【正文】 空調(diào)系統(tǒng)。 ? (2) 變風(fēng)量系統(tǒng)即系統(tǒng)在運(yùn)行過程中風(fēng)量按一定的控制要求不斷調(diào)整，以滿足不同工況的需要。熱水經(jīng)熱水泵加壓后送入空調(diào)機(jī)組，在表面換熱器 (表冷器 )中與空氣進(jìn)行熱濕處理，處理后的熱水溫度降低，并重新回到換熱器進(jìn)行加熱處理。 空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識(shí) ? 2 ? (1) 熱源分類 ? ① 按熱源性質(zhì)不同可分為蒸汽和熱水兩大類； ? ② 按熱源裝置不同可分為鍋爐和熱交換器兩大類。同樣，樓宇控制系統(tǒng)對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行控制也需要開關(guān)量和模擬量的輸出。 傳感器 ? 溫度傳感器 ? 溫度是樓宇控制中一個(gè)非常重要的參數(shù)，溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)不僅可給人們提供一個(gè)舒適的生活和工作環(huán)境，從節(jié)能的角度出發(fā)，溫度的恰當(dāng)控制還可為現(xiàn)代化樓宇節(jié)約大量的能源。另外，銅的電阻率比鉑低得多，所以同樣阻值的熱電阻，銅電阻要更細(xì)更長，這使其機(jī)械強(qiáng)度差，體積也更大。 傳感器 ? 3 ? 兩種不同導(dǎo)體 A、 B接觸時(shí)，由于兩邊自由電子密度不同，連接成閉合回路時(shí)，在交界面上會(huì)產(chǎn)生電子的相互擴(kuò)散，致使在 A、 B接觸處產(chǎn)生電場(chǎng)，以阻礙電子的進(jìn)一步擴(kuò)散，達(dá)到最后平衡。集成電路溫度傳感器的工作溫度范圍一般在 50～ 150 ℃ 。而上述測(cè)壓元件是先將壓力變化轉(zhuǎn)換成位移的變化，然后再將位移的變化通過磁電或其他電學(xué)的方法轉(zhuǎn)成能方便檢測(cè)、處理、顯示的電學(xué)量。 傳感器 ? 流量傳感器 ? 流量數(shù)據(jù)是樓宇設(shè)備控制和工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的一個(gè)很重要的參數(shù)。盡管如此，還要求在渦輪流量計(jì)前后安裝一段直管，入口直段的長度應(yīng)為管徑的 10倍，出口長度應(yīng)為管徑的 5倍。其壓力值與液位值呈對(duì)應(yīng)線性關(guān)系，因此通過對(duì)壓力的測(cè)量即可得到液位值，達(dá)到測(cè)量液位的目的。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 電動(dòng)閥 ? 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力元件，將控制器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為閥門的開度，它是一種連續(xù)動(dòng)作的執(zhí)行器。 ? 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 風(fēng)門驅(qū)動(dòng)器通常以交流電源為動(dòng)力，接受控制器發(fā)出的 0～ 10 VDC或 4～ 20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)?0～ 100％的相應(yīng)開度。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 2 ? DDC控制器的輸入／輸出信號(hào)根據(jù)物理性質(zhì)通常分為模擬輸入量 (Analogy Input，縮寫為 AI) 、模擬輸出量(Analogy Output，縮寫為 AO) 、數(shù)字輸入量 (Digital Input，縮寫為 DI)和數(shù)字輸出量 (Digital Output，縮寫為 DO)四類。由于閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動(dòng)的，因此一般都沒有閥位的電反饋信號(hào)，故這種控制器不能獲得真實(shí)的閥門位置信號(hào)，無法判別閥門的機(jī)械故障。 ? 開關(guān)量輸出信號(hào)可用來控制開關(guān)、交流接觸器、變頻器以及晶閘管等執(zhí)行元件動(dòng)作。 ? 冷水機(jī)組通常分為冷凍水和冷卻水兩個(gè)分系統(tǒng)，它們共同工作才能完成冷凍水的供應(yīng)。該系統(tǒng)通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)備啟／停順序控制。 DDC與就地儀表、閥門的信號(hào)線的規(guī)格和芯數(shù)，亦隨具體控制系統(tǒng)設(shè)備與控制要求而定。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) 圖 電動(dòng)執(zhí)行器的控制原理圖 (a) 常規(guī)的電動(dòng)執(zhí)行器控制原理圖 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 計(jì)算機(jī)輸出的控制閥位模擬量信號(hào)就是為了在比較器中與實(shí)測(cè)的閥位信號(hào)進(jìn)行比較，以決定電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。 ? 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 通常，模擬量輸出 (AO)信號(hào)控制風(fēng)閥、水閥等執(zhí)行器動(dòng)作。它除具有先進(jìn)的 PID算法功能外，還可執(zhí)行復(fù)雜的控制算法，如自整定、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等。 圖 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 風(fēng)門驅(qū)動(dòng)器 ? 在智能樓宇的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中使用最多的執(zhí)行器是風(fēng)門驅(qū)動(dòng)器，它用來精確控制送風(fēng)風(fēng)門、回風(fēng)風(fēng)門、新風(fēng)風(fēng)門、排風(fēng)風(fēng)門等的開度。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 電磁閥 ? 電磁閥是電動(dòng)執(zhí)行器中比較常用的一種，它利用電磁鐵的吸合和釋放對(duì)閥門作通、斷兩種狀態(tài)的控制。 ? 傳感器 ? 2 ? 電容式液位傳感器是用以對(duì)液位進(jìn)行連續(xù)精密測(cè)量的儀器。渦輪的葉片采用導(dǎo)磁材料制成，在非導(dǎo)磁材料做成的導(dǎo)管外面安放一組套有感應(yīng)線圈的磁鐵。壓電傳感器是利用某些材料的壓電效應(yīng)原理制成的，具有這種效應(yīng)的材料有壓電陶瓷、壓電晶體等。 ? 壓力傳感器是將壓力轉(zhuǎn)成電流或電壓的器件，可用于測(cè)量壓力和物體的位移。 傳感器 ? 4 ? 集成溫度傳感器是利用集成化技術(shù)把溫度傳感器 (如熱敏晶體元件 )與放大電路、補(bǔ)償電路等制作在同一芯片上的功能器件。此外，熱敏電阻的互換性差，這給系統(tǒng)的維護(hù)帶來一定的困難。 傳感器 ? 金屬電阻與溫度的近似線性關(guān)系如下： ? 式中 Rt—— t ℃ 時(shí)電阻值； ? R0—— 0 ℃ 時(shí)電阻值； ? α—— 電阻的溫度系數(shù)。 ? (5) 成分傳感器的量程應(yīng)按檢測(cè)氣體濃度進(jìn)行選擇，一氧化碳?xì)怏w宜為 0～ 300 ppm或 0～ 500 ppm，二氧化碳?xì)怏w宜為 0～ 2023 ppm或 0～ 10000 ppm。所謂開關(guān)量輸入，是指輸入信號(hào)為狀態(tài)信號(hào)，其信號(hào)電平只有兩種，即高電平和低電平。因此，通常溴化鋰制冷機(jī)組的蒸發(fā)溫度不可能低于 0 ℃ ，從這一點(diǎn)上可以看出溴化鋰制冷的適用范圍不如壓縮式制冷廣。 空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識(shí) ? (2) 冷凍水系統(tǒng) ? 冷凍水系統(tǒng)是一個(gè)封閉的水循環(huán)系統(tǒng)。 空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識(shí) ? 3 ? (1) 全回風(fēng)式系統(tǒng)（又稱封閉式系統(tǒng)） 指全部采用再循環(huán)空氣的系統(tǒng)，即室內(nèi)空氣經(jīng)處理后再送回室內(nèi)，以消除室內(nèi)的熱濕負(fù)荷。對(duì)空氣的處理集中在專用的機(jī)房里，對(duì)處理空氣用的冷源和熱源也有專門的冷凍站和鍋爐房。 I＝ ig+ip 空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識(shí) ? 空氣的焓主要是由與空氣溫度有關(guān)的 t項(xiàng)以及與含濕量有關(guān)的 d項(xiàng)這兩部分組成。因此，根據(jù)空氣的含濕量可以確定露點(diǎn)溫度。水蒸氣當(dāng)然也不例外。 ? 樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)主要由數(shù)字控制器、傳感器、執(zhí)行器和被控對(duì)象組成。 控制系統(tǒng)基本原理及控制器調(diào)節(jié)特性 圖 比例積分調(diào)節(jié)器特性圖 (a) 輸入波形； (b) 輸出波形 控制系統(tǒng)基本原理及控制器調(diào)節(jié)特性 ? 4 (PD) ? 比例微分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是 :當(dāng)被調(diào)參數(shù)與給定值發(fā)生偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)不僅與輸入偏差保持比例關(guān)系，同時(shí)還與偏差的變化速度有關(guān)。其缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)過程最終有殘余偏差，而且被調(diào)參數(shù)不能回到給定值，特別是負(fù)載變化幅度較大時(shí)，殘余偏差更大。 ? 3 ? 在經(jīng)典控制理論中，用動(dòng)態(tài)時(shí)域指標(biāo)來衡量系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。 圖 開環(huán)控制原理圖 控制系統(tǒng)基本原理及控制器調(diào)節(jié)特性 ? 2 ? 如果系統(tǒng)的輸出量被引回來作用于系統(tǒng)的控制部分，形成閉合回路，這樣的系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)，也稱反饋控制系統(tǒng)。傳感器、執(zhí)行器和 DDC控制器； BAS各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)參數(shù)與控制方法。 ? 控制系統(tǒng)基本原理 ? 按照控制系統(tǒng)是否具有反饋環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。閉環(huán)控制原理如 圖 所示。 控制系統(tǒng)基本原理及控制器調(diào)節(jié)特性 ? 基本 PID控制 ? 按偏差的比例、積分、微分（ PID）進(jìn)行控制是連續(xù)系統(tǒng)控制理論中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種控制技術(shù)。積分調(diào)節(jié)器特性如 圖 。由于微分作用發(fā)生在過渡過程的初期，可以大大改善慣性滯后較大系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。在空氣調(diào)節(jié)的過程中，常涉及的空氣狀態(tài)參數(shù)有： 空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識(shí) ? (1) 壓力 ? 一般情況下人們把流體作用于單位面積上的垂直作用力稱為壓強(qiáng)。普通的水銀（或酒精）溫度計(jì)的示值稱為干球溫度，也就是通常所說的溫度。相對(duì)濕度表示絕對(duì)濕度接近飽和絕對(duì)濕度的程度。 ? 過 A作一條等焓線，交相對(duì)濕度為 100％的線于點(diǎn) E，交焓坐標(biāo)軸于點(diǎn) D，從 D點(diǎn)可讀出空氣的焓值。定風(fēng)量或變風(fēng)量的集中式空調(diào)系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)。 ? (2) 變水量系統(tǒng) 在空調(diào)水系統(tǒng)中，終端設(shè)備常用電動(dòng)二通閥，而電動(dòng)二通閥的開度又是經(jīng)常變化的，則系統(tǒng)的水量也一定是變化的。 空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識(shí) ? (1) 壓縮式制冷 ? 低壓制冷劑蒸汽在壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮為高壓蒸汽后進(jìn)入冷凝器，制冷劑和冷卻水在冷凝器中進(jìn)行熱交換，制冷劑放熱后變?yōu)楦邏阂后w，通過熱力膨脹閥后，液態(tài)制冷劑壓力急劇下降，變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)制冷劑后進(jìn)入蒸發(fā)器。在這一過程中，冷水泵停止運(yùn)行。 傳感器 ? 1 ? 傳感器的精度應(yīng)滿足系統(tǒng)控制及參數(shù)測(cè)量的要求 ,必須高于要求的過程控制精度 1個(gè)等級(jí)。目前最常用的是通過輻射熱交換實(shí)現(xiàn)測(cè)溫，如紅外測(cè)溫傳感器等，通常用于高溫測(cè)量，如煉鋼爐內(nèi)溫度測(cè)量。引線電阻對(duì)鉑電阻不超過 R0的 ％，對(duì)銅電阻不超過 R0的 ％。熱電偶測(cè)量的準(zhǔn)確度和靈敏度都較高，尤其在高溫范圍內(nèi)有較高的精度。這種傳感器能在高濕度上連續(xù)使用，性能穩(wěn)定，并且可以用單個(gè)元件測(cè)量 0～ 100％ RH范圍的濕度。當(dāng)可動(dòng)極板與另一電極的距離發(fā)生變化時(shí)，則相應(yīng)的平板電容器的容量發(fā)生變化，最后由變送器將變化的電容轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓或電流。再把節(jié)流元件兩端的壓差或節(jié)流元件上的推力轉(zhuǎn)換成需求的電量。電磁流量計(jì)的使用具有局限性，主要是由于要求所測(cè)的流體必須是電的導(dǎo)體。 傳感器 ? 執(zhí)行機(jī)構(gòu)在系統(tǒng)中的作用是執(zhí)行控制器的命令，直接控制能量或物料等被測(cè)介質(zhì)的輸送量，是自動(dòng)控制的終端主控元件。 Llf ?m axmaxLl 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 1 ? 它是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開度與相對(duì)流量成直線關(guān)系，即： ? 式中 C—— 常數(shù)。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 變頻器及可控硅 ? 此類執(zhí)行器直接改變供電頻率以改變風(fēng)機(jī)、水泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速，或改變供電電壓以調(diào)整加熱器加熱量。若變送器輸出為電流信號(hào)，通常由接在輸入端口的電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。當(dāng)閥門到達(dá)全開或全關(guān)位置時(shí)，可以通過機(jī)械裝置直接切斷限位開關(guān)，使電動(dòng)機(jī)停止。 每臺(tái) DDC的輸入輸出接口數(shù)量和種類應(yīng)與所控制的設(shè)備要求相適應(yīng)，并留有 10％～ 15％的余量。 ? 其中，溫度傳感器、流量傳感器、壓差傳感器、液位傳感器等檢測(cè)元件將各部位檢測(cè)的相關(guān)值送到 DDC的模擬輸入點(diǎn) (AI)；水流開關(guān)、水泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等信號(hào)被送到 DDC的數(shù)字輸入點(diǎn) (DI)，而 DDC的輸出信號(hào) (DO)被送到水泵的電氣控制箱控制水泵的啟停運(yùn)轉(zhuǎn)。控制中心根據(jù)上述監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和設(shè)定的冷水機(jī)組工作參數(shù)自動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行。 ? (2) 控制功能用戶可通過控制命令、控制程序和控制日程表等應(yīng)用程序控制樓宇自控設(shè)備的啟?；蛘{(diào)節(jié)。與要求的閥位輸出成正比的控制信號(hào)以 0～ 5 V、0～ 10 V電壓信號(hào)或 0～ 10 mA、 4～ 20 mA電流信號(hào)的形式送入比較器，與測(cè)出的實(shí)際閥位進(jìn)行比較。對(duì)于以開關(guān)狀態(tài)為輸出的傳感器，如水流開關(guān)、風(fēng)速開關(guān)、壓差開關(guān)等，可以直接接到 DDC的 DI通道上。由于此類設(shè)備都是直接調(diào)整電網(wǎng)供電參數(shù)的，一般都會(huì)產(chǎn)生很大的電干擾，有時(shí)甚至?xí)箍刂朴?jì)算機(jī)不能正常工作。得出： ? 式中 R—— 調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量之比，又稱可調(diào)比 ,即： CLld d ?)/( max)/( ])1(1[1max LlRR ???m inm axR ? 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 2 ? 它是指單位行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系，即： ? 將此式積分，并代入與直線流量特性相同的邊界條件可得： ? 從數(shù)學(xué)關(guān)系式可看出二者呈指數(shù)關(guān)系，故等百分比流量特性又稱對(duì)數(shù)特性。它按執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)方式不同可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種。 傳感器 ? 液位檢測(cè)傳感器 ? 在樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)中，需要對(duì)供排水的水位、各種水箱的水位進(jìn)行檢測(cè)和控制。 傳感器 ? 孔板壓差式流量計(jì)是在管道中安裝一孔板作為節(jié)流元件，當(dāng)流體經(jīng)過這一孔板時(shí)截流面縮小，測(cè)出孔板前后壓力差，把壓力差轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓或電流，就可測(cè)量出液體流量?；魻栐?shí)際上是一塊半導(dǎo)體元件，其賴以工作的物理基礎(chǔ)是霍爾效應(yīng)。由于高分子薄膜可以做得很薄，容易吸收空氣中的水分，也容易將水分散發(fā)掉，這就決定了其滯后誤差小和響應(yīng)速度快。 傳感器 ? 將熱電偶材料一端溫度保持恒定 (稱為自由端 )，而將另一端插在需要測(cè)溫的地方，這樣兩端的熱電勢(shì)就是被測(cè)溫度 (工作端 )的函數(shù)，測(cè)出這個(gè)電勢(shì)值就能確定被測(cè)溫度。 傳感器 ? 2 ? 利用半導(dǎo)體的電阻隨溫度變