【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的輸出作為副控制器的外給定。副環(huán)被控制參數(shù)一般選取受干擾大，純遲延較小，反映靈敏的參數(shù)，采用比例積分控制器或者比例控制器，副環(huán)對(duì)象的時(shí)間常數(shù)比主環(huán)對(duì)象的時(shí)問(wèn)常數(shù)要小，且控制效果顯著。串級(jí)控制系統(tǒng)，對(duì)于控制對(duì)象純遲延較大，時(shí)間常數(shù)較大，熱濕干擾嚴(yán)重的空調(diào)系統(tǒng)是很時(shí)宜的。例如，采用蒸汽或熱水加熱器及表冷器的室溫空調(diào)系統(tǒng)。將送風(fēng)干擾作為主干擾納入副環(huán)的送風(fēng)溫度控制系統(tǒng)，而主控制對(duì)象（空調(diào)房間）的干擾通過(guò)主控制器的作用來(lái)改變副控制器的給定值，使送風(fēng)溫度按室溫變化調(diào)整，從而減少室溫的波動(dòng)，提高控制質(zhì)量。直接數(shù)字控制系統(tǒng)（Directed Digital control）即DDC控制系統(tǒng)，是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在常規(guī)控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律是由硬件決定，若改變控制規(guī)律，則必須改變硬件；DDC控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律的改變則只需改變軟件的編制。模糊控制是人工智能領(lǐng)域中形成最早、應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)重要分支，適合于結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難于用傳統(tǒng)理論建模的問(wèn)題。在空調(diào)系統(tǒng)的過(guò)程控制中，由于控制對(duì)象的時(shí)滯、時(shí)變和非線性的特征比較明顯，導(dǎo)致控制參數(shù)不易在線調(diào)節(jié)，而FLC卻能較好的適應(yīng)這些特征，目前已成功地應(yīng)用到家用空調(diào)器上。隨著模糊控制技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用研究的不斷深入，在控制目標(biāo)方面從早期的溫度控制發(fā)展到以熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)作為控制基準(zhǔn)：在控制策略方面從基于查詢(xún)表簡(jiǎn)單模糊控制發(fā)展到與其它人工智能領(lǐng)域相結(jié)合的智能模糊控制。這些智能江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)8控制方法的應(yīng)用極大的提高了空調(diào)器的控制效果。對(duì)于常規(guī)控制方法，當(dāng)室外氣象參數(shù)和室內(nèi)負(fù)荷變化較大時(shí)，空調(diào)器控制效果較差，主要表現(xiàn)為所控制的室內(nèi)溫、濕度波動(dòng)較大，使人有忽冷忽熱的感覺(jué)。采用模糊控制技術(shù)，使所控制的室內(nèi)溫、濕度相對(duì)穩(wěn)定，提高空調(diào)房間的舒適性。如果認(rèn)為空調(diào)自動(dòng)控制的作用僅僅是可對(duì)溫度、濕度實(shí)現(xiàn)較精確的控制，那就錯(cuò)了。其實(shí)，自動(dòng)控制的功能并不僅僅限于對(duì)溫度溫度、濕度的精確控制，它還能對(duì)房間內(nèi)的壓力、風(fēng)量、CO含量、煙氣等進(jìn)行控制，確保人們生命、設(shè)備、財(cái)產(chǎn)的安全。此外，還能實(shí)現(xiàn)能量調(diào)節(jié)。一個(gè)包含轉(zhuǎn)換控制、連鎖控制、補(bǔ)償控制、狀態(tài)監(jiān)控、能量調(diào)節(jié)等安全自動(dòng)化的控制系統(tǒng)，可以極大程度上排除人員對(duì)操作過(guò)程的參與，從而大大減輕運(yùn)行和管理人員的勞務(wù)，減少其誤搡作的可能性。可見(jiàn)，空調(diào)自動(dòng)控制的功能是多樣的，所起作用在很多情況下是不可替代的。 熱泵空調(diào)裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)熱泵空調(diào)裝置是為完成某種工藝介質(zhì)的溫度、濕度等一系列要求的機(jī)器或設(shè)備。他包括兩大部分，一是完成冷媒循環(huán)的制冷、制熱工藝系統(tǒng)，一是實(shí)現(xiàn)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行的自動(dòng)控制系統(tǒng)。充分認(rèn)識(shí)空調(diào)裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)制冷、制熱工藝系統(tǒng)熱工參數(shù)調(diào)節(jié)和控制，以及裝置正常工作的保證。，外擾主要是送風(fēng)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的擾動(dòng)。內(nèi)擾就是指房間內(nèi)電器、照明散熱、工藝設(shè)備起停以及室內(nèi)外物品流動(dòng)等變化對(duì)室內(nèi)溫、濕度產(chǎn)生的影響。為了抑制或消除這些干擾，除了在建筑熱工和空調(diào)工藝方面采取措施外，在自控設(shè)計(jì)中應(yīng)充分分析干擾來(lái)源及影響的大小，選擇合理的控制方案。的溫度、濕度，控制效果很大程度上取決于空調(diào)系統(tǒng)本身，而不是自控部分，所以，了解空調(diào)對(duì)象的特性，是很關(guān)鍵的一個(gè)方面?？刂破髦饕匦詤?shù)包括放大系數(shù)k，時(shí)間常數(shù)Ｔ和純時(shí)延時(shí)間t。溫度和相對(duì)濕度進(jìn)行控制，這兩個(gè)參數(shù)常常是在一個(gè)控制對(duì)象里同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9的兩個(gè)被調(diào)量，兩個(gè)參數(shù)在控制過(guò)程中相互影響。如房間溫度升高時(shí)，在含濕量不變的情況下，則相對(duì)濕度下降，因此在自控中要充分考慮到溫、濕度的相關(guān)性?？照{(diào)自控系統(tǒng)是以空調(diào)房間的溫、濕度控制為中心，通過(guò)工況轉(zhuǎn)換與空氣處理過(guò)程，每個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起的整體控制系統(tǒng)，任意環(huán)節(jié)有問(wèn)題，都將影響空調(diào)房間的溫、濕度控制，甚至整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法工作。，因此，自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)包括工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換部分。如夏季為制冷工況，通過(guò)控制冷水量，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。而冬季需轉(zhuǎn)換到制熱工況，通過(guò)控制熱媒，調(diào)節(jié)溫度。這是最基本的工況轉(zhuǎn)換。此外，從節(jié)能出發(fā)進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換控制。全年運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)，采用工況轉(zhuǎn)換的處理方法能達(dá)到節(jié)能的目的。為了盡量避免空氣處理過(guò)程中的冷、熱抵消，充分利用新、回風(fēng)和發(fā)揮空氣處理設(shè)備的潛力，在考慮溫、濕度為主的自動(dòng)控制外，還必須考慮與其相配的和工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制。目前，由于地源熱泵機(jī)組在我國(guó)應(yīng)用的還不廣泛，所以，專(zhuān)門(mén)針對(duì)地源熱泵機(jī)組的控制器還不多。為了保證機(jī)組的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，一般是采用用于制冷空調(diào)中的通用可編程控制器。由于這種控制器是針對(duì)制冷空調(diào)設(shè)備的，故其與熱泵機(jī)組不一定能達(dá)到很好的匹配。輸入、輸出控制端也不盡相同，且由于其設(shè)計(jì)的通用性，也帶來(lái)了價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，這些均不利于熱泵，特別是小型、戶(hù)型熱泵的推廣。江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)104 地緣熱泵機(jī)組及其控制原理 熱泵系統(tǒng)工作原理及能量分析 熱泵系統(tǒng)工作原理壓縮式熱泵空調(diào)機(jī)組主要由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥和四通換向閥組成。壓縮機(jī)是系統(tǒng)的心臟，用來(lái)壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低壓處入到高溫高壓處出：膨脹閥對(duì)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并能調(diào)節(jié)循環(huán)工質(zhì)的流量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，它使來(lái)自膨脹閥節(jié)流降壓的循環(huán)工質(zhì)在其中蒸發(fā)并吸收被冷卻物體的熱量，達(dá)到制冷的目的；冷凝器是熱量輸出設(shè)備，它將工質(zhì)從蒸發(fā)器吸收的熱量以及壓縮機(jī)做功所轉(zhuǎn)換的熱量傳遞給冷卻介質(zhì)，以達(dá)到制熱的目的。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所消耗的功起補(bǔ)償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷從低溫環(huán)境吸熱并向高溫環(huán)境放熱，這樣周愿復(fù)始的工作。圖41是熱泵系統(tǒng)工作原理圖。圖 在圖中中間換熱工質(zhì)表示與熱泵系統(tǒng)進(jìn)行熱交換的循環(huán)介質(zhì)。在熱泵系統(tǒng)循環(huán)中虛線箭頭和實(shí)線箭頭分別表示熱泵在制冷和制熱時(shí)的工質(zhì)流向。在制冷時(shí)，中間換熱工質(zhì)與換熱器１（蒸發(fā)器）中與系統(tǒng)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，系統(tǒng)工質(zhì)吸熱變成低溫低壓蒸汽后進(jìn)入壓縮機(jī)，被壓縮成高溫高壓氣體，在換熱器２（冷凝器）中與中間換熱工質(zhì)熱交換，排放熱量。中間換熱工質(zhì)的冷量可供建筑物空調(diào)用。制熱時(shí)，中間換熱工質(zhì)在換熱器２（蒸發(fā)器）中與系統(tǒng)工質(zhì)熱江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11交換，系統(tǒng)工質(zhì)吸熱變成低壓蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)，被壓縮成高溫高壓氣體，在換熱器ｌ（冷操器）中與中間換熱工質(zhì)熱交換，中間換熱工質(zhì)吸收熱量，可供建筑物供暖所需，這就是熱泵的工作原理。熱泵系統(tǒng)的制冷、制熱過(guò)程在壓焓圖上表示見(jiàn)圖42和圖43。可以看到，制冷制熱的工質(zhì)壓燴圖的形狀基本上是相同，制冷循環(huán)過(guò)程是ｌ一２—３—４，制熱過(guò)程是１—３—２—４，四通換向閥的換向作用使中間２、３狀態(tài)點(diǎn)發(fā)生變換。圖 圖 熱泵系統(tǒng)能量分析在理論上，理想狀態(tài)下熱泵的循環(huán)依然是逆卡諾循環(huán)，圖44是工質(zhì)在高溫Ｔ與低溫Ｔｏ之間循環(huán)的溫熵圖。江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)12圖 圖中，面積ＡＢＣＤ代表凈輸入功，面積ＢＣＥＦ代表向高溫?zé)嵩瘁尫诺哪芰?，面積ＤＡＦＥ代表從低溫?zé)嵩次盏哪芰?。在滿(mǎn)足舒適性的要求下，夏季制冷工況時(shí)控制相對(duì)較高的室內(nèi)溫度可以提高熱泵機(jī)組的性能系數(shù)，起到節(jié)能降耗的作用。同理，冬季供暖時(shí)控制相對(duì)較低的室內(nèi)溫度也能達(dá)到相同的功效。 地緣熱泵機(jī)組工作原理地源熱泵（ＧＳＨＰ）是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源的既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能） ，即可實(shí)現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移，地?zé)崮苜Y源分別在夏季和冬季作為高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩?。在冬季，把地能中的熱量“取”出?lái)，提商溫度后供給室內(nèi)采暖；在夏季，把室內(nèi)的熱量“取”出來(lái)釋放到地層中去，并且常年能保證地下溫度的均衡㈣。 （見(jiàn)圖45）圖 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13地源熱泵機(jī)組在工作時(shí)與傳統(tǒng)的熱泵循環(huán)～樣，它本身消耗一部分電能，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為輸出功中的一小部分，因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量商品位能源。地源熱泵裝置，主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥等部分組成，通過(guò)讓工質(zhì)（制冷劑）不斷完成蒸發(fā)一壓縮一冷凝一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)冷、熱量轉(zhuǎn)移以達(dá)到制冷、制熱的功效。 地緣熱泵空調(diào)機(jī)組的自動(dòng)控制 熱泵裝置的自動(dòng)控制內(nèi)容一般來(lái)說(shuō)，熱泵裝置自動(dòng)化包括一下內(nèi)容：（如壓力、溫度、濕度、流量等）的自動(dòng)檢測(cè)。參數(shù)檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)控制的依據(jù)。，使之恒定或者按一定規(guī)律變化。對(duì)一臺(tái)自動(dòng)操作的熱泵裝置，首先期望的是維持被控對(duì)象的溫度恒定在一定范圍。對(duì)被控對(duì)象（如房間）來(lái)說(shuō)，熱泵本身就是就是這個(gè)大自控系統(tǒng)的～部分。，根據(jù)規(guī)定的操作程序，對(duì)機(jī)器、設(shè)備執(zhí)行一定的順序控制或程序控制。如壓縮機(jī)、四通閥、水泵等的啟動(dòng)于停止。在機(jī)組工作異常，某些參數(shù)達(dá)到警戒值時(shí)，應(yīng)使設(shè)備停機(jī)或執(zhí)行保護(hù)性操作，并發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。 熱泵裝置的自動(dòng)控制目標(biāo)通過(guò)對(duì)熱泵機(jī)組的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)以及機(jī)組各主要部件的保護(hù)，以使其達(dá)到安全性、高效性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性要求。 熱泵裝置的控制裝置針對(duì)熱泵機(jī)組組成系統(tǒng)的主要部件（壓縮機(jī)、蒸發(fā)器等） ，以經(jīng)典控制理論為基礎(chǔ)，將它們逐個(gè)作為小對(duì)象進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)，構(gòu)成單回路的并聯(lián)控制系統(tǒng)。目前的熱泵控制應(yīng)用中，控制件多為機(jī)械式的雙位調(diào)節(jié)或比例調(diào)節(jié)以及一些保護(hù)繼電器。這種模式能夠?qū)?shù)進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)以保證裝置正常安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)必要的工藝目的。電子式控制（如應(yīng)用電子膨脹發(fā)，電磁閥等） ，能夠以標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)傳輸信息的電腦型調(diào)節(jié)裝置，它傳感快，能迅速獲得裝置運(yùn)行中的測(cè)量值信號(hào)，可以運(yùn)用現(xiàn)代空理論中各種控制技術(shù)和控制方式，由微電腦給出調(diào)節(jié)規(guī)律并迅速執(zhí)行調(diào)節(jié)作用。目前，各種新的控制技術(shù)正在不斷的應(yīng)江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)14用與研究。如：模糊控制的應(yīng)用，遺傳算法與各種優(yōu)化算法對(duì)電子膨脹閥的應(yīng)用，應(yīng)用模糊控制對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)等。 空調(diào)房間系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)一般作為住宅、辦公用的熱泵機(jī)組，其調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖如圖46圖 空調(diào)房間作為調(diào)節(jié)對(duì)象，被調(diào)參數(shù)一般為溫度、濕度，給定值按一般的舒適度要求給定。