连接,就能实现热量计与小区供暖的中央管理机通讯。这样,不但各用户的用热量能够及时在中央管理机中反映,各用户的回水温度状况还能随时送到中央管理计算机中,从而可以对网的不平衡发问进行分析,给出热网的调节方案。这样,将热量计、通讯网与小区中央管理计算机三者结合,就可以全面实施小区热网的热量计量、统计与管理、运行调节分析三部分功能,较好地解决小区热网的运行、管理与调节。

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5.4热电联产的集中供热网的计算机监控管理

热电联产的集中供热网可以分成两部分:热源至各热力站间的一次网,热力站至各用户建筑的二次网。后者的控制调节已在前几节讨论,本节讨论热源至各热力站间的一次网的监控管理。

一次网有蒸汽网和热水网两种形式,对于蒸汽网,各热力站为前面讨论过的蒸汽-热水换热站,一次网的管理主要是各热力站蒸汽用量的准确计量,这在前面也已讨论。下面主要研究热水网的监测控制调节。

若忽略热网本身的惯性,则系统各时刻和热力站换热量之和总是等于热源供出的总热量,此外各热力站一次网循环水量之和又总是等于热源循环泵的流量,不论是冷凝式、抽汽式还是背压式热电厂,其输出到热网的热量都不是完全由各热力站的调节决定,而是由热电厂本身的调节来决定,取决于进入蒸汽-水换热器的蒸汽量。由于热电厂控制调节输出热量时很难准确了解各热力站对热量的需求,同时还要兼顾发电的要求,不能完全根据各热力站需要的热量调整,于是热源供出的热量就很难与各热力站实际需求的热量之和一致,这样,就导致控制调节上的一些矛盾。

为简单起见,假设热电厂向蒸汽-水加热器送入固定的蒸汽量Q0,如图5-5,若此热量大于各热力站需要的热量,则各热力站二次侧调节纷纷关小。以减小流量。由此使总流量相应减少,导致供回水温差加大。如果电厂维持蒸汽量Q0不变则各热力站调节阀的关小并不能使总热量减少,而只是根据网的特性及各热力站调节特性的不同,有的热力产流量减少的多,使得供热量有所减少;有的热力站流量减少的幅度小,则供热量反而电动阀加。同样,如果Q0小于各热力站需要的总热量时,各热力站的调节阀纷纷开大,使流量增加,由此导致供回水温差减小。热力站1,2可能由于热量增大的幅度大于水温降低的幅度,供热量的需求得以满足,但由于流量增大,泵的压力降低,干管压降又减小,导致3,4的资用压头大幅度下降,阀门开大后,流量也增加不多,甚至还要下降,这样,供热量反而减少。由此可见在这种情况下各热力站对一次侧阀门的调节实际是对各热力站之间的热量分配比例的调节,而不是对热量的调节,如果各热力站都是这样独立地根据自己小区的供热需求进行调节,而热电厂又不做相应的配合,则整个热网不可能调整控制好。实际上热电厂也会进行一些相应的调节,例如发现t供升高时会减少蒸汽量,t供降低时会增加蒸汽量,但Q0总是不可能时刻与各热力站总的需求量一致,上述矛盾是永远存在的。

因此,就不宜对各个热力站按照第5.1、5.2节中的讨论的,根据外温独立调节。既然各热力站一次侧阀门的调节只解决热量的分配比例,那么对它们的调节亦应该根据对热量的分配比例来调节。一种方式是如果认为供热量应与供热面积成正比,则测出每个热力站的瞬时供热量,根据各热力站的供热面积,计算每个热力站的单位面积q。对q偏大的热力站关小调节阀,对q偏小的则开大调节阀,这样不断修正,直至各热力站的q相同为止。再一种方式则是认为各散热器内的平均温度相同,房间的供热效果就相同。由于散热器的平均温度等于二次侧的供回水平均温度,因此可以各热力站二次侧供回水平均温度调整成一致目标,统一确定热力站二次侧供回水平均温度的设定值,根据此设定值与实测供回水平均温度确定开大或关小一次侧调节阀。按照这一思路,对各热力站的调节以达到热量的平均分配为目的,以实现均匀供热。热电厂再根据外温变化,统一对总的供热量进行调整,以保证供热效果并且不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物效果并不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物均处在同一外温下,因此,一旦系统调整均匀,对各热和站调节阀的调整很少,热源的总的供热以数随外温改变,各热力站的调节阀则不需要随外温而变化,只当小区二次系统发生一些变化时才需要进行相应的调节。

要实现这种调节方式,就必须对全网各热力站的调节阀实行集中统一的控制调节。可以在每个热力站设一台DCU现场控制机,测量一、二次侧的水温、压力、流量及二次侧循环泵状态,并可控制一次侧电动调节阀。通过通讯网将各热力站连至中央管理计算机。由于热力站分布范围很大,通讯距离较过远,这时的通讯可通过调制解调器搭用电话线,也可以随着供热干管同时埋设通讯电缆,使用双绞线按照电流环方式通讯。中央管理机不断采集各热力站发送来的实测温度、压力、流量,定期计算热力站发送来的实测温度、压力、流量,定期计算热力站发送来的实测温度的设定值与和各热力站实测值的比较,直接命令各热力站DCU开大/关小电动调节阀。各热力站二次侧回水温度的变化是一惯性很大且缓慢的过程,因此应采有0.5~1h以上的时间步长进行调节,以防止振荡。

除对热网工况进行高速外,计算机控制系统还应为保证系统的安全运行做出贡献。当热力站采用直连的方式,不使用热交换器时,最常见的事故就是管道内超压导致散热器胀裂,DCU可直接监视用户的供回水管压力,发现超压立即关闭供水阀,起到保护作用。无论直连还是间连网,另一类严重的事故就是一次网漏水。严重的管道漏水如不能及时发现并切断和修复,将严重影响供热系统和热电厂的运行。根据各热力站DCU监测的一次网供回水压力分布,还可以从其中的突然变化判断漏水事故及其位置,这对提高热网的安全运行有十分重要的意义,这类系统压力分析与事故判断的工作应属于中央管理机的工作内容。

5.5参考文献

1温丽,锅炉供暖运行技术与管理,北京:清华大学出版社,1995。

2陆耀庆主编,实用供热空调设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1993。

3李祚启,集中供热管理微机自控优化系统,建设电子论文选编,北京:中国建筑工业出版社,1994。

4江亿,集中供热网控制调节策略探讨,区域供热,1997,(2)。

5江亿,城市集中供热网的计算机控制和管理,区域供热,1995(5)。

6YiJiang,Faultdetectionanddiagnosisindistrictheatingsystem.Pan-pacificsymposiumonbuildingandurbanenvironmentalconditioninginAsia.Nagoya,Japan,1995,..

7YiJiang,teal.Leakageandblockagedetectioninwaternetworkofdistrictheatingsystem,ASHRAETrans.,1996,102Pt1.

空调控制范文第5篇

【关键词】VAV;空调系统;控制

中图分类号:C35文献标识码: A

一、前言

近年来,随着科技的不断发展,VAV技术被广泛的应用在空调系统中,VAV空调系统在空调的使用中占据着重要的地位。它通过自动改变一次送风量来控制某一空调区域温度和保证室内空气压力的空调系统。因此,在新时期,我们要加大对VAV空调系统的弱电调试与控制的研究。

二、VAV空调系统的工作原理

VAV空调系统一般由变风量空调机、室内变风量温控器、VAV―BOX、风道静压测量装置及其他辅助设施构成。变风量空调系统中的空调机组采用变频风机,送入每个房间的风量由变风量末端装置VAV―BOX控制,每个变风量末端装置可根据房间的布局可设置几个送风口来满足空间对空气调节的需求。其系统流程如下图所示。

室内温度通过末端装备设在房间的温控器进行设定,温控器本身自带温度检测装置,当房间的空调负荷发生变化,实际值偏离设定值时,VAV―BOX根据偏离程度通过系统计算,确定送人房间的风量。送人房间的实际风量可以通过VAV―BOX的检测装备进行检测,如果实际送风量与系统计算的送风量有偏差,VAV―BOX自动调整进风口风阀以调整送风量。

三、VAV空调系统的施工技术要点

1、变风量末端的选型

设备选型通常是参考设计师的设计来进行选型,但是不同厂家的设备具有不同的参数,同时实际选用的品牌也和设计可能存在差距,因此施工单位在进行施工时必须要对具体的数据进行详细审核,否则会对系统的正常运行及初期投资造成不良影响。

2、风管施工技术要点

根据VAV空调系统的工作原理可知,如果空间负荷减小,末端阀门将会自动减小,这就造成管内静压力升高,导致风管内漏风量增加,少量的漏风是不可避免的,但是过量的漏风将会对系统的运行造成影响,也会对系统的节能效果造成不利影响,因此整个VAV空调系统在正常运行过程中对漏风问题具有严格的规定。为了减少风管的漏风量,可以采取多种方法,具体在施工安装过程中要注意以下几处:风管咬口密封处;法兰风管连接处(如图1所示)。图中A处施工工艺水平比较低,极易出现漏风,B处为法兰胶片处(如图2所示),若施工时处理不当也会出现漏风,因此施工时要特别注意这两点;主管道与支管的连接处。在施工过程中,由于VAV空调系统的灵活性,因此无法准确的预留接口位置,同时连接完成后很难进行漏风测试实验,因此在施工过程中务必增加密封垫圈,并在四周均匀打上密封胶,防止出现漏风现象;保温金属软风管和金属风管连接处,由于采用不锈钢箍固定,若采用图3所示的施工方法,基本会避免漏风现象。

3、控制元件施工技术要点

(1)变风量末端安装。VAV(VAV 空调系统的压差变压器通常安装在变风量末端入口处,为了更为精确的控制空间温度,对流量传感器的灵敏度具有严格要求。就施工方面而言,主要是入口前段气流的稳定对检测的结果造成了一定影响。有些末端装置在一次风入口处设置均流板,使空气能比较均匀地流经风速传感器,保证装置的风量检测精度。通常情况下,为了最大限度的提高检测精确度,在进、出风口处用和进风口尺寸相同,长度是风管直径4倍的支管段连接配合,同时,还要注意将其拉直避免出现凹陷或者折叠。

(2)静压传感器的安装。对于 VAV空调系统来说,静压传感器是维持整个系统能够正常工作的关键部件,其安装位置会对整个系统的正常、经济运行有着重要的联系。笔者根据自身的实践经验和详细的理论计算得出,静压传感器安装在离送风机入口2/3直径处的主管道上效果最好。在保证此处静压值固定后,能够通过改变调节风机的受电频率控制送风量的变化。和普通的压力传感器不同,静压传感器不能安装在弯头、三通及变径处,只能安装在代表所有 VAVBOX的静压感应点位置处,否则将会导致顾此失彼,使得整个空调系统的正常工作受到影响。

4、噪声处理技术要点

就VAV空调系统来说,产生噪声的部分主要是由以下两部分产生的:空调处理机、新风机、排风机;风阀、风口及弯头处。为了降低空调系统运行过程中的噪声,在购买空调处理机时,务必要注意设备的详细参数,尤其是设备的风机运行曲线图、转速及传动方式等,尽量采用噪声较低的设备;对于送风、回风管道来说,为了降低噪声可以设置消声器,消声器通常选择阻抗复合式消声器,这种消声器对中、低频噪声的消噪效果比较好;对于变风量末端来说,为了降低噪声可以在出口处增加一个多出风口段,再在其内部贴有25mm的超细玻璃棉,在此处经过消声后,再经过带保温的柔性软风管至风口处,噪声得到了大幅消减;对于机房内部设备的噪声,可以在建设机房时采用双层夹面墙体,同时内部采用弹性材料填充密实。

5、系统综合效果测定要点

综合效果的测定:在单体项目试验调整完成后,检验系统联动运行的综合指标能否满足设计工艺的要求。

(1)动态下室内空气调节是否满足设计工艺的要求;室内空气参数(温湿度)的实际情况是否与DDC反馈的信息相符;室内温湿度波动是否符合实际要求。

(2)在系统运行时,DDC系统是否收集系统的敏感原件反馈的信息进行整理、分析,控制设备的运行。

(3)在对系统进行测定与调整中,应收集有关的运行记录的数据和现场测量的数据,会同设计单位、业主进行分析,并采取相应的改进方法,以达到使用效果。

四、实例分析

1、工程概况及系统简介

重庆江北嘴金融城2号工程总建筑规模约为260,000m2,地下5层,地上1号楼25层,2号楼37层,3号楼29层,4号楼5层,其中1、2、3号楼4层及以上办公楼采用全空气单风道VAV空调系统。空气处理机组设置于各楼层空调机房内,办公室吊顶内按内、外区分别设有单风管型和并联式风机动力型(带热盘管)VAV-Box(以下简称VAV-Box)。气流组织配合室内装修采用顶送上回的方式,送风口采用灯盘风口;回风口采用单层百叶风口与灯盘风口结合的形式,回风为平顶回风。新风通过竖向风道送至各楼层空调机房,与回风在空气处理机组内集中冷却或加热处理后送至各空调房间。

本工程VAV及BA系统安装、调试设备及内容:空气处理机组160台,VAV-Box1138台(单风道型504台,并联式风机动力型634台),DDC控制箱160台,BA系统各种控制点位约3000个等。

2、施工环节的控制要点

(1)设计交底与图纸深化

设计交底与图纸会审的工作非常重要,施工准备阶段项目组技术人员会同深化设计人员共同对施工图进行了仔细审阅,主要审查校核组合式空气处理机组风量/风压/冷热量及噪声、VAV-Box风量/风压/冷热量及噪声值、风管规格及布局走向、风系统的消声降噪措施、防火阀的设置、新风回风电动阀的设置(BA系统要控制开度)、水系统管径及阀门/过滤器的设置、电动两通阀/电动调节阀及平衡阀的设置、水系统自动排气泄水的设置、水系统高位膨胀水箱的设置、保温材料的导热系统/密度/燃烧性能、BA系统的监控原理及点位等。通过施工图会审,发现了以下几点重要问题并得到了妥善的解决:

1)楼层内并联式风机动力型VAV-Box配置不够:考虑系统的运行效果及相应的系数,经过深化设计及详细的参数复核,每层楼并联式风机动力型VAV-Box由第一版施工图设计的12台调整到20台。经过调试,结果显示基本满足了冬季制热的热负荷需求。

2)空调风系统的消声降噪措施不到位:经深化设计人员选型,选用的消声器为高效低阻型式(阻力值P≤10Pa),控制消声器阻力在系统风压的裕量范围内,有效的将主管噪声降低15dB(A)。

3)VAV-Box的Y型过滤器设置:经过图纸会审,设计人员发现需要在VAV-Box供水管加上Y型过滤器,有效过滤冷热水中的杂质,确保了换热及调试效果。

4)末端送回风口的设置:深化设计采取了外区送风口为条型风口、内区送风口为灯盘风口、内外区回风口为灯盘风口相结合的送回风口布置方案,满足了机电功能需求及装饰美观要求。

(2)VAV-Box设备订货质量控制

VAV-Box设备分两大部件,一是VAV-Box设备本体,二是VAV-Box控制器。本体设备和控制器的协议模式一定要相互匹配,订货前需要两个供应商进行技术洽谈,确定两种产品的协议及接口匹配性,并需要将控制器送至本体供应商生产基地,将控制器与本体整定好后才能出厂。本项目选用TROX(妥思)VAV-Box及Siemens控制系统,两种产品能较好的搭配,通讯协议相互匹配、满足设备技术参数的要求。

(3)风管制作、安装质量控制

1)风管制作质量对调试结果至关重要,风管的严密性涉及到风量平衡的调试精度。角件处是最常见的漏风点,采取两项措施予以控制:①完善制作工艺,风管拼缝筋尽量与法兰结合紧密;②安装角码后涂抹硅酮密封胶进行密封,胶干后立刻进行漏光测试,确保每节风管无漏光点后方可安装,并对安装完成后的风管系统进行漏光测试,确保系统无漏光点。

2)风管的安装环节也很重要,风管连接部分成为主要漏风点,为此要控制风管的连接安装质量,亦采用两项措施予以控制:①风管尽量在自然状态下进行连接,如在地面上一次性拼接多节风管后垂直吊装至设计的安装标高,减少在高空、受力状态下进行拼接;②风管镶接面两侧法兰上均贴附3~5mm厚垫片,确保风管接缝的密封性。

3)风管安装完成后,对风管按20%的比例抽检进行漏风量的测试。本项目测试了2号楼低区5、8、12,中区16、18、22及高区30、32、34共9个楼面,测试漏风量均在2.0m3/(h・m2)以内,符合验收规范要求(风管系统的工作压力为800Pa,漏风量:QM≤0.0352P0.65)。

4)风管制作安装完成,应及时对末端敞口部位进行暂时性的密封处理,做好成品保护工作,防止室内灰尘杂物通过敞口部位进入风管内污染风管,避免在后续调试过程中灰尘杂物堵塞VAV-Box的测试孔而影响风量读数。

(4)其他细部质量控制

1)VAV-Box一次风进风侧圆管长度应满足:L≥5d(d为圆管管径),确保一次风形成“层流”状态,能稳定地通过VAV-Box风速传感器,从而较精确地读出一次风量值。

2)对于大开间设计的VAV系统,房间温度探测器及CO2浓度探测器布置一定要均匀合理。要根据虚拟分区的平面分隔布置两种探测器,确保每台VAV-Box能相对独立的运行,能最大限度的负担虚拟分区的冷热负荷。

3、风量与BA系统调试环节的控制要点

调试流程图

(1)设备单机调试

空气处理机组控制柜及变频器的调试:确保控制柜面板显示正常;检查控制柜内元器件的完整性、兼容性及有效性;检查各种按钮、空气开关是否灵活;检查各种保险丝、熔断器、继电器是否完好;检查一、二次回路的接线是否紧固,不得有松动的接头;检查三相电机的相序是否正确,确保空气处理机组内的风机正转。

(2)系统总风量及全压、转速等参数的测定

本项目在进行总风量测定过程中,根据断面选择及断面测点的设置原则在总送风管上选择了测试点,但由于不满足4倍管径距离原则,气流是紊流状态,每个测点的压力偏差较大,数据无法利用,后采取空气处理机组内部断面测点法进行总风量的测定。

风机的压力通常以全压表示。测定风机全压必须分别测出风机压出端和吸入端测点截面上的全压平均值,通风机的风压为风机进出口处的全压差。测定压力时风机吸入端的测点截面位置应尽可能靠近风机吸入口。

风机转速的测量采用转速表直接测量风机主轮转数,重复测量三次取其平均值的方法。

3、风口风量的测定及风量平衡

(1)风口风量的测定

本项目外区风口采用条型风口(1000mmx150mm),内区风口采用灯盘风口(1200mmx400mm灯盘四周有四支550mmx30mm的条缝),风口风量的测定采用下SI8371型风量罩进行风口风量的测定。

(2)系统风量的调整与风口风量的平衡

1)送回风系统风量的调整,就是在测量管段风量的同时,按照需要及时调节设在风管支管上调节阀的开度来控制风量达到设计的数值。

2)风口风量平衡与调整可以用基准风口法、流量等比分配法、逐段分支调节法。可以根据现场情况选用不同的调节方法。

3、VAV施工、调试与BA配合、协调的内容

(1)施工阶段:安装VAV-Box时要确保控制箱的箱盖能打开,不被其他专业管线挡住,因为后续BA系统有大量的调试工作。每个VAV-Box控制箱下面要留置检修口。与BA系统现场确认风、水系统电动阀门安装位置及接口朝向等,有利于综合布管布线的美观合理。

(2)调试阶段:①风量平衡测试前,BA专业应确认每个VAV-Box阀门的开度为出厂初始状态,确保VAV-Box阀门没有关闭,并设置有初步的联动,空气处理机组断电新风阀和回风阀关闭,通电打开。风量平衡测试,空调专业与BA专业同步测试一次风风量,空调专业读出VAV-Box后各个风口的风量值,累加后与BA专业在VAV-Box上设置的测试仪风量值进行比较,确保误差在1%以内。②水量平衡测试前,BA专业应确认每个电动阀打开。③测试并联式风机动力型VAV-Box二次风量时,需要BA专业进行开关操作,与空调专业配合调试。④BA系统远程控制调试,需要空调专业将配合箱状态全部调至“自动”,并全程跟踪远程控制的效果。

五、施工注意事项

施工前的技术准备:风管施工前,应与各方进行充分沟通,确保在施工前,将最终的吊顶排布图经各方确认,然后依据排布图确定各专业主管道位置,并将所有支风管一次到位,避免装修后期支风管来、回返弯,确保系统严密、避免系统阻力过大。

风管下料工序控制:风管下料时进行精心安排,尽量减少拼接缝。

密封胶的选择:考虑风管内输送空调风温差大(8℃~30℃),且变化迅速(可能上午供热,下午即供冷),故对密封胶的弹性及粘结性提出较高的要求,必须采用质量好的密封胶。

末端风口的选择:根据有关的气流组织试验结果表明:在变风量送风的情况下,条缝型散流器和灯具散流器在较大的风量变化范围内,空气分布特性指标ADPI均保持在80%以上,所以变风量系统中一般采用条缝型散流器和灯具散流器,但在选择条缝型风口时,必须依据风口风速、静压、扩散区域、到底距离、噪音情况,参照厂家样本进行仔细选择,绝不盲目订货,否则极易对空调效果产生影响。

在工程未正式交付使用前,尽量不采用正式风机对施工现场进行通风或除尘等工作。

六、结束语

通过对VAV空调系统的弱电调试与控制的问题分析,进一步明确了VAV空调系统的发展方向。因此,我们要加大对AV空调系统的弱电调试的重视。

参考文献