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，是樓宇自動化系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象，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)及其自動控制系統(tǒng)的重要性體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，智能建筑的主要功能之一就是為人們提供一個舒適的生活和工作環(huán)境，而這一功能主要是通過空調(diào)及其控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的；其次，空調(diào)系統(tǒng)是整個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)簡稱空調(diào)，它的目的是創(chuàng)建一個合適的（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)工藝過程或科學研究、實驗過程的需要。為

2、實現(xiàn)這一目的，空氣調(diào)節(jié)所依靠的技術(shù)手段主要是通風換氣，具體地說，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。對空氣的處理過程包括加溫（降溫）、加濕（除濕）、凈化等，即常說的熱濕處理?？諝庹{(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1．多干擾性2．調(diào)節(jié)對象的特性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)成樓宇自動化系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控主要是針對集中式中央空調(diào)系統(tǒng)。一般的局部空調(diào)如窗式空調(diào)機、柜式空調(diào)機、專用恒溫濕機等都自帶冷、熱源和控制系統(tǒng)，不是樓宇自動化系統(tǒng)的主要監(jiān)控內(nèi)容。當然，有時候也需要將建筑中的局部空調(diào)機

3、納入樓宇自動化系統(tǒng)，這時只是對他們的啟／停狀態(tài)進行監(jiān)視或控制，這些空調(diào)機本身的運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化系統(tǒng)。因此，樓宇自動化系統(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)可簡單分為冷源、熱源和前段設(shè)備兩個主要組成部分。中央空調(diào)的冷源系統(tǒng)包括冷水機組、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)包括鍋爐機組、熱交換器等。3.1.3中央空調(diào)的工作原理（1）冷（熱）水機組的基本工作過程：室外的制冷機組對冷（熱）媒水進行制冷降溫（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)的風機盤管機組中，由風機盤管機組采取就地回風的方式與室內(nèi)

4、空氣進行熱交換實現(xiàn)對室內(nèi)空氣處理的目的。（2）風管（道）式機組的基本工作過程：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內(nèi)機組的制冷劑蒸氣，經(jīng)壓縮、冷凝后向各室內(nèi)機組輸送液體制冷劑；供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷凝器的制冷劑蒸氣，經(jīng)壓縮后向各室內(nèi)機組輸送汽體制冷劑3.1.4控制對象的特點空調(diào)的耗電量W可簡化認為與室內(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50%左右。因此，應(yīng)通過對空調(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，從而達到良好

5、控制效果和節(jié)能效果。3.2新風送風系統(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。新風機組是一種沒有回風裝置的空調(diào)機組，其監(jiān)測和控制與空調(diào)機組相同。（1）新風機組的節(jié)能控制（2）濕度調(diào)節(jié)（3）新風閥的調(diào)節(jié)（4）過濾器堵塞、防凍保護（5）空氣質(zhì)量保證（6）設(shè)備的開/關(guān)控制3.3變風量空調(diào)系統(tǒng)變風量（VariableAirVolume，VAV）空調(diào)系統(tǒng)在智能樓宇等方面的應(yīng)用日益廣泛。在低負荷下，其節(jié)能效果大大優(yōu)于定風量（CAV）系統(tǒng)。與定風量系統(tǒng)（固定送風量而改變送風溫度的空調(diào)系統(tǒng)）相比，變風量系統(tǒng)增加了系統(tǒng)總送風量控制，并在室內(nèi)不同的空調(diào)區(qū)域設(shè)置了變風量的末端

6、設(shè)備。在常規(guī)控制下，系統(tǒng)通常控制其送風靜壓不變，VAV末端裝置通過增加氣流阻力而達到降低送風量的效果。變風量空調(diào)方式起源于高速送風空調(diào)系統(tǒng)，近幾年來，變風量空調(diào)方式在低速送風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普遍，其主要原因在于變風量空調(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)控制方法以及有無良好的調(diào)試服務(wù)。3.3.1變風量空調(diào)系統(tǒng)的起源、背景和發(fā)展現(xiàn)狀變風量空調(diào)系統(tǒng)于20世紀60年代起源于美國，原本是為了改進高速送風空調(diào)系統(tǒng)的，因為減少送風量對于高速送風空調(diào)系統(tǒng)有明顯的節(jié)能效益。變風量空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)以后并沒有立刻得到推廣，在很長一段時間內(nèi)，美國

7、占主導地位的空調(diào)方式仍是定風量空調(diào)系統(tǒng)加末端再熱和雙風道系統(tǒng)，直到1973年西方石油危機之后，能源危機推動了變風空調(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)成為美國空調(diào)系統(tǒng)的主流。進入20世紀90年代以后，大量70年代以前建造的空調(diào)系統(tǒng)在翻新過程中，越來越多的工程從定風量空調(diào)系統(tǒng)改造為變風量空調(diào)系統(tǒng)。利用變風量空調(diào)系統(tǒng)，可以有效地減少建筑物電耗，如在我國南方地區(qū)，典型辦公樓每平方米、每年節(jié)電40～50kW·h（地板面積）。從風量角度來講，因春、夏、秋、冬風量可分別減少34%、25%、42%和44%，而使整個V