空调自控系统技术方案

• 摘要：高速公路沿线服务区具有客流量大、用电负荷稳定、用电量大等特点，目前很多高速路服务区启动了太阳能光伏发电项目，不仅可有效治理雾霾天气，还向各地旅客展示了“美丽高速”的绿色新形象。

1　概述

　　空调自控系统是智能建筑集成系统的重要组成部分，空调自控设备是智能建筑物中重要的自控设备，智能建筑空调自控主要包括建筑物内的空调机组控制、新风机组控制、变风量末端（VAV）控制等。它们在楼宇自动化系统的监控和管理下，使建筑物内的温、湿度达到预期的目标，同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常工作，以求取得最低的运行成本和最高的经济效益。

2　目的

　　本技术方案的目的是为工厂/企业中央空调系统安装和实施一套整体的空调自控系统。通过安装传感器、采集器、电动阀门等控制传感装置，安装可编程的中央空调控制器设备以及监控软件系统，使整个空调自控系统具有自动控制和自动调节能力，并提供完善的人机交互监控接口，使监管和维护人员具有良好的管理能力。

　　其中，中央空调控制器是通过对整个空调系统新风、回风的温度、湿度、送风风机运行状态、初中效过滤段的压差等现场信号的采集，控制送风风机的变频调速、加湿器的加湿、新、回风阀门开度，冷热水阀的开度大小等来达到设定的空气状态，即使空气状态发生人为的变化。

3　遵循标准

3.1　系统设计遵循标准

本设计方案遵循如下技术标准：

􀁺 《智能建筑设计标准》 GB/T 50314-2006

􀁺 《智能建筑工程质量验收规范》 GB50339-2003

􀁺 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000

􀁺 《建筑智能化系统工程设计标准》 DBJ13-32-2000

􀁺 《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005

􀁺 《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》 CECS72-2001

􀁺 《高速以太网标准》 IEEE802.3U

􀁺 《中国建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》 CECS-72 92

􀁺 《中国建筑与建筑群综合布线系统工程施工验收规范》 CECS一89 92

􀁺 《系统接地的型式及安全技术要求》 GB14050-93

􀁺 《本地电话网用户线线路工程设计规范》 YD5006-95

􀁺 《IEEE 802.3 总线局域网标准》 （以太网、快速以太网）

􀁺 《电子计算机房设计规范》 GB/T 50174-93

􀁺 《电气安装工程接地装置施工及验收规范》 GB 50169

􀁺 《安全防范工程程序与要求》 GA308-2001

􀁺 《安全防范工程技术规范》 GA50348-2004

􀁺 《民用闭路监控及报警电视系统工程技术规范》 GB50198-92

􀁺 《中华人民共和国公共安全行业标准》 GA/T72-92

􀁺 《报警图象信号有线传输装置》 GB/T 6677-1996

􀁺 《闭路电视监视电视系统技术规范》 GB 50198-94

􀁺 《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 B50067-97

􀁺 《出入口控制系统工程计规范》 GB50396-2007

􀁺 《有线电视系统工程技术规范》 GB50200-94

􀁺 《30MHZ-1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统》 GB6510-86

􀁺 《电视和声音信号的电缆分配系统》 CTB/T6510-96

􀁺 《有线电视加解扰系统通用技术要求》 GY/T114-94

􀁺 《有线电视系统工程技术规范》 GB 50200-94

􀁺 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168一92

􀁺 《建筑智能化系统工程检测》 DB32/365-1999

􀁺 《建筑智能化系统工程评估标准》 DB32/T367-1999

3.2　系统整体规格

　　该系统具有如下特点：

　　1)先进性：全新的概念、全新的技术、全新的系统；

　　2)开放性: 开放式网络、开放式协议、开放式用户界面；

　　3)兼容性：兼容多种通信标准及机电厂商设备；

　　4)经济性：易于施工、安装、操作和维护；

　　5)灵活性：易于扩展、升级、改造；

　　6)可靠性：安全、稳定、并已在全球范围成功应用。

4　系统整体方案

4.1　系统概述

　　系统方案主要的组成部分为：1、空调自控监控计算机和监控软件平台，这是为监管和维护使用的决策层面的功能需求；2、控制层的DDC空调自控控制器，通过编程设置，使空调自动按设定模式运行；3、传感层的信号接入和自动控制阀，通过对温湿度的采集和回馈，DDC空调控制器通过内置的PID算法，实现对阀门的自动化开闭或流量的控制，达到使温湿度恒定的状态。

　　系统拓扑图如下所示：

4.2　空调自控流程

　　空调系统控制的主要对象是：空气温度及相对湿度。下图为空气热湿处理系统框图：

　　空气温度控制

   一般空气的温度调节有以下几种方式：

  （1）夏季制冷

　　A．采用喷水室喷冷水冷却空气的温度调节

　　B．采用水冷式冷却器冷却空气的温度调节

  (2) 冬季加热

　　A. 热水加热器的加热量调节

　　B.蒸汽加热器的加热量调节

　　各种温度控制方式都有其特点，针对不同项目实际情况，要分析后采用合适的温度控制方案。由于温度控制分为夏季冷却和冬季的加热两种情况，其控制方式也会有所不同。

空气温度控制方案：

　　在空调系统中，需要送风温度进行控制与调节，送风温度通过温度传感器得到与温度相关的模拟量输入到PLC，这样，PLC对送风温度的控制形成了一个闭环系统，使得控制变得更加精确。

温度控制有冬夏两种控制模式，夏季采用冷冻水降温、冬季采用蒸汽加热的方式来控制送风温度，两种模式用转换开关来手动控制为1状态，则为夏季控制模式，为0则为冬季控制模式。

　　温度传感器检测送风管内的送风温度，将检测值送与给定值22℃进行比较，若检测值与给定值相等则冷却水/蒸汽的阀门开度保持不变。若检测值大于给定值，夏季控制模式时加大冷却水的阀门开度，冬季控制模式时减小加热蒸汽的阀门开度，使温度恢复到设定值。若检测值小于给定值，在夏季控制模式时减小冷却水的阀门开度，冬季控制模式时加大加热蒸汽的阀门开度，使温度恢复到设定值。

　　其控制图如图：

湿度控制：

　　在空调系统中，需要对送风湿度进行控制与调节，送风湿度通过湿度传感器得到与湿度相关的模拟量输入到PLC。这样，PLC对送风湿度的控制形成了一个闭环系统，使得控制变得更加精确。

　　送风管内的湿度传感器检测送风湿度，将检测值与给定值进行比较，若检测值与给定值相等，则加湿阀的开度保持不变，若检测值大于给定值，通过PI控制关小加湿阀的开度，若检测值小于给定值，则通过PI运算加大加湿阀的开度，使送风湿度满足要求。湿度控制在85％。

送风压力控制：

　　在空调系统中，需要对送风机的转速进行有效控制与调节，从而控制送风压力。送风压力通过压力变送器得到与压力相关的模拟量输入到PLC，PLC通过变频器来控制送风机的转速。这样， PLC对送风压力的控制形成了一个闭环系统，使得控制变得更加精确。

送风管尾端的压力传感器检测送风压力，将检测值与给定值进行比较，若检测值与给定值相等则保持送风机的转速，若检测值大于给定值则通过变频器减小送风机的转速，若检测值小于给定值则通过变频器加大送风机的转速，从而使送风压力满足系统的要求。

新风回风比例控制：

　　按下中央空调控制系统的启动按钮和回风机的启动按钮，则中央空调系统就会按照设定的方式自动运行，监测送风机、回风机、过滤网有无故障报警，若有，则停止整个系统，若无则按设定值开启新风回风阀门的开度，调用子程序温湿度控制系统、送风压力控制系统进行温湿度调节和送风压力调节。而一旦按下系统停止按钮，则中央空调系统就会停止工作。

4.3　空调自控监控画面

　　空调监控画面如下图示例所示：