中央空调控制系统设计报告(2)

扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告

建筑相比是非常少的。居住建筑提倡节能设计，目的是提高人们生活的舒适性。而公共建筑提倡节能设计才是建立集约型社会的关键环节。公共建筑分为以下几类：办公建筑(写字楼、政府部门办公楼)，商业建筑(商场、金融建筑),旅游建筑(旅馆、娱乐场所)，科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗、卫生、体育)，通信建筑(邮电、通讯、广播)以及交通运输(机场、车站等)。有数据显示：就政府部门办公楼每年所消耗能量相当于全国八亿农民全年全部的能耗：办公室里夏天穿毛衣御寒、冬天衬衣短袖解署、白天亮灯办公、热水机饮水机下班后没人关。现在全球范围内已开始能源紧张，尤以中国较为严重，随着中国经济的高速发展,对能源的使用和节约就更加迫切了。

准格尔旗卫生局中央空调控制系统设计，是节能要求中应首先引起重视的建筑类型。本次设计从建筑热工计算入手，在暖通空调节能方面做了多方面努力，使本次工程设计满足了节能50%这一节能目标。

1.3设计要求

1）设备保证是符合中华人民共和国最新执行标准，须为国内外知名品牌并通过国家、行业检测中心检测合格的设备。

2）产品及其所有零部件应是技术先进、设计正确、结构合理、安全可靠、节省能源、遵守机械、电器及建筑方面的通用技术要求，维护方便。制造产品的材料应具有足够的强度和合适的性能，且为原厂生产，并有该厂商标。产品必须是最新制造生产，不得有生锈、陈旧、过时的配件。

1.4 设计依据

《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005 1.4.1 选配空气过滤器时，应符合下列要求：

1．粗效过滤器的初阻力小于或等于50Pa（粒径大于或等于5.0μm，效率：80％>E≥20%）；终阻力小于或等于100Pa；

2．中效过滤器的初阻力小于或等于80Pa（粒径大于或等于1.0μm，效率：70％>E≥20％）；终阻力小于或等于160Pa；

3．全空气空气调节系统的过滤器，应能满足全新风运行的需要。 1.4.2 空气调节风系统(包括空气调节机组)应满足下列基本控制要求： 1．空气温、湿度的监测和控制；

2．采用定风量全空气空气调节系统时，宜采用变新风比焓值控制方式； 3．采用变风量系统时，风机宜采用变速控制方式；

5

扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告

4．设备运行状态的监测及故障报警； 5．需要时，设置盘管防冻保护； 6．过滤器超压报警或显示。

2．中央空调定风量控制系统方案综述

中央空调系统的所有空气处理设备(包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等)都设在一个空调集中的空调机房内，其特点是，经集中设备处理后的空气，通过风道分送到各空调房间。 主要包括以下几个部分:(1)进风部分(2)空气过滤部分(3)空气的热湿处理部分 (4)空气输送和分配部分(5)冷热源部分

全空气系统分为定风量和变风量两种。变风量空调系统简称VAV 系统（Variable Air Volume System ），它根据被控区域空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调系统的送风量，从而保证室内参数达到要求。对于一个风系统服务于多个房间时，采用变风量空调系统可以使每个房间的变风量末端装置随该房间温度的变化自动控制送风量，使得空调房间过冷或过热现象得以消除，也使能量得以合理利用。

该工程采用中央空调定风量控制系统。定风量CAV ( Constant Air Volume )系统是指当室内空气余热Q值发生变化而又需要使室内温度保持不变时，可将送风量固定，而改变送风温度的控制的系统。定风量控制系统的原理是：通过改变送风温度来满足室内冷（热）负荷变化。若向室内吹冷风，送入室内的冷量是： Q＝cρL（tn－ts）式中，c是空气的比热容；ρ是空气密度；L是送风量； tn是室内温度，ts是送风温度；吸收（或送入）室内的热流量。风机以恒速运行，从而保持风量的恒定，仅通过改变送风温度来进行空气的温度调节

根据空气处理设备的集中程度，空调系统分为:集中式空调系统，半集中式空调系统和分散式空调系统；集中式是指所有的空气处理设备均设在一个集中的空调机房内。半集中式除了集中空调机房（主要处理室外新风）外，还包括分散放在空调房间内的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。全分散式没有集中空调机房，而是完全采用组合式设备向各房间进行空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一

6

扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告

类，如各房间的空调器等。集中式和半集中式也可通称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。集中式、半集中式空调系统和全分散式空调系统相比，具有以下优点：空调效果好；可送新风，保证室内空气新鲜度；投资低；运行管理方便，运行费用低；故障少，便于维修；设备寿命长；噪声小；宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。根据上述系统特点，本系统选用集中式空调系统。

3.风机盘管加新风空调系统综述

风机盘管加新风系统是空气-水系统的一种主要形式，也是我国目前多层或高层民用建筑中的最为普遍的一种空调方式，它以投资少，占用空间小和使用灵活等优点广泛应用于各建筑之中。

3.1 风机盘管加新风空调系统的特点

3.1.1 与直流系统相比，节省能源。

此系统中，新风只是保证卫生间标准为基础，不承担空调器符合，因此新风负荷相对较小，处理新风所需的冷热量也相对小。实际上，这一系统对冷热源的消耗在设计上与新风量相同的与一次回风系统是完全相同的。 3.1.2与集中式空调相比，可进行局部区域的温度控制。

首先，各房间在各自不同的温度要求下使用，因而使用更灵活。第二，当部分房间符合变小时，其供热量可随自动控制而减小。 3.1.3可节省整个大楼的空调系统的电器安装容量。

风机盘管属于全水系统那个范畴，冷热水送至使用房间。由于水的比热远大于空气，因此输送同样的冷热量至同一地点时，通常用水管输送的时的能耗小于用风管输送的能耗。系统在设计下的输送能耗采用风机盘管加新风系统也将小于全空气空调系统。 3.1.4由于风机盘管的体积小，结构紧凑，因此布置比较灵活。

3.1.5由于各房间都设有风机盘管，因此其台数较多，导致检修和日常维护的工作量上升。

这些工作量包括：风机维护，过滤器清洁，控制阀门的维护检修等。 3.1.6与全空气系统相比，可能延长冷水机组的运行时间而耗能。

除非新风协调采用双风量方式，否则在过渡季节很少能利用室外冷风直接降温，因

7

扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告

而可能延长冷水机组的运行时间而耗能，另外全年若都按最小风量运行，室内空气品质较差。

3.2空调系统节能技术措施

1）制定空调系统节能运行的全年调节方案，确定相应的风、水系统的质、量调节方式；

2）制定空调冷、热负荷随室外天气变化的曲线图，随时关注室内负荷和室外天气的变化情况，及时调节供冷、供热量。

3）确定新风使用量标准

要求：全空气系统的新风使用量，在夏、冬季要维持在设计或规定要求的最低值；在春、秋过渡季则要根据室内外情况尽可能多地使用，甚至全部使用；为空调房间预冷或预热期间不供新风。

根据上面规定设定空调系统的自动开启和关闭。根据其第三点确定新风使用量标准确定送风、回风、排风开启的大小。节能运行调节技术方案

根据《公共建筑空调温度管理办法》中第四节空调设备及监测仪表的第二十二条（测量精度）：建筑所有权人或使用人选用的室内温度测量仪表测量范围应为10℃～30℃，最小分辨率为0.1℃，其准确度等级不应低于±0.5级。从而确定使用安装温度传感器。

原系统采用手动操作控制方式，本次改造方案采用自动控制方式，通过自动控制可以实现制冷系统监测、控制、报警、数据记录、报表打印等功能。配置德国西门子公司的工业级可编程控制器与触摸屏作为下位机系统，实现系统的智能化运行。上位机系统由工控机和打印机组成。

4.定风量空调控制系统设计

4.1 系统的总体设计

系统的设计要求：“办公、会议、走廊等公共场所采用风机盘管加新风系统。按使用时间和用途划分空调分区，充分利用室外自然环境降温。风机盘管的供回水支管均设电动调节两通阀及三速开关，可根据室温自动控制进出风机盘管的水量。新风系统均采用了旁通型新风换气热回收系统。在过渡季节采用直流方式通风，即节能又可提高室内

8

扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告

空气品质;在冬夏季空调季节可回收排风中的冷、热量。”因此可以在风机盘管的回水管上设置电动两通阀，可调节各房间的温度。风机转速和电动两通阀均安装于室内的温控器控制。在新风机组进口和出口处安装温湿度传感器，设置两级过滤层，在过滤网两侧安装压差开关以测量过滤网两侧的压差。设置防冻开关。

风系统设计： 1）空调机组选型

空调机组是变风量空调系统中最重要的部件之一，在设计上比普通的空调机组要多考虑一些问题。它要求风机的工作范围在流量静压特性曲线中较为陡峭的一段，这和普通的空调机组刚好相反。因为变风量空调系统一般通过维持送风系统静压来控制送风机的风量，这就要求在风机的特性中，流量的变化对系统静压变化必须敏感。

2）变风量末端的选择

在目前的工程实践当中，主要使用两种类型的变风量末端：(压力无关型)变风量箱和变风量风口。两者均能实现区域的独立温度控制，不过变风量箱具备较大的通风能力，通常每个变风量箱带3~6个风口，可控制的空调区域范围较大;当要求将空调空间划分为多个较小单元的独立控制区域时，从经济性考虑，可采用变风量风口。

3）气流组织设计

对普通变风量箱+送风口形式的系统而言，在风量减少时送风口的风速衰减较快，可能会产生送冷风时冷气流下坠，送热风时热空气无法抵达工作区域等弊端，解决办法是采用扩散性能好的送风口：如条缝形风口，灯具型风口等。

对采用变风量风口的系统而言，因为可随室内负荷变化自动调节送风口风阀开度，从而改变送风量，因此能维持送风口风速相对恒定，可以保证送风的高射程和良好的贴附能力。

4）风管设计

由于变风量系统是一种全空气系统，相对风机盘管+新风系统而言，势必要在节省吊顶空间上多作考虑，通常做法是提高送风的流速;在吊顶空间受限制的情况下，一种可行办法是采用风机动力型变风量箱，只输送一次风，可加大送风温差，减少送风量，缩小风管尺寸。

因为压力无关型变风量箱都带有风速传感器，对于连接变风量箱的入口支管，应留有3倍管径以上长度的直管段，以保证测量准确。

在设计风量下从变风量箱出风口到房间送风口间的风管压力损失一般不要超过50Pa。

9

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库中央空调控制系统设计报告(2)在线全文阅读。