一種全尺寸中央空調(diào)與集中供熱綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及綜合空調(diào)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全尺寸中央空調(diào)與集中供熱綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)居住環(huán)境舒適度的要求逐步提高，中央空調(diào)系統(tǒng)被越來(lái)越多的應(yīng)用。與此同時(shí)，在世界能源危機(jī)的大背景下，減少建筑能耗，減少中央空調(diào)的運(yùn)行能耗是亟待解決的重大問(wèn)題。
[0003]為了保障在建筑中的實(shí)際優(yōu)化效果，需要建立暖通空調(diào)實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)對(duì)具體的優(yōu)化策略進(jìn)行驗(yàn)證。目前成型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)僅能演示功能，不具備可二次開發(fā)、功能移植功能，而且多數(shù)淡化控制和監(jiān)測(cè)裝置在暖通空調(diào)設(shè)備中的作用。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種全尺寸中央空調(diào)與集中供熱綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠在實(shí)際真實(shí)建筑房間內(nèi)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性的研究節(jié)能優(yōu)化控制的應(yīng)用效果。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0006]—種全尺寸中央空調(diào)與集中供熱綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和多個(gè)實(shí)驗(yàn)房間；所述暖通空調(diào)系統(tǒng)包括空調(diào)系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)；所述的控制系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)房間的所有控制單元和監(jiān)測(cè)單元連接；
[0007]所述的空調(diào)系統(tǒng)包括空氣源熱栗機(jī)組、空調(diào)水系統(tǒng)和空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)；
[0008]所述的空調(diào)水系統(tǒng)包括冷凍水系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備；所述的冷凍水系統(tǒng)包括與空氣源熱栗機(jī)組相連通并形成回路的冷凍水回水干管和冷凍水供水干管；設(shè)置在實(shí)驗(yàn)房間內(nèi)的房間風(fēng)機(jī)盤管和設(shè)置在氣流室內(nèi)的多個(gè)氣流室外側(cè)風(fēng)機(jī)盤管均通過(guò)冷凍水供水支管和冷凍水回水支管分別與冷凍水供水干管和冷凍水回水干管連通；所述的冷凍水供水干管和冷凍水回水干管之間設(shè)有旁通管，旁通管上安裝壓差傳感器和電動(dòng)二通閥；空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備包括組合式空調(diào)機(jī)組、房間風(fēng)機(jī)盤管和氣流室外側(cè)風(fēng)機(jī)盤管。
[0009]所述的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)包括全空氣系統(tǒng)；所述的全空氣系統(tǒng)包括與組合式空調(diào)機(jī)組相連通并組成回路的送風(fēng)干管和回風(fēng)干管，送風(fēng)干管通過(guò)設(shè)置有氣流室風(fēng)管風(fēng)閥的氣流室送風(fēng)支管與氣流室相連通；送風(fēng)干管通過(guò)設(shè)置有手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥的送風(fēng)支管與實(shí)驗(yàn)房間的變風(fēng)量箱相連通；氣流室和實(shí)驗(yàn)房間均通過(guò)管路與回風(fēng)干管相連通。
[0010]所述的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)還包括獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，所述的獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)包括新風(fēng)引入管、新風(fēng)支管和排風(fēng)管，控制新風(fēng)量的新風(fēng)閥設(shè)置在新風(fēng)引入管上，新風(fēng)支管開斷閥控制的新風(fēng)支管與送風(fēng)支管連通；排風(fēng)機(jī)控制的排風(fēng)管設(shè)置在回風(fēng)干管上。
[0011 ] 所述的送風(fēng)干管上設(shè)置多個(gè)靜壓傳感器。
[0012]所述的空調(diào)水系統(tǒng)的冷凍水供水干管上安裝有與傳感器連接的溫度傳感器、壓力傳感器、流量計(jì)、冷凍水循環(huán)水栗，冷凍水供水干管和冷凍水回水干管之間有旁通管，旁通管上安裝壓差傳感器和電動(dòng)二通閥；空調(diào)水系統(tǒng)的冷凍水供水支管、冷凍水回水支管上均依次安裝冷熱表、壓力傳感器、溫度傳感器，風(fēng)機(jī)盤管的供回水側(cè)安裝有壓力傳感器；
[0013]空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的所有管路上均設(shè)置有溫濕度傳感器、速度傳感器、焓值傳感器，實(shí)驗(yàn)房間內(nèi)安裝0)2傳感器，回風(fēng)干管上排風(fēng)管連接的兩側(cè)管路上均設(shè)置有CO 2傳感器。
[0014]所述供熱系統(tǒng)包括燃?xì)鉄崴仩t和換熱裝置；所述換熱裝置包括大板式換熱器和小板式換熱器；熱水回水干管和熱水供水干管與燃?xì)鉄崴仩t形成回路，大板式換熱器、小板式換熱器通過(guò)一次側(cè)熱水回水支管和一次側(cè)熱水供水支管與燃?xì)鉄崴仩t連通；小板式換熱器還通過(guò)小板式換熱器二次側(cè)熱水供水支管和小板式換熱器二次側(cè)熱水回水支管與房間供暖用風(fēng)機(jī)盤管連通；大板式換熱器通過(guò)大板式換熱器二次側(cè)熱水供水支管和大板式換熱器二次側(cè)熱水回水支管分別與組合式空氣機(jī)組、房間風(fēng)機(jī)盤管和氣流室外側(cè)風(fēng)機(jī)盤管相連通；小板式換熱器二次側(cè)熱水供水支管和大板式換熱器二次側(cè)熱水供水支管上均設(shè)置有變頻水栗；所述供熱系統(tǒng)所有的供回水管路上均安裝有與傳感器連接的熱量表、溫度傳感器、露點(diǎn)溫度傳感器和壓力傳感器，一次側(cè)回水支管上安裝有與傳感器連接的電動(dòng)二通閥。
[0015]所述的組合式空調(diào)機(jī)組包括空調(diào)箱、表冷器、加濕段、送風(fēng)段、一次混合段、二次混合段，一次混合段、表冷器、二次混合段、加濕段、送風(fēng)段依次連接在空調(diào)箱內(nèi)，送風(fēng)段內(nèi)設(shè)置送風(fēng)機(jī)；表冷器與冷凍水回水干管和冷凍水供水干管連通；回風(fēng)干管分成兩支路，兩支路均設(shè)置有回風(fēng)風(fēng)閥，兩支路分別與一次混合段、二次混合段相連通；送風(fēng)段與送風(fēng)干管相連通；組合式空調(diào)機(jī)組的一次混合段連有室外新風(fēng)引入管，室外新風(fēng)引入管上安裝有新風(fēng)閥；表冷器供回水管路上安裝有溫度傳感器、露點(diǎn)溫度傳感器和壓力傳感器，并配備電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、平衡閥、熱量表；加濕段有壓差傳感器，送風(fēng)段安裝有壓差傳感器，所述的送風(fēng)機(jī)由變頻器控制。
[0016]所述的控制系統(tǒng)包括上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)連接通信模塊，通信模塊與下位機(jī)可編程邏輯控制器及擴(kuò)展模塊通信，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及傳感器的信息上傳給上位機(jī)，或上位機(jī)給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及傳感器下達(dá)控制命令；所述的上位機(jī)包括空調(diào)水系統(tǒng)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)房間系統(tǒng)四個(gè)人機(jī)界面。
[0017]—種全尺寸中央空調(diào)與集中供熱綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制方法，包括以下步驟:
[0018]I)通過(guò)送風(fēng)溫度設(shè)定值、實(shí)測(cè)溫度、室內(nèi)溫度設(shè)定值共同計(jì)算出末端變風(fēng)量箱的設(shè)定風(fēng)量，由設(shè)定風(fēng)量與實(shí)測(cè)風(fēng)量的差值比例積分調(diào)節(jié)末端風(fēng)閥開度，以控制末端風(fēng)量；
[0019]2)按照末端所需風(fēng)量之和預(yù)設(shè)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n。，再根據(jù)末端風(fēng)閥閥位狀況微調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速:
[0020]當(dāng)閥位開度>95 %的末端風(fēng)閥閥位時(shí)，送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加值為Δη = 10Η/Ν/Τ ;當(dāng)閥位開度〈75%的末端風(fēng)閥閥位時(shí)，送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加值為An= 10L/N/T ;
[0021]式中，N為開啟的變風(fēng)量末端裝置數(shù)量出為大開度閥位的變風(fēng)量末端裝置數(shù)量；L為小開度閥位的變風(fēng)量末端裝置數(shù)量；T為積分時(shí)間；
[0022]3)預(yù)設(shè)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速η。與微調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速An共同設(shè)定系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；具體為:
[0023]3.1)當(dāng)送風(fēng)機(jī)頻率達(dá)到40%且持續(xù)15分鐘時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入低負(fù)荷狀態(tài):送風(fēng)機(jī)保持最低轉(zhuǎn)速，各房間溫度維持不變，
[0024]當(dāng)實(shí)測(cè)靜壓值與靜壓設(shè)定值比值小于0.9時(shí)，判斷送風(fēng)溫度是否為最小值，若不是最小值則降低送風(fēng)溫度設(shè)定值ο.rc ;當(dāng)實(shí)測(cè)靜壓值與靜壓設(shè)定值比值大于1.1時(shí)，判斷送風(fēng)溫度是否為最大值，若不是最大值則提高送風(fēng)溫度設(shè)定值ο.rc ;
[0025]實(shí)際送風(fēng)溫度與送風(fēng)溫度設(shè)定值之差調(diào)節(jié)于AHU冷水盤管流量，繼而調(diào)節(jié)實(shí)際送風(fēng)溫度；
[0026]3.2)當(dāng)送風(fēng)機(jī)頻率達(dá)到100%且持續(xù)15分鐘時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入高負(fù)荷狀態(tài):風(fēng)機(jī)保持最高轉(zhuǎn)速，并固定送風(fēng)溫度，
[0027]當(dāng)實(shí)測(cè)靜壓值與靜壓設(shè)定值比值小于0.9時(shí)，判斷房間溫度是否為允許溫度范圍的最大值，若不是最大值則提高房間溫度設(shè)定值；當(dāng)實(shí)測(cè)靜壓值與靜壓設(shè)定值比值大于1.1時(shí)，判斷房間溫度是否為允許溫度范圍的最小值，若不是最小值則降低房間溫度設(shè)定值；
[0028]4)送風(fēng)實(shí)際溫度和房間溫度設(shè)定值再次返回步驟I)作用到風(fēng)量的設(shè)定。
[0029]進(jìn)一步，還包括供回水壓差的控制步驟:主干管的供回水壓差控制可通過(guò)改變水栗轉(zhuǎn)速或旁通閥調(diào)節(jié)，供回水壓差設(shè)定值與實(shí)測(cè)壓差值進(jìn)行比較，獲得偏差送給PID控制器，PID控制器通過(guò)計(jì)算獲得執(zhí)行器的動(dòng)作量，指揮執(zhí)行器動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象供回水管路的調(diào)節(jié)，最終完成供回水壓差的控制。
[0030]進(jìn)一步，還包括氣流室溫度串級(jí)控制步驟:氣流室溫度設(shè)定值與實(shí)測(cè)溫度值進(jìn)行比較，獲得偏差送給PID控制器，PID控制器通過(guò)計(jì)算獲得送風(fēng)溫度設(shè)定值，送風(fēng)溫度設(shè)定值與實(shí)測(cè)送風(fēng)溫度值進(jìn)行比較，獲得偏差送給控制器，控制器通過(guò)計(jì)算獲得空調(diào)機(jī)組水閥開度，并指揮水閥動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象氣流室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)。
[0031 ] 一種全尺寸中央空調(diào)與集中供熱綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制方法，包括定靜壓的實(shí)驗(yàn)步驟或變靜壓的實(shí)驗(yàn)步驟；
[0032]定靜壓的實(shí)驗(yàn)步驟:保持送風(fēng)干管上某一點(diǎn)靜壓恒定，實(shí)際的靜壓值由靜壓傳感器檢測(cè)，靜壓設(shè)定值與實(shí)際靜壓值的偏差控制變頻器的輸出頻率以調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)總風(fēng)量的調(diào)節(jié)；
[0033]變靜壓的實(shí)驗(yàn)步驟:系統(tǒng)送風(fēng)干管上的某一點(diǎn)或多點(diǎn)的平均靜壓值在滿足最不利末端所需靜壓值的前提下始終為最小，保持各變風(fēng)量箱的風(fēng)閥的開度處于全開的85%?95%的狀態(tài)，在變風(fēng)量