楼宇自控中空调设计及DDC控制器的合理配置(3)

西南交通大学网络教育毕业设计（论文） V 台冷机。

以上控制策略中是测量供水温度还是回水温度应跟随单台冷机的本体控制逻辑。如冷机本体的控制逻辑是比较冷冻水的供水温度与设定温度来控制压缩机的做功，那么冷机群控策略中应根据冷冻水总管的供水温度；反之，应根据冷冻水总管的回水温度。

以上这种冷机群控策略仅是可行的，但是否是节能的，还需考察COP值。空调暖通设计单位根据建筑物当地的常用负荷段来对冷水机组选型。如某个地区的某个建筑80％满负荷运行时段是大多数的情况，那么冷机的选型应使在80％满负荷运行时的COP值最大。这样的话，就可能出现开5台运行在80％负荷的冷机比开4台运行在100％负荷的冷机更节能的情况。这就会造成在已满足建筑物冷量需求的情况下还需加载冷机。整个冷机群控的策略将会变得更加复杂。

幸运的是有些冷机生产厂商其冷机性能在75%~100%负荷时的COP值是相差不大的（在同样的冷却条件下），这就不必考虑不同负荷段的节能效果了。

综上，合理的冷机群控策略可能有多种，但必须经得起实践的检验，而不能想当然、排脑袋、“进行个性化与艺术化设计”。

西南交通大学网络教育毕业设计（论文） VI

1.3 对未端空调系统设计的建议

一般大楼常用的空调系统的架构有CAV、VAV、VWV等，各有不同操控方式，都可以用DDC控制。如图1-1。

空调系统 定风量系统（CAV） 变风量系统（VAV） 图1-1大楼常用空调系统结构图 变流量系统（VWV） 1.3.1 定风量系统(ConstantAirVolume，简称CAV)。

定风量系统为空调机吹出的风量一定，以提供空调区域所需要的冷(暖)气。当空调区域负荷变动时，则以改变送风温度应付室内负荷，并达到维持室内温度于舒适区的要求。常用的中央空调系统为AHU(空调机)与冷水管系统(FCU系统)。这两者一般均以定风量(CAV)来供应空调区，为了应付室内部分负荷的变动，在AHU定风量系统以空调机的变温送风来处理，在一般FCU系统则以冷水阀ON／OFF控制来调节送风温度。

1.3.2 变风量系统(VAV)

变风量系统(VarlableAirVolume，简称VAV)即是空调机(AHU或FCU)可以调变风量。常用的中央空调系统为AHU(空调机)与冷水管系统FCU系统。这两者一般均以定风量(CAV)来供应空调区，为了应付室内部分负荷的变动，在AHU定风量系统以空调机的变温送风来处理，在一般FCU系统则以冷水阀ON／OFF控制来调节送风温度。然而这两者在送风系统上浪费了大量能源。因为在长期低负荷时送风机亦均执行全风量运转而耗电，这不但不易维持稳定的室内温湿条件，也浪费大量的送风运转能源。变风量系统就是针对送风系统耗电缺点的节能对策。变风量系统可分为两种：一种为AHU风管系统中的空调机变风量系统(AHU—VAV系统)；一种为FCU系统中的室内风机变风量系统(FCU-VAV系统)。AHU-VAV系统是在全风管系统中将送风温度固定，而以

西南交通大学网络教育毕业设计（论文） VII 调节送风机送风量的方式来应付室内空调负荷的变动。FCU-VAV系统则是将冷水供应量固定，而在室内FCU加装无段变功率控制器改变送风量，亦即改变FCU的热交换率来调节室内负荷变动。这两种方式透过风量的调整来减少送风机的耗电量，同时也可增加热源机器的运转效率而节约热源耗电，因此可在送风及热源两方面同时获得节能效果。

1.3.3 变流量系统(VWV)

所谓变流量系统(VariableWaterVolume，简称VWV)，是以一定的水温供应空调机以提高热源机器的效率，而以特殊的水泵来改变送水量，顺便达成节约水泵用电的功效。变水量系统对水泵系统的节能效率依水泵的控制方式和VWV使用比例而异，一般VWV的控制方式有无段变速(SP)与双向阀控制方式。以上三种空调系统是目前大楼空调最常被设计的系统。中央空调控制也就是把管路、管件、阀体或阀门集中设定控制流体提供冷气。所以有效组合中央空调控制即能有效控制耗能，设计合乎节能的空调系统。

1.3.4 不同自调设备方式运用DDC的方法

DDC设备在市面上的产品，各厂家的型号、套件都有所不同，但系统大同小异。只要将类比讯号经数位化处理输入电脑，就能作控制与设定。当这些数位控制运用在空调设备时，整合方式有下列几种：

（1）FCU用在定风量系统(CAV)区域空调

因为是定风量系统，所以我们控制冷水系统上的两通阀。当室温升高，室内感温器送出信号给控制器，控制器接到信号与设定的温度比较，输出信号给冷水管上的两通阀。控制两通阀打开，使循环风变冷送入室内。如室内温度下降过多，盘管风机作卸载。室内温度感温器送信号至控制器为模拟输入，控制器与设定温度比较，输出模拟信号至冷水管上的两通阀关闭。两通阀也有比例式型式，这种比例式两通阀控制冷水大小进入冷排使空调更有弹性控制，维持室温在设定值上下。见图1-2所示。

西南交通大学网络教育毕业设计（论文） VIII

室温升高或者降低 两通阀开/关 与设定的事实室温比较 室内送冷风 图1-2定风量空调系统中的DDC控制器框图 升 DDC控制器 降 空调盘管卸载 （2）AHU用在变风量系统(VAV)区域空调

大楼常用的空调系统，以出风温度及预设定的比值为控制方式。靠着送、回风及外气温度SENSOR来控制马达转速。控制程序如下：

1)出风温度感应到感温器(设定在12℃)，DDC控制两通阀打开。

2)送冷气时，冷水感温器测得冷水离开冷排温度，调整出风温度状况，陆续利用DDC控制AHU变频器改变马达转速送出理想出风温度。

3)当冷水阀门关小至12℃，DDC控制器打开外气及回风风门，综合送风温度，直到外气风门关至最小开度以维持12℃送风风温，可兼外气空调利用。

4)低温限制感应混合温度控制以保护冷排不结冰。

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第2章 DDC控制器配置原则

2.1 设备台数集中的场所

冷站、锅炉房、换热站、变电所均为设备集中场所，均应选择大容量DDC控制器。例如：Honeywell、Excel5000、XL-500、Siemens600、MBC。XL-500I／O点为128、MBC，可带I／O模块80个(每个I／O模块为1或2或4点)，均可以扩展。

例如，某工程投标书：XL-500模拟和数字输入输出混合用时650元／点，纯数字输入输出为400元／点。XL-50模拟和数字输入输出混合用时850元／点(上述只考虑控制器的单价，不包括传感器和执行器)。

从经济条件下考虑由上述可见，有条件选用大容量的DDC控制器是合理的。

2.2 流程相关的设备需求，应配置同一控制器

按流程相关的设备需求应配置同一控制器，这样便于调试和运行(监视)维修。例如：同一冷站控制器监视、控制、管理除冷水机组、冷冻泵、冷却泵、补水泵外，还应包括距冷站安装距离较远的冷却塔、膨胀水箱。热源系统中的锅炉、锅炉一次循环泵、锅炉给水泵、热交换器、二次采暖循环泵及与锅炉有关的交换器、循环泵、补水泵、膨胀水箱(其中包括各不同安装位置)也应放同一控制器。

2.3 按运行时间和季节配置控制器

按上述配置，有的设备是属于夏季运行、冬季停机，有的冬季运行、夏季停机，有的全年运行。下面分析一般工程设备的运行季节。

夏季运行设备：冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却风塔、专用供冷站的变配电设备。

冬季运行设备：采暖用热水燃油锅炉、采暖用热交换器、锅炉热水循环泵(一次)、采暖循环泵(二次)、燃油锅炉供油泵、锅炉给水泵(除工程中的生活热水用蒸汽燃油锅炉换热时为四季用外，其余为冬季运行)、地热、热风幕用热交换器及相关的循环泵、补水泵、膨胀水箱等。

全年运行设备：生活热水用蒸汽燃油锅炉及蒸汽锅炉补水泵、软化器、软化水箱、凝结水箱、凝结水泵、空调补水泵、空调膨胀水箱、空调机、新风机、风机盘管行)、生活热水用热交换器及循环泵、游泳池用的加热器、循环过滤泵、加药器、给排水设

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