第六章空调系统的运行调节分析

优点： ✓ 提高运行质量 ✓ 降低能量消耗 ✓ 减少运行人员和减轻劳动强度
（1）空调自动控制系统的基本组成
主自 要动 组控 成制 部系 件统
敏感元件（传感器）——感受被调参数， 并输出信号给调节器 调节器（命令机构）——接受敏感元件的 信号， 通过比较给定值进行运算放大并 驱动执行结构 执行机构——接受来自调节器的输出信号 以驱动调节机构部分 调节机构——受执行机构驱动，直接 起调节作用的部件
调节喷水温度或表冷 器进水温度，降低机器 露点，减少送风含湿量
（4）调节送风量
注意
✓风量不能调得过小，以免处理设备处理
不出所需的d0和t0
✓风量过小还会导致室内气流组织恶化和 正压降低，影响空调效果。
✓改变送风量的方法可在房间送风支管上 安装变风量末端装置。
（5）多房间空调系统的运行调节
同一送风状态L
✓室内余热量和余湿量均 变化
✓ε可能减小，也可能增加
✓当室内热湿负荷变化 不大，且室内无严格精 度要求时，或N ′点仍在 允许范围内，则不必进 行调节
室内余热量、余湿量均变化
✓定露点调节再热 ✓改变机器露点
✓改变露点的方法 •调节预热器加热量 a.冬季，当新风比 不变时，可调节预 热器加热量
b. M → M ′
改变流入盘管的水流量 ✓冷水流量不变，调节进水温度
T → 调节器比例地调节三通阀 改变进水水温
→
（5）某些处理设备的控制方法
直接蒸发式冷却盘管控制
✓一方面靠室内温度传感器T 通过调节器使电磁阀作双位 动作; ✓另一方面膨胀阀自动地保持 盘管出口冷剂吸气温度一定
（6）集中式空调系统全年运行自动控制举例 带喷水室的一次回风空调系统
（2）空调自动控制系统的品质指标
基本要求： ✓能在较短的时间内，使调节参数达到新的平衡。
质量要求： ✓静差越小越好 ✓动态偏差越小越好 ✓调节时间越短越好
（3）室温控制
改变送风温度的方法(粗调方法)： ✓调节加热器的加热量; ✓调节新、回风混合比; ✓调节一、二次回风比.
微调方法： 电加热器
露点控制调节法的优缺点
❖优点：控制简单，性能可靠，应用广泛 ❖缺点：冷热量相互抵消，浪费能量。
主要考虑以下几点原则： 1) 采用变室内测定值或被调参数波动方法， 扩大不用Βιβλιοθήκη Baidu热的时间 2) 尽量避免冷热量抵消的方法 3) 冬、夏季，充分利用室内回风，保持最小 新风量 4) 过渡季节，加大新风量以充分利用室外空 气的自然调节能力，并尽量推迟使用制冷 机的时间
*若此时机器露点仍保持在L1上，此区就要启动冷源。
第Ⅲ区域
室外空气焓在hL2～hN2之间 *调节方法：
关闭回风，采用全新风,用 循环水已经不能处理到L2点， 所以采用冷水喷淋的处理方法 降温减湿 * 喷水温度可用喷水三通阀改
变冷水量和循环水量的混 合比来进行调节.
W′(W ′ ′) L2 O N2
（2）空调自动控制系统的品质指标
基本概念：
过渡过程：从一个旧的平衡状态转入一个新的平衡状态 所经历的过程 静差△：调节系统从原来的平衡状态过渡到新的平衡 状态时调节参数的新稳定值对原来给定值之间的差。 动态偏差xmax：在过渡过程中，调节参数对新的稳定 值的最大偏差值。 调节(过渡)时间t1：从平衡被破坏，调节参数发生波动， 经过一段时间最后趋向一个新的平衡状态所经历的时间。
第Ⅱ区域
W′′ N1
C′′
ε1
L1
O1
N1
喷冷水处理（启动制冷设备或深井水）
✓改变新回风混合比( 增大新 风量减小回风量），仍用原 来的机器露点
W′ N1
C′
L1
ε1
O1
N1
*若室外空气焓值= hL1时，可全部采用新风，一次回风阀关闭。
*实际的调节方法：可采用新回风联动调节阀，一个阀调大的同
时，另一个阀关小，随着室外空气状态点的升高，可逐渐
✓要求处理的机器露点低，则要求的冷水温度低，
影响制冷机效率。
✓旁通风未经处理，降低空气品质且室外空气参数
影响室内空气参数。
✓与定露点方法相比，耗冷量小，且无冷热量抵消
现象。 ✓在过渡季，节能效果明显
w
ε
N
W Oε N
L
取代
W W
ε
W1
O
N
或
W2 L′ O ε N
w1
O
w2
L
L′
（4）调节送风量
房间显热冷负荷减少，湿 负荷不变 减少送风量 N →N′
•调节新、回风混合比 a. 不需要预热时
b. C→ C ′
•调节喷水温度或表冷器进水温度 a.调节喷水温度或表冷 器进水温度
b. L → L ′
• 露点的改变会使调节工作变得复杂，实际工作中 应尽量使用定露点调节再热量的方法。
• 定露点控制法适用于室内湿度的允许范围较大或 余湿量变化不大的场合。
• 变露点控制法只有在室内参数要求精度较高或余 湿量变化较大的场合适用。
开大新风阀，同时逐渐关小回风阀。
第Ⅱ′区域
✓ 这一区域是当冬、夏季 要求室内空气参数不同 时所特有的。室外空气 焓在hL1-hL2之间
调节方法：
改变室内参数整定值，并
改变新回风比为推迟使用
冷源，可将室内参数的整
定值调整到夏季的参数。 W
注意：
N2
C L2 O2
*若室外状态点恰好在L2线上，应关闭一次回风阀门， 全部采用新风。
•方式： TL
↓ 执行机构M比例 控制新风、回风 和排风联动阀门
↓ 保持机器露点温度一定
（4）室内相对湿度控制
间接控制法（定露点） ✓由机器露点温度控制喷水 室喷水温度
•用于夏季和过渡季 •方式： TL
↓ 执行机构M比例控制三 通混合阀调节喷水温度
↓ 保持机器露点温度一定
•湿度传感器H → TL
（4）室内相对湿度控制
第六章-空调系统的运行调节分析
主要内容
6.1 室内热湿负荷变化时的运行调节 6.2 室外空气状态变化时的运行调节 6.3 集中式空调系统的自动控制 6.4 变风量空调系统的运行调节 6.5 半集中式空调系统的运行调节
空调系统的全年运行调节
空调系统的空气处理方案和处理设备的容量是在 空气处于冬夏设计参数以及室内负荷为最不利时 确定的；
W2
C
N1
ε1
O1
N1
W2所对应的温度由下式确定：
t t t t N1 O1
N1 m%
第Ⅰ区域
调节预热器加热量的方法
✓ 通过控制预热器的供回水阀门以改变热媒流量进行 调节。 特点：温度波动大，稳定性差。
✓ 控制预热器处的旁通联动风阀，以调节通过和不通 过的比例来进行调节，多用于热煤为蒸汽。 特点：温度波动小，稳定性好。
室外空气状态变化成因：
送风状态的变化 建筑外围护结构热量的变化
室外气象包络线 在h-d图上对全年各时刻出现的干、湿球温度状态点 在该图上的分布进行统计，算出这些点全年出现的 频率值，就可得到一张焓频图，这些点的边界线称 为室外气象包络线。该图能清楚地显示全年室外空 气焓值的频率分布。
处理方法： 将全年分成若干气象区（空调工况区）
（1）一次回风空调系统全年运行调节
✓ 第Ⅰ区域 （室外空气焓值小于hw1） ✓ 第Ⅱ区域 （hW1<hW<hL1） ✓ 第Ⅱ′区域 （hL1<hW<hL2） ✓ 第Ⅲ区域 （hL1<hW<hN2） ✓ 第Ⅳ区域 （hN2<hw）
（1）一次回风空调系统全年运行调节
第Ⅰ区域 ✓ 室外空气焓值小于hw1 调节方法：改变预热器加热量
在我国大部份地区，室外空气参数介于冬夏设计 参数之间；
室内冷热负荷也是经常变化的； 因此，运行根据实际室外气象参数和室内负荷的
变化对空调系统进行全年运行工况的分析，以保 证全年内，用最经济的运行方式运行。
空调系统的全年运行调节
空调房间所要求的t, φ设计参数，通常允许有一定的 波动范围，空调系统运行时，应保证室内空气状态点
直接控制法（变露点）
✓场合：室内产湿量变化较大或室内相对湿 度要求较严格的情况
✓方式：在室内直接设置湿球温度或相对湿 度传感器，控制相应的调节机构，直接根据 室内相对湿度偏差进行调节，以补偿室内热 湿负荷的变化
→
（5）某些处理设备的控制方法
水冷式表面冷却器 ✓冷水进水温度不变，调节进水流量 T → 调节器比例地调节三通阀
✓ 由于Q′<Q，N ′低于 N点。
✓ 如N′点仍在室内温湿 度允许范围内则可不 必进行调
✓ 若N ′点超出了N点的允许波动范围，则可以用调 节再热量的办而不改变露点
当室内余热量减少，余湿量基本不变时
✓ 使送风状态点变为O 送人室内
✓ 使室内状态点N保持 不变或在温湿度允许 范围内N"
室内余热量、余湿量均变化
室内余热量Q和余湿量W随着室内工作条件的改变 和室外气象条件的变化而改变。
影响因素
室内人体散热 照明和工业设备散热 人员的出入 工艺过程的变化
房间围护结构的传热量随室 外气象参数的变化
当室内余热量减少，余湿量基本不变时 ✓ 当室内余热量减少，余湿量基本不变时，ε 降为ε’
✓ 空调系统送风量G和室 内产湿量W不变，含湿 量不变
新风比要求：满足室内卫生要 求的最小新风百分比
若室外空气焓值<hw1时，需进 行预热到w1，然后再按m%与回 风混合，使混合点落在hL1线上。
hw1hN1hNm 1%hL1
W′
W1
N1
ε1
C1
L1
O1
N1
第Ⅰ区域
W′ N1
C′1
C1
L1
O1 ε1 N1
W2
C
若有蒸汽源，可用喷蒸汽加 湿的方法
W′
6.3 集中式空调系统的自动控制 （1）空调自动控制系统的基本组成 （2）空调自动控制系统的品质指标 （3）室温控制 （4）室内相对湿度控制 （5）某些处理设备的控制方法 （6）集中式空调系统全年运行自动控制举例
6.3 集中式空调系统的自动控制
自动控制就是根据调节参数的实际值与给定 值的偏差，用由专用的仪表和装置组成的自 动控制系统调节参数的偏差值，使参数保持 在允许的波动范围内。
实现各室N不同 N1、 N2偏离了N点，但仍在
室内允许参数范围之内
1 2 N1 N
N2
系统同一露点(L)不同送风温
L 1
N
2
差送风
O2
O
实现各室N相同
O1
L
6.2室外空气状态变化时的运行调节 （1）一次回风空调系统全年运行调节 （2）空调系统的全年节能运行工况
6.2室外空气状态变化时的运行调节
第Ⅳ区域
室外空气焓在hN2～hW之间 *调节方法：
▪也采用冷水喷淋的处理方法， 但新风比m%
▪喷水处理过程是：降焓减湿 * 当室外空气焓值增高至室 外设计参数时，水温必须降 低到设计工况（夏季）时的 喷水温度
W N2
C2 L2
N2
一次回风喷水系统的调节方法
一次回风喷水系统的调节方法
（2）空调系统的全年节能运行工况
✓目的：增强人们的舒适感 和节省能量
✓方式：调节器M分为冬、 夏两个调节器，通过转换 开关进行季节切换。
（3）室温控制 送风温度补偿控制
✓目的：提高控制精度，消除室外气温、新风量变化以 及冷、热媒温度波动等对送风温度的干扰 ✓方式：T1+T2 →M→室温
（4）室内相对湿度控制
间接控制法（定露点） ✓由机器露点温度控制 新风和回风混合阀门 •用于冬季和过渡季
传感器的放置位置对控制效果会产生很大影响 ✓传感器的放置地点不要受太阳辐射热及其他局 部热源的干扰 ✓墙壁温度较空气温度变化滞后得多要注意墙壁 温度的影响 ✓自由悬挂，也可以挂在内墙上
（3）室温控制
室外空气温度补偿控制
✓以室外干球温度作为室内 温度调节器的主参数 ✓根据室外气温的变化，改 变室内温度的给定值
（2）调节一、二次回风混合比 不调节喷水温度
Gh1↓,Gh2 ↑
△G=0
N W
CL
N
ε O
N
εε
W
N N′ O
C C′ O′
L′ L
N W
C′ L′
N
ε′ O′
N
调节喷水温度
① △G=0 Gh1↓,Gh2 ↑
ε ε′
W
C′ C
N
② tL ↓ → tL ′
W
C
L
ε
N
O N
O′
O
N
L
L′
dO=dO′
始终位于这一波动范围之内。
t上 t下
φ上
Φ下
6.1室内热湿负荷变化时的运行调节
（1）定(机器)露点和变(机器)露点的调节方法 （2）调节一、二次回风混合比 （3）调节空调箱旁通风门 （4）调节送风量 （5）多房间空调系统的运行调节
（1）定(机器)露点和变(机器)露点的调节方法
室内热湿负荷变化指的是：
（6）集中式空调系统全年运行自动控制举例
W
C′
L′
N
N
ε′
O
N′
（3）调节空调箱旁通风门
原理：室内回风经与新风混合后， 除部分空气经过喷水室或表冷器 处理以外，另一部分空气可经旁 通风门流过，然后再与处理后 的空气混合送人室内
W C′
N′
L′ C′
ε′
O′
N′
ε ε′ C
W
N
C′
N′
W
ε′
C′ L′′ O′
N′
O′
N′
L′ L L′′
（3）调节空调箱旁通风门 方法特点：