中央空调末端智能控制(风水联调)方案

一、新风机的节能控制新风是冷热源的主要负荷之一，所以对新风机的控制目的，是在保证被控空调区域舒适性的基础上，尽可能节能。

空调系统在全年运行中，空调房间室内的热湿负荷和空气品质会随着气候和室内人员的变化而有所不同，从而导致空调末端对新风量的需求也不同。

因此，新风机在全年运行期间不能一成不变地按最大设计风量（即定风量）运行，而必须根据末端负荷和空气品质的变化进行相应的调节，才能既保证室内的舒适性要求，又实现经济节能运行。

(1)新风机控制的原则新风机的任务是提供室内所需的新风量，并负担新风负荷的集中或分区处理，以达到机器露点L（W），使其ρL =90%，hL=hN，即处理后新风的焓值等于室内空气设计状态的焓值，然后经新风送风管送入空调房间。

但新风的热湿处理能耗很大，新风量越小，就越经济。

所以，新风量的大小不仅关系到人体健康，而且与能耗、投资和运行费用密切相关。

因此，从节能的角度考虑，新风机控制应遵循以下原则：①夏季采用可调新风量，在满足《公共场所卫生标准》(GB 9663～GB 9673)中规定的C02浓度要求的条件下，尽可能采用最小新风量，以有效降低由于新风量增加所带来的能耗增大问题。

②在过渡季，当室外空气的焓值低于室内空气设计状态的焓值时，可以采用置换通风的送风模式，即低温全新风冷却方式。

置换通风是一种通风效率高，既带来较高的空气品质，又利于节能的有效通风方式。

置换通风是将经过处理或未经过处理的空气，以低风速、低紊流度、小温差的方式直接送入室内人员活动区。

置换通风型送风模式比混合式通风模式节能，根据有关资料统计，对于高大空间来说，其节约制冷能耗约20%-50%。

这里讲的“过渡季”，指的是与室内、外空气参数相关的一个空调工况分区范围，其确定的依据是室内、外空气参数的比较。

由于空调系统全年运行过程中，室外参数总是处于一个不断变化的动态过程之中，即使是夏天，在每天的早晚也有可能出现“过渡季”工况。

在过度季，空调系统增大新风量甚至全新风运行，可以有效地改善空调区内空气的品质，节省空气处理所需消耗的能量。

(2)最小新风量的动态控制新风机所提供的新风量，是确保空调房间空气品质的必要条件，应随时满足空调末端的使用需求，但为了节能，所提供的新风量应刚好等于末端的需求量，即空气质量所要求的最小新风量。

最小新风量的确定可根据空调末端区域的C02浓度来定。

C02作为可测量的空气质量的主要指示性物质，可以较准确地反映人的呼吸排出物对空气质量的影响，其浓度较好地反映了新风供应与需求之间的关系：若供给新风风量>新风需用量，则C02浓度下降；若供给新风风量<新风需用量，则C02浓度上升；若供给新风风量一新风需用量，则C02浓度不变。

因此，只要根据空调末端区域的空气质量要求设定一个C02浓度值，通过有效调控新风供应量使该浓度值的相对稳定，即可同时兼顾空调舒适度和节能运行两方面的需求。

《公共场所卫生标准》 (GB 9663～GB 9673)中规定C02的浓度应小于0.07%～0.15%；《室内空气质量标准》（GB/T 18883）中规定，室内C02浓度应小于0.10%。

因此，可根据新风机组的空调区域功能特征设定C02浓度值，同时还可以设置C02浓度的上、下限保护值，以及保护起始值和保护解除值。

并在该空调区域内适当位置设置C02浓度传感器，通过调节新风机组的新风阀开度，就可以实现最小新风量的动态控制。

将C02浓度传感器检测得到的C02浓度值与设定C02浓度值进行比较，根据偏差值的大小，由调节控制装置调节新风阀的运行开度，以调节新风风量。

由此构成末端空调区域C02浓度的闭环控制。

若设定末端空调区域C02浓度Cco，则：①检测C02浓度Cc>Cco时，调节控制装置将新风阀开度加大，增大新风风量，使C02浓度下降，直至Cc=Cco。

②检测C02浓度Cc<Cco时，调节控制装置将新风阀开度关小，减小新风风量，直至Cc=Cco。

这样，通过动态调节控制，就可以实现满足新风需求的最小新风量供给，从而大大降低新风的处理能耗和输送能耗。

(3)新风送风温度的控制当室外环境温度发生变化时，新风送风温度也会随之发生变化。

若室外环境温度上升，则新风送风温度上升；若室外环境温度下降，则新风送风温度下降。

为保证经新风机处理后的新风焓值等于室内空气设计状态的焓值，在新风风量动态调节变化的情况下，就需要对新风的送风温度进行恒定控制。

为此，可根据空调末端区域空气设计状态的焓值，设定一个新风送风温度值，通过调节冷水（热水）的流量使新风送风温度稳定在设定的温度值，即可保证空调末端空气处理对温度的需求。

根据新风机的空调区域空气设计状态的焓值设定控制温度值，同时还可设置温度的上、下限保护值，以及保护起始值和保护解除值。

在新风送风干管内设置温度传感器，并将温度传感器测得的送风温度值与设定温度值进行比较，根据偏差值的大小，由自动控制装置调节冷水（热水）阀门的开度，以动态调节通过冷水（热水）盘管的水流量，即调节供给的冷量（热量），使新风送风温度相应改变，由此构成新风送风温度的闭环控制。

若设定送风温度为To，则有：1)夏季制冷运行时的控制：①当检测的送风温度T< To时，自动控制装置将减小冷水阀门开度（直至关闭），使流过盘管的冷水流量减小，即减小冷水盘管供冷量，使送风温度上升，直至T=To。

②当检测的送风温度T> To时，自动控制装置将增大冷水阀门开度，使流过盘管的冷水流量增大，即增大冷水盘管供冷量，使送风温度下降，直至T=To。

2)冬季供热运行时的控制：①当检测的送风温度T>To时，自动控制装置将减小热水阀门开度（直至允许的最小开度），使流过盘管的热水流量减小，即减小热水盘管供热量，使送风温度下降，直至T=To。

②当检测的送风温度T<To时，自动控制装置将增大热水阀门开度，使流过盘管的热水流量增大，即增大热水盘管供热量，使送风温度上升，直至T=To。

由于夏季和冬季室内空气设计状态的焓值不同，因此，夏季和冬季的新风送风温度设定值也不相同。

末端设备的控制柜空调系统末端的新风机组、组合式空调机组等空气处理设备，具有安装地点分散的特点。

因此，采用独立控制功能较强的DCU系列高效自适应节流仪进行控制，并通过网络连接与集中控制中心设备管理平台进行通信，达到集中监控的目的。

1、DCU高效自适应节流仪的构成DCU高效自适应节流仪由智能控制器DCU、人机接口（触摸屏显示器）、变颇器、断路器、接触器、旁路/变频转换开关、控制电路、柜体、控制软件等组成，其外形如图1所示。

DCU高效自适应节流仪的核心部件是智能控制器DCU。

DCU通过Modbus总线与变频调速器和显示屏进行通信，智能控制器接收到显示屏或按钮启动指令后启动设备。

智能控制器DCU根据传感器检测的运行参数及其与设定值的偏差，通过内部集成的优化算法计算当前运行参数下应调整的电机运行频率，并将控制命令及频率指令发送给变频调速器，以调节电机的转速，从而动态调节和优化设备的运行，达到节能降耗的目的，同时将当前设备的状态发送给显示屏进行显示。

2、DCU高效自适应节流仪的功能(1)人机接口DCU采用先进的LCD触摸屏输入显示的人机接口方式，并提供全汉化的中文软件界面，使人机对话操作十分方便、快捷。

(2)通信功能①智能控制器DCU通过Modbus总线与变频器进行通信，以通信的方式控制变频器的启停以及运行频率，同时读取变频器的当前状态、电压、电流、运行频率、故障信息以及输出功率等信息。

②智能控制器DCU通过Modbus总线与显示屏进行通信，接收操作员在显示屏上发来的操作指令并向显示屏提供需要显示的数据。

③DCU支持网络连接应用，提供RS485通信口和Ethernet通信口，支持Modbus协议和BACnet协议。

(3)接口配置DCU高效自适应节流仪可以对被控参量的物理类型进行配置，如流量、压力、温度等。

DCU智能控制器将传感器送来的检测信号转化为相应的数字信号后对系统进行运算控制。

显示屏从DCU读取数字信号，根据已配置的传感器量程转换成相应的物理量，并显示为常用的工程物理量。

(4)控制功能DCU高效自适应节流仪提供的控制方式有：本地控制、定时控制以及第三方控制。

1)本地控制DCU高效自适应节流仪的控制方式设置为“本地控制”时，操作人员可以通过显示器的触摸屏或面板上的按钮进行设备的启动／停止操作。

2)定时控制当用户根据设备的工作计划，将DCU高效自适应节流仪的控制方式设置为“定时控制”时，DCU调速柜将按照所设置的工作计划自动对被控设备进行启动/停止操作3)第三方控制当DCU高效变频调速柜的控制方式谩置为“第三方控制”时，设备的启动／停止可由其他系统（如BA系统）控制。

(5)频率调节功能1)频率自动调节DCU智能控制器根据设定值与检测值之间的偏差，通过智能优化算法后计算出当前设备运行所需要调节的频率，DCU自动对变频器输出频率进行调节，使系统保持高效运行。

2)频率手动调节手动调节模式时，可在显示屏上设置控制频率，变频器按所设置的频率运行。

(6)参数设置功能DCU可以对以下参数进行设置：1)系统日期时间，包括年、月、日、时、分、秒，采用24小时制。

2)变频设备参数，包括上限频率、下限频率、电机额定电流及电机转向。

3)计量参数，包括每度电的脉冲数、电流互感器倍比。

(7)参数查询功能用户可根据需要用参数查询功能查询以下信息：1)系统状态：包括调节模式、控制方式、运行状态。

2)接口点状态：显示当前各个模拟量输入点的物理类型、当前检测值及目标设定值。

3)变频设备状态：显示当前变频器的控制频率、运行频率、输出电压、输出电流以及输出功率。

4)历史数据：显示DCU自投运以来的总运行时间、总运行耗电量、变频运行时间、变频运行耗电量、工频运行时间、工频运行耗电量。

5)故障信息：显示最近3次故障的情况，包括故障类型、故障发生时间等信息。

(9)保护功能DCU高效自适应节流仪还提供温度、湿度、流量、压力、浓度等工艺参数的上下限等保护及参数越限报警。

DCU高效自适应节流仪还具有电源缺相保护、过电压保护、过电流保护、欠电压保护、输出短路保护、接地故障保护等电气保护功能。

(10)参数备份与恢复功能DCU高效自适应节流仪具有参数备份与恢复功能：1)备份当前配置参数：将已设置好的当前参数进行备份。

2)恢复已备份参数：当需要恢复配置参数时，可将上一次已备份好的参数进行复原。

3)恢复出厂默认参数：将设置参数恢复到出厂默认值。

(11)故障报警功能DCU具有故障报警功能。

当检测到设备故障信号或DCU产生保护动作时，DCU 的显示器自动弹出报警提示。

DCU还可将报警信号外接到用户的报警器上。