樓宇智能化的空調(diào)系統(tǒng)

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1、第3章樓宇智能化的空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑的重要組成部分，是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的主要監(jiān)控對(duì)象，也是建筑智能化系統(tǒng)主要的管理內(nèi)容之一?，F(xiàn)代建筑中的空調(diào)及其自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，智能建筑的主要功能之一就是為人們提供一個(gè)舒適的生活和工作環(huán)境，而這一功能主要是通過(guò)空調(diào)及其控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；其次，空調(diào)系統(tǒng)是整個(gè)建筑最主要的耗能系統(tǒng)之一，有資料表明，空調(diào)系統(tǒng)的耗能已占到建筑總能耗的50%左右。3.1空調(diào)系統(tǒng)組成空氣調(diào)節(jié)簡(jiǎn)稱空調(diào)，它的目的是創(chuàng)建一個(gè)合適的（室內(nèi)）大氣環(huán)境，使人在該環(huán)境中感到舒適；或者是保證（室內(nèi)）大氣環(huán)境滿足生產(chǎn)工藝過(guò)程或科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的需要。為

2、實(shí)現(xiàn)這一目的，空氣調(diào)節(jié)所依靠的技術(shù)手段主要是通風(fēng)換氣，具體地說(shuō)，就是加工和處理一定質(zhì)量的空氣送入室內(nèi)，使室內(nèi)大氣環(huán)境滿足要求。對(duì)空氣的處理過(guò)程包括加溫（降溫）、加濕（除濕）、凈化等，即常說(shuō)的熱濕處理。空氣調(diào)節(jié)主要包括溫度調(diào)節(jié)和濕度調(diào)節(jié)。3.1.1空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)1．多干擾性2．調(diào)節(jié)對(duì)象的特性3．溫度和濕度相關(guān)性4．多工況性5．整體控制性3.1.2中央空調(diào)系統(tǒng)的基本構(gòu)成樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控主要是針對(duì)集中式中央空調(diào)系統(tǒng)。一般的局部空調(diào)如窗式空調(diào)機(jī)、柜式空調(diào)機(jī)、專用恒溫濕機(jī)等都自帶冷、熱源和控制系統(tǒng)，不是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的主要監(jiān)控內(nèi)容。當(dāng)然，有時(shí)候也需要將建筑中的局部空調(diào)機(jī)

3、納入樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，這時(shí)只是對(duì)他們的啟／停狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視或控制，這些空調(diào)機(jī)本身的運(yùn)行控制由其自身配備的控制系統(tǒng)完成，一般不納入樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。因此，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)涉及的空調(diào)系統(tǒng)專指中央空調(diào)系統(tǒng)。中央空調(diào)系統(tǒng)可簡(jiǎn)單分為冷源、熱源和前段設(shè)備兩個(gè)主要組成部分。中央空調(diào)的冷源系統(tǒng)包括冷水機(jī)組、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)。中央空調(diào)的熱源系統(tǒng)包括鍋爐機(jī)組、熱交換器等。3.1.3中央空調(diào)的工作原理（1）冷（熱）水機(jī)組的基本工作過(guò)程：室外的制冷機(jī)組對(duì)冷（熱）媒水進(jìn)行制冷降溫（或加熱升溫），然后由水泵將降溫后的冷媒（熱）水輸送到安裝在室內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組中，由風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組采取就地回風(fēng)的方式與室內(nèi)

4、空氣進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣處理的目的。（2）風(fēng)管（道）式機(jī)組的基本工作過(guò)程：供冷時(shí)，室外的制冷機(jī)組吸收來(lái)自室內(nèi)機(jī)組的制冷劑蒸氣，經(jīng)壓縮、冷凝后向各室內(nèi)機(jī)組輸送液體制冷劑；供熱時(shí)，室外的制冷機(jī)組吸收來(lái)自冷凝器的制冷劑蒸氣，經(jīng)壓縮后向各室內(nèi)機(jī)組輸送汽體制冷劑3.1.4控制對(duì)象的特點(diǎn)空調(diào)的耗電量W可簡(jiǎn)化認(rèn)為與室內(nèi)外的溫度差成正比，即式中，為室外溫度；為室內(nèi)溫度。在夏季，假設(shè)室外平均氣溫為30℃，將室內(nèi)平均溫度維持在20℃和25℃相比，耗電量相差可達(dá)50%左右。因此，應(yīng)通過(guò)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的控制，將夏季室溫保持在舒適溫度的上限附近，而冬季則應(yīng)將室溫保持在舒適溫度的下限附近，從而達(dá)到良好

5、控制效果和節(jié)能效果。3.2新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)建筑供配電系統(tǒng)的變配電站通常由高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)兩部分組成。新風(fēng)機(jī)組是一種沒(méi)有回風(fēng)裝置的空調(diào)機(jī)組，其監(jiān)測(cè)和控制與空調(diào)機(jī)組相同。（1）新風(fēng)機(jī)組的節(jié)能控制（2）濕度調(diào)節(jié)（3）新風(fēng)閥的調(diào)節(jié)（4）過(guò)濾器堵塞、防凍保護(hù)（5）空氣質(zhì)量保證（6）設(shè)備的開(kāi)/關(guān)控制3.3變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)變風(fēng)量（VariableAirVolume，VAV）空調(diào)系統(tǒng)在智能樓宇等方面的應(yīng)用日益廣泛。在低負(fù)荷下，其節(jié)能效果大大優(yōu)于定風(fēng)量（CAV）系統(tǒng)。與定風(fēng)量系統(tǒng)（固定送風(fēng)量而改變送風(fēng)溫度的空調(diào)系統(tǒng)）相比，變風(fēng)量系統(tǒng)增加了系統(tǒng)總送風(fēng)量控制，并在室內(nèi)不同的空調(diào)區(qū)域設(shè)置了變風(fēng)量的末端

6、設(shè)備。在常規(guī)控制下，系統(tǒng)通?？刂破渌惋L(fēng)靜壓不變，VAV末端裝置通過(guò)增加氣流阻力而達(dá)到降低送風(fēng)量的效果。變風(fēng)量空調(diào)方式起源于高速送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，近幾年來(lái)，變風(fēng)量空調(diào)方式在低速送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，其主要原因在于變風(fēng)量空調(diào)方式具有良好的可控性。VAV空調(diào)系統(tǒng)的成功與否在很大程度上取決于是否采用最佳的系統(tǒng)控制方法以及有無(wú)良好的調(diào)試服務(wù)。3.3.1變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的起源、背景和發(fā)展現(xiàn)狀變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)于20世紀(jì)60年代起源于美國(guó)，原本是為了改進(jìn)高速送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的，因?yàn)闇p少送風(fēng)量對(duì)于高速送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)有明顯的節(jié)能效益。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)以后并沒(méi)有立刻得到推廣，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，美國(guó)

7、占主導(dǎo)地位的空調(diào)方式仍是定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)加末端再熱和雙風(fēng)道系統(tǒng)，直到1973年西方石油危機(jī)之后，能源危機(jī)推動(dòng)了變風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，此后20年中不斷發(fā)展，并已經(jīng)成為美國(guó)空調(diào)系統(tǒng)的主流。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，大量70年代以前建造的空調(diào)系統(tǒng)在翻新過(guò)程中，越來(lái)越多的工程從定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)改造為變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。利用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，可以有效地減少建筑物電耗，如在我國(guó)南方地區(qū)，典型辦公樓每平方米、每年節(jié)電40～50kW·h（地板面積）。從風(fēng)量角度來(lái)講，因春、夏、秋、冬風(fēng)量可分別減少34%、25%、42%和44%，而使整個(gè)V