单房间全空气系统的温湿度控制(定风量):

温度调节:




温度调节:离散PID







当风量不变时,可以通过控制送风温度,调节室温


串级调节:将调节过程分成两个时间常数差别较大的过程,分别进行调节,可以有效解耦,实现更好的控制。

温度调节:串级控制的时间步长


室温:30分钟升高或降低1℃;

送风温度:30秒升高或降低1℃。

湿度调节:

相对湿度(Relativehumidity):与温度耦合;

含湿量(Humidityratio):反映空气的实际含水量;

通过控制含湿量与温度,来控制相对湿度;




室内空气湿度:10分钟升高或降低1g/kg;

送风湿度:50秒升高或降低1g/kg。

单房间全空气系统的温湿度控制(变风量):


温度调节,湿度调节:


温度湿度耦合的处理:

当不要求控制湿度时,定送风温度(为允许的最低/最高温度),变送风量调节房间温度。

当要求控制湿度时,需修订风量和送风温度。


多房间全空气系统的温湿度控制:

单风道系统:


取某一房间为参照,根据其温度确定送风参数;

或者根据各房间的温湿度状态,确定满足大多数房间的送风参数。

单风道加末端再热系统:


通过末端再热调节温度或湿度中的某一个参数,通过送风参数调节另外一个参数。

单风道加末端再热系统:

当对湿度没有要求时,根据节能规则确定送风温度,调节末端再热器满足温度要求。

目标:至少保证一个再热器全关。

开度最小的再热器的加热量20%,则ts↑0.5℃;

全关再热器数≥1且℃,则ts↓0.5℃;

不满足上两条,ts不变;

送风温度修正的时间步长;

需大于再热器调节室温的稳定周期。

单风道加末端再热系统:

当湿度要求不高,温度要求高时:定送风温度,变再热器供热量调节房间温度。

取一个参照房间,根据该房间湿度要求确定送风温度

或测量所有房间湿度,确定满足大多数房间的送风温度。

当温度要求不高,湿度要求高时:定送风温度,变再热器供热量调节房间相对湿度。

取一个参照房间,根据该房间温度要求确定送风温度。

测量所有房间温度,确定满足大多数房间的送风温度。

双风道系统:


调节冷热风比例,控制房间温度或湿度;

冷热抵消大、风机能耗大,现已基本不用。

空气处理过程的控制:

常用处理过程:

①水-空气加热器:


调节水阀开度,调节加热量及出口空气温度。

②水-空气冷却器+空气旁通:


调节水阀开度,调节除热量、除湿量及出口空气温、湿度;调节旁通风阀开度,确定混合后空气的状态。

③水喷淋


调节水泵转速或水阀,调节加湿量、及出口空气温、湿度。

④喷蒸汽


调节蒸汽阀,调节加湿量、及出口空气湿度。

⑤全热交换器:


⑥水循环式全热交换器:


调节水泵转速,调节预冷量、再热量,控制出口空气温湿度。

⑦新回风比可变的空调箱:


调节新风阀、回风阀、混风阀,控制新回风比例。


调节手段:

调节新、回、混风阀,调新风比;

调节冷水阀,降温除湿;

调节旁通风阀,调节表冷器后的空气状态;

调节热水阀,升温;

调节加湿泵转速,调节加湿量。

空气处理过程的控制:典型空调箱例

确定混风状态:

目标:混风点落在I-S-D线上。


新、回风状态在I-S-D线的两侧时:混风点落在I-S-D线上;

新、回风状态在I-S-D线的同侧时;

新风点距离I-S-D线近时,最大新风运行;

回风点距离I-S-D线近时,最小新风运行。

②确定混风点后的处理措施


1区:加热喷水

2区:冷却旁通再热

3区:冷却旁通喷水

4区:冷却喷水

③空气处理闭环调节的实现

只能根据空调箱出口空气状态调节设备

1区:加热喷水,焓控加热器,温度控水泵。

2区:冷却旁通再热,冷水阀全开,d控旁通风阀,温度控再热器。


3区:冷却旁通喷水,冷水阀全开,焓控旁通风阀,温度控水泵;

4区:冷却喷水,焓控冷水阀,温度控水泵。

空气处理过程的控制:设备的调节特性

①风阀

非线性特性,不容易得到好的控制效果,线性化。



对X’对进行PID计算,将PID输出通过exp(X’)换算为风阀位置,执行器动作精度:5%。

②水-空气换热器

换热量:




出口空气温度:


③水-空气换热器

出口空气温度随水量非线性变化;

水量大到一定程度,空气温度几乎不随水量变化;

尽量避免工作在温度不敏感区域。


④水阀:开度-流量关系


开度-流量关系与阀门特性及阀门、管道阻力比有关。

阀门理想流量特性的实现:阀芯形状


水阀:开度-流量关系:流通能力-kv

1、定义:阀门两端的压差为1bar时,阀门全开时流经阀门的流量,以m3/h计。


2、计算:


开度-流量关系:阀权度


水阀:开度-温度关系



非线性特性,小开度时,开度变比对温度变化影响大。

阀门开度较大时,阀门开度变化对温度变化影响下,失去调节作用。

阀门机械结构的限制,使阀门开度调节存在死区。

对阀门-开度关系线性化,并根据水力、热力工况自动修正线性化函数。