【正文】 如溫度信號(hào) ， 轉(zhuǎn)換為電信號(hào) ， 并以模擬信號(hào)或開(kāi)關(guān)信號(hào)的方式傳送至 DDC 控制器 ， 或者將 DDC 控制器輸出的控制量電信號(hào) (模擬信號(hào)或開(kāi)關(guān)信號(hào) ) 轉(zhuǎn)換成對(duì)閥門等設(shè)備的操作量 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都有標(biāo)準(zhǔn)化的33 產(chǎn)品。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三級(jí)：現(xiàn)場(chǎng)級(jí) 、控制級(jí)和監(jiān)控級(jí)，分別由三層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)即控制網(wǎng)絡(luò) 、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)把相應(yīng)的設(shè)備連接在一起。系統(tǒng)的報(bào)表功能自動(dòng)建立整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)32 行的歷史日?qǐng)?bào)表。 報(bào)表功能：中央空調(diào)集散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)報(bào)表功能是通過(guò)報(bào)表統(tǒng)計(jì)的歷史運(yùn)行狀態(tài)、故障和耗電等情況，為以后整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的管理、維護(hù)提供參考數(shù)據(jù)。便于管理人員了解這些設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可以實(shí)時(shí)地顯示在監(jiān)控畫面上，以提醒管理、維護(hù)人員對(duì) 其進(jìn)行相應(yīng)處理。在工作日，早上提前開(kāi)啟中央空調(diào)系統(tǒng)，使得上班時(shí)間一到，室內(nèi)達(dá)到舒適的溫度，在下午下班前，提前關(guān)閉中央空調(diào)系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)約用電的目的。 定時(shí)啟?？刂乒δ埽和ㄟ^(guò)集散控制系統(tǒng)的控制，可以根據(jù)實(shí)際需要定時(shí)啟停中央空調(diào)設(shè)備。 （ 3）水系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能 ：通過(guò)上位機(jī)開(kāi)啟空調(diào)機(jī)組后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備，如循環(huán)水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)（輔助熱源）等，確?？照{(diào)機(jī)組正常運(yùn)行。即可彈出冷卻塔、水泵的監(jiān)控畫面。通過(guò)人機(jī)對(duì)話可以完成對(duì)每臺(tái)空調(diào)機(jī)組在操作面板上能進(jìn)行的所有操作功能，包括：機(jī)組開(kāi) /關(guān)控制；運(yùn)行模式設(shè)置；目標(biāo)溫度設(shè)置；運(yùn)行風(fēng)速設(shè)置。 （ 1） 單臺(tái)設(shè)備控制功能：用鼠標(biāo)單擊畫面監(jiān)控按鈕，選擇想要進(jìn)入的樓層監(jiān)控畫面。 遠(yuǎn)程控制功能：通過(guò)人機(jī)對(duì)話可以方 便地在上位機(jī)上對(duì)空調(diào)機(jī)組、輔助熱源機(jī)組、循環(huán)水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等末端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使管理人員從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。用鼠標(biāo)單擊用戶管理圖標(biāo)，下拉列表會(huì)顯示出退出登錄、分配用戶、更改密碼和退出系統(tǒng)31 四個(gè)用戶想要進(jìn)行的操作內(nèi)容。 用戶管理配置：為保證系統(tǒng)的安全，防止非授權(quán)人員進(jìn)入系統(tǒng)，在登錄系統(tǒng)時(shí)需要輸入用戶名及口令以驗(yàn)證使用者身份，進(jìn)入系統(tǒng)按鈕，即可彈出用戶登陸窗口，用戶在登陸窗口中可進(jìn)行登陸操作。 集散控制系統(tǒng)功能 中央空調(diào)集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了空調(diào)設(shè)備的自動(dòng)化管理，提高了管理效率，降低了管理的人工成本，同時(shí)較大程度地降低了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 變頻器控制 ： 在冷卻塔出水口和回水口安裝檢測(cè)傳感器，由傳感器信號(hào)對(duì)變頻器進(jìn)行控制 。 電表采集器 /電表 ： 利用當(dāng)代微機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)與用戶儀表計(jì)量技術(shù)的完全結(jié)合，集計(jì)量、數(shù)據(jù)采集及處理于一體，將用戶的用電信息加以綜合處理的系統(tǒng)。 終端控制器（主控面板） ： 終端控 制器，亦稱線控器。 Windows174。 奔騰 174。 中央計(jì)算機(jī)可以對(duì)各 NET 系列終端控制器集中監(jiān)測(cè)，管理及最優(yōu)控制，實(shí)時(shí)顯示各子系統(tǒng)上各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的參數(shù)、表格及動(dòng)態(tài)畫面。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如圖 所示。 上位機(jī)采用 RS485 通訊方式與各設(shè)備之間進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)各設(shè)備的監(jiān)控和管理。 集散控制系統(tǒng)監(jiān)控的對(duì)象 集散控制系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象為整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)中的末端設(shè)備，包括水環(huán)熱泵機(jī)組、空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備（冷卻塔風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵等）、遠(yuǎn)傳計(jì)費(fèi)電能表等。所以，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，經(jīng) PID 調(diào)節(jié)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速隨之變化，可降低功耗，28 節(jié)約電能 [15]。對(duì)于風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其物理特性與水泵相似。在水泵中，水泵流量與頻率成正比，水泵壓力與頻率的平方成正比，水泵消耗的功率與頻率的三次方成正比。變極對(duì)數(shù)和變轉(zhuǎn)差率在調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用范圍較小，而變頻調(diào)速具有高效率、寬范圍、高精度的調(diào)速性能，是比較合理的調(diào)速方法。 交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 n=60f(1s)/p 式中， n 為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速， f 為電動(dòng)機(jī)的頻率 ,p 為電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)； s 為異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率。 變頻控制 變頻原理：中央空調(diào)系統(tǒng)中都采用交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)電氣傳動(dòng)，冷凍機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻風(fēng) 機(jī)的耗能都與轉(zhuǎn)速有關(guān)，變頻控制的實(shí)質(zhì)就是進(jìn)行交流調(diào)速。 PID 控制規(guī)律：dt tdeTdtteTteKtu t DIp )()(1)([)( 0? ??? PID 控制規(guī)律對(duì)控制性能的影響： * 比例控制 能迅速反映誤差，從而減小誤差，但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差， KP的加大會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定； * 積分控制的作用是，只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷地積累，輸出控制量以消除誤差。 系統(tǒng)的控制規(guī)律 PID 控 制 [14]根據(jù)偏差的比例 (P)、積分 (I)、微分 (D)進(jìn)行控制，簡(jiǎn)稱 PID 控制，它是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。在此基礎(chǔ)上 , 利用 RS485 總線將 PLC 和變頻器與 PC 機(jī)相連 , 這樣 , 空調(diào)機(jī)的起動(dòng)、停止、運(yùn)行可由中央控制室的 PC 機(jī)集中操作 , 也可在現(xiàn)場(chǎng)分散操作 , 現(xiàn)場(chǎng)操作 的優(yōu)先權(quán)高于中控室 , 現(xiàn)場(chǎng)控制主要方便單臺(tái)設(shè)備調(diào)試和維護(hù)。參數(shù)的檢測(cè)也均可在遠(yuǎn)端操控或觀察。是末端設(shè)備 分散安裝，通過(guò)與上位機(jī)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，對(duì)末端設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控和管理的一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。中央空調(diào)集散控制是集控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通迅網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的綜合應(yīng)用技術(shù)。它實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種新的控制技術(shù) , 是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、測(cè)量控制技術(shù)、通訊技術(shù)和人機(jī)接口技術(shù)相互滲透、相互發(fā)展而產(chǎn)生的一門成熟的系統(tǒng)工程技術(shù)。因此 , 對(duì)中 央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化的一個(gè)重要環(huán)節(jié) [9]。 25 水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)原理圖 序號(hào) 名稱 序號(hào) 名稱 1 電子水處理儀 10 帶獨(dú)立冷源的臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組 2 冷卻水泵 11 水冷整體明裝方型空調(diào)機(jī)（前回風(fēng)前出風(fēng)） 3 軟接頭 12 水冷分離臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組 4 水過(guò)濾器 13 帶獨(dú)立冷源的吊掛式風(fēng)柜 5 閘閥 14 帶獨(dú)立冷源的卡式雙出風(fēng)型風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組 6 冷卻塔 15 水冷分離卡式雙出風(fēng)型風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組 7 帶獨(dú)立冷源臥式明裝風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組 16 水冷分離掛壁式空調(diào)機(jī) 8 水冷分離式空調(diào)機(jī)外機(jī) 17 水冷分離立柜式空調(diào)機(jī) 9 水冷分離臥式明裝風(fēng)機(jī)盤管機(jī) 組 26 4 系統(tǒng)自動(dòng)控制 中央空調(diào)系統(tǒng)是高層樓宇主要的機(jī)電設(shè)備 ,其運(yùn)行性能直接影響居住和辦公的舒適度。 250 者采用無(wú)縫鋼管，管徑等于小于 250 者采用熱鍍鋅鋼管，冷凝水管采用 UPVC 塑料管，采用難燃 B1 級(jí)柔性泡沫橡塑管殼保溫材料，保溫厚度為6～ 15MM?？照{(diào)機(jī)、水泵、水塔的出入水管設(shè)可屈撓橡膠軟接頭，管道安裝采用減振支吊架。管道穿過(guò)機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)處四周的縫隙，應(yīng)使用具有隔聲彈性材料填充密實(shí)。它是目前我國(guó)民用建筑空凋中，采用的一種比較節(jié)能的新風(fēng)及排風(fēng)系統(tǒng)形式，廣泛應(yīng)用于各種建筑之中，尤其是酒店餐飲、客房、辦公樓等建筑。 風(fēng)機(jī)盤管加全熱交換新風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的組成，風(fēng)機(jī)盤管加全熱交換新 風(fēng)機(jī)主要由風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、全熱交換新風(fēng)機(jī)、送風(fēng)風(fēng)道和送風(fēng)口、排風(fēng)管路、排風(fēng)口等組成，如圖 所示。新風(fēng)機(jī)采用全熱交換新風(fēng)機(jī)利用排風(fēng)回收冷量，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷，以達(dá)到節(jié)能的效果。它適用于設(shè)置該類的房間。它也是在空氣回流區(qū)進(jìn)行熱交換。目前，常見(jiàn)的氣流組織形式有：側(cè)送風(fēng)、散流器送風(fēng)、條縫送風(fēng)、孔板送風(fēng)、噴口送風(fēng)。水封的出口，應(yīng)與大氣相通；采用聚氯乙烯塑料管時(shí)，一般可以不必進(jìn)行防結(jié)露的保溫和隔汽處理；采用鍍鋅鋼管時(shí)，通常應(yīng)設(shè)置保溫層；冷凝水立管的頂部，應(yīng)設(shè)計(jì)通向大氣的透氣管；設(shè)23 計(jì)和布置冷凝水管路時(shí)，必須認(rèn)真考慮定期沖洗的可能性，并應(yīng)設(shè)計(jì)安排必要的設(shè)施。立管的公稱直徑，應(yīng)與同等負(fù)荷的水平干管的公稱直徑相同。采用帶有網(wǎng)絡(luò)線鋁箔貼 面的玻璃棉保溫時(shí)，保溫層厚度可取25mm。 冷凝水管管徑的確定：直接和空調(diào)器接水盤連接的冷凝水支管的管徑應(yīng)與接水盤接管管徑一致（可從產(chǎn)品樣本中查得）；需設(shè)冷凝水干管時(shí)，某段干管的管徑可依據(jù)與該管段連接的空調(diào)器總冷量 (KW)按下表查得。 （二）冷凝水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、整體式空調(diào)器、組合式空調(diào)機(jī)組等運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水，必須及時(shí)予以排走。 （一）水系統(tǒng)管制： 兩管制：冷水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)采用相同的供水管和回水管，只有一供一回兩根 s 水22 管的系統(tǒng)。 在設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的水力計(jì)算，以確保各個(gè)環(huán)路之間符合水力平衡要求，使空 調(diào)水系統(tǒng)在實(shí) 際運(yùn)行中有良好的水力工況和熱力工況。眾所周知，管徑大則投資多，但流動(dòng)阻力小，循環(huán)水泵的耗電量就小，使運(yùn)行費(fèi)用降低，因此，應(yīng)當(dāng)確定一種能使投資和運(yùn)行費(fèi)用之和為最低的管徑。 合理布置管道：管 道的布置要盡可能地選用同程式系統(tǒng)，雖然初投資略有增加，但易于保持環(huán)路的水力穩(wěn)定性；若采用異程系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意各支管間的壓力平衡問(wèn)題。 H=179。 400 Pa=8mH2O 局部阻力取 則 H2=179。 4） =即泵的流量為： 。 ) 247。（ 179。 （ 2）循環(huán)水泵的選型： 冷負(fù)荷 Q1=，空調(diào)系統(tǒng)水環(huán)路帶走的熱量在此基礎(chǔ)上乘以 ， 則水流量為 G=（ Q1179。 （ 179?？紤]工程造價(jià)方面的優(yōu)勢(shì)，目前大多水環(huán)熱泵項(xiàng)目均采用開(kāi)式冷卻的方式。閉式冷卻塔的特點(diǎn)：循環(huán)冷卻介質(zhì)封閉循環(huán)，沒(méi)有雜質(zhì)進(jìn)入，保證了介質(zhì)的純凈；水循環(huán)的水使用飲水，不結(jié)垢，不堵塞管路；占地面積小，可以根據(jù)需要移動(dòng)、擺放；能量消耗小，操作簡(jiǎn)單可靠；設(shè)備造價(jià)高。 閉式冷卻塔 在閉式冷卻塔中，冷卻水是在盤管中流過(guò)，不直接與大氣接觸。 n室內(nèi)全部人數(shù)； φ 群集系數(shù)，查《空調(diào)制冷課程設(shè)計(jì)》表 314； 計(jì)算結(jié)果：見(jiàn)計(jì)算表 .新風(fēng)負(fù)荷：因室外空氣滲入形成的顯熱負(fù)荷、全熱負(fù)荷及濕量可按下式分別計(jì)算： =?Cp?（ twtn） =’? Cp?（ IwIn） Wsh=’? Cp?（ dwdn） 式中 （ w）； （ w）； Wsh 滲入空氣的濕量（ w）； G滲入空氣的質(zhì)量（ kg/h）； G ’ 滲入空氣中干空氣的質(zhì)量（ kg/h），一般近似取 G； Tn、 tw— 室內(nèi)外空氣的溫度℃ ， In、 Iw— 室內(nèi)外空氣的焓， kj/kg 干空氣 16 Dn、 dw— 室內(nèi)外空氣含濕量， g/kg 干空氣 Cp— 干空氣的定壓質(zhì)量比熱，一般可取 （ kg?℃） 計(jì)算結(jié)果：見(jiàn)計(jì)算表 考慮不同朝向的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷不一致，此次計(jì)算選擇北朝向辦公室 北面墻房間 北外墻冷負(fù)荷 _ 內(nèi)隔墻冷負(fù)荷 _ 逐時(shí)值 tc(τ ) 逐時(shí)值 tc(τ ) 修正值 td 修正值 td 1 室內(nèi)溫度 tn 25 室內(nèi)溫度 tn 25 傳熱系數(shù) K(W/m2K) 傳熱系數(shù) K(W/m2K) 面積（ m2） 面積（ m2） 逐時(shí)冷負(fù)荷 Qc (τ )（ W） 逐時(shí)冷負(fù)荷 Qc (τ )（ W） 北外窗 瞬變 冷負(fù)荷 _ 照明冷負(fù)荷 _ 逐時(shí)值 tc(τ ) 照明冷負(fù)荷系數(shù) CLQ 修正值 td 1 照明 散熱量 qs 室 內(nèi)溫度 tn 25 逐時(shí)冷負(fù)荷 Qc (τ )（ W） 傳熱系數(shù) K(W/m2K) 設(shè)備 冷負(fù)荷（計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等） _ 面積（ m2） 設(shè)備 冷負(fù)荷系數(shù) CLQ 逐時(shí)冷負(fù)荷 Qc (τ )（ W） 設(shè)備 散熱量 qs 北外窗日射冷負(fù)荷 _ 逐時(shí)冷負(fù)荷 Qc (τ )（ W） 冷負(fù)荷系數(shù) CLQ 人體顯熱冷負(fù)荷 _ 有效面積系數(shù) Ca 人體顯熱冷負(fù)荷系數(shù) 遮檔系數(shù) Cs 1 顯熱散熱量 qs 61 窗內(nèi)遮陽(yáng)系數(shù) Cn 群集系數(shù)φ 日射得熱因數(shù) Djmax 147 室內(nèi)人數(shù) n 面積（ m2） 逐時(shí)冷負(fù)荷 Qc (τ )（ W） 逐時(shí)冷負(fù)荷 Qc (τ )（ W） 人體潛熱冷負(fù)荷 _ 新風(fēng)負(fù)荷 _ 潛熱散熱量 ql 73 17 新風(fēng) 量 m3/h人 群集系數(shù)φ 人數(shù) 室內(nèi)人數(shù) n 室內(nèi)外空氣焓差 kj/kg 冷負(fù)荷 Qc （ W） 新風(fēng)負(fù)荷 W 建筑冷負(fù)荷匯總 _ 北外墻冷負(fù)荷 內(nèi)隔墻冷負(fù)荷 北外窗 瞬時(shí) 冷負(fù)荷 照明冷負(fù)荷 北外窗日射冷負(fù)荷 設(shè)備 冷負(fù)荷（計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等） 新風(fēng)負(fù)荷 人體顯熱冷負(fù)荷 建筑冷負(fù)荷匯總 人體潛熱冷負(fù)荷 單位面積冷負(fù)荷 W/m2 18 水源熱泵機(jī)組的選型 根據(jù)每個(gè)房間的面積和使用功能不同（以 1 樓為參考），按每個(gè)房間負(fù)荷和新風(fēng)量進(jìn)行設(shè)備的選型，負(fù)荷指標(biāo) 參考以上計(jì)算值。燈罩隔熱系數(shù)； 人體散熱形成的冷負(fù)荷 顯熱 LQs=q*n*CLQ*φ W 式中 q不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)成年男子顯熱散熱量， W。*CLQ W 式中 N照明燈具所需功率， W。 計(jì)算結(jié)果：見(jiàn)計(jì)算表 二、室內(nèi)熱源散熱形成的冷負(fù)荷 設(shè)備和用具顯熱散熱形成的冷負(fù)荷計(jì)算： LQ=Q*CLQ W 式中 Q設(shè)備和用具的實(shí)際顯熱散熱量， W。 F外窗的計(jì)算面積， m3。 k