...wd......wd......wd...空調自動控制系統設計指南空調自動控制系統及其基本類型〔1〕空調系統的控制要求空調的用戶或工藝條件不同，空調系統的控制要求也往往不同，但不外乎以下幾種情況：空調機組的起停控制和安全保護空調房間溫度〔或回風溫度、或送風溫度〕的自動控制獨立空調系統的溫濕度〔室內、回風或送風〕控制區域內多個空調系統的集中管理與控制〔集散式控制或分布式控制〕其它控制要求，如風量控制〔變風量或定風量〕、壓差控制〔過濾器壓差、干凈室正壓或負壓、缺風保護等〕等在以上幾種情況中，第5〕類控制要求一般不會獨立提出，一般伴隨第2〕~4〕幾種情況同時出現。第1〕種控制要求獨立提出時，嚴格意義上不屬于空調自動控制系統的范疇，應該歸于低壓配電系統更為貼切。在目前國內的空調自動控制類工程實施中，大局部按照目前的專業分工情況，對強弱電分柜制作和安裝，即由獨立的起動控制柜〔配電箱〕負責空調機組的起停控制和安全保護，弱電控制器及其相關部件那么集成于另一個獨立的弱電控制柜中。在雅士的標準中，我們傾向于強弱電一體的集成方案，即將空調機組的起停控制單元與弱電控制單元集成于同一個控制柜中，可有效減少外部接線，提高系統的可靠性。當然，采用強弱電一體的方案時，必須消除強電局部對弱電局部的電磁干擾。〔2〕空調自動控制設備系統的基本類型按照空調設備系統前述的不同控制要求，就有了以下幾類典型的空調自動控制設備系統：起動控制柜〔配電箱〕ASP起動控制柜內集成了設備的供電控制回路〔主回路〕和保護控制回路〔二次回路〕，其主要功能有二：手動或自動通斷設備的供電電源，以控制設備的起停；提供過載、欠壓、失壓、缺相、短路等多種保護功能，保證受控設備及供電系統的安全。智能型空調控制柜〔ASCP〕智能型空調控制柜是集成了空調機組起動控制單元和單回路DDC控制器的控制柜。智能型空調控制柜一般用于單臺空調機組的起停控制和溫度〔或濕度〕的單回路控制。智能型空調控制柜必須配套必要的附件或配合其它的控制對象，才能完成其單回路控制功能。常見的配套附件有溫度傳感器、電動〔水〕閥及執行器、電動風閥等；常見的其它控制對象有電加熱器、電極或電熱式加濕器、單元式空調機組的壓縮機。單機多回路空調自動控制系統〔SCS〕我們將采用1個CPU控制〔一個或多個空調系統的〕兩個以上回路的控制模式，稱為單機多回路控制系統〔SCS〕。在該系統中，每個系統只有一臺微型計算機〔如DDC或PLC〕，不設分站。兩個獨立的SCS系統中之間，沒有通訊要求。我們在工程上遇到的無中央站的恒溫恒濕控制系統，都屬于單機多回路控制系統〔SCS〕。單機多回路控制系統〔SCS〕由現場控制機〔ACU〕及外圍設備組成。現場控制機可以是強弱電一體的集成式柜機，也可以是單一的弱電柜機。SCS中的外圍設備包括傳感器和電動執行機構兩大類。集散式空調自動控制系統〔DCS或TDS〕對于空調設備有集中管理要求的工程或空調作為BAS系統之子系統的工程，一般設計為集散式空調自動控制系統〔DCS或TDS〕，即所謂分散控制、集中管理的控制系統。一個完整的集散式空調自動控制系統由一個中央管理工作站〔AMS〕、多個現場控制機〔ACU，也稱分站〕及假設干套外圍設備組成。在DCS系統中，各現場控制機〔ACU，也稱分站〕承擔相應空調系統的溫度、濕度、壓力、流量等實時性強的控制和調節功能；中央管理工作站〔AMS〕承擔系統數據管理、控制方案指導、歷史數據存儲及遠程操控等功能。空調機組起動控制柜規格說明根據起動方式不同，起動控制柜有多種類型，常用的有以下四種：直接起動：通過交流接觸器直接接通電源〔全電壓起動〕。星-三角起動：電機起動時，定子繞組接為Y形，起動后在預定時間轉為△形〔降壓起動〕。軟起動：控制供電電壓按預定函數關系，從零逐漸爬升至額定電壓，在轉換為全電壓運行。變頻起動：控制供電電源頻率，使之跟隨設定的積分時間加速提升，直至到達全電壓運行。起動控制柜型號的表示方法：ASPASP–D–3.0–bb箱式〔可缺省〕，壁掛安裝c柜式，落地安裝b箱式〔可缺省〕，壁掛安裝c柜式，落地安裝電機功率〔KW〕〔n臺電機時為n×P或P1+P2〕起動方式D直接起動T星-三角降壓起動S軟起動F變頻起動雅士起動控制柜功能說明起動控制柜主要有兩方面的功能，一是控制空調機組的起停，二是電氣設備的安全保護。起動方式不同，其工作原理和功能設置也有所不同，表1為幾種常用起動控制柜的原理及功能比較表。表1.幾種起動控制柜之比較直接起動星-三角起動軟起動變頻起動工作原理通過交流接觸器直接接通電源〔全電壓起動〕電機起動時，定子繞組接為Y形，起動后在預定時間轉為△形。〔降壓起動〕控制供電電壓按預定函數關系，從零逐漸爬升至額定電壓，在轉換為全電壓運行。控制供電電源頻率，使之跟隨設定的積分時間加速提升，直至到達全電壓運行。功能設置手動起停；受控起停；運行、電源、故障指示；過載保護；消防連鎖。手動起停；受控起停；運行、電源、故障指示；過載保護；消防連鎖。手動起停；受控起停；運行、電源、故障指示；過載保護；消防連鎖；旁路切換。手動設定起停；受控起停；運行、電源、故障指示；過流、過壓、欠壓、過載、缺相等保護起動及運行數據記錄。優缺點投資省，線路簡單。起動電流為額定電流的5~7倍，對電源沖擊大。投資少，線路簡單。起動電流為直接起動時的1/3，可明顯減小對電源的沖擊。起動電流可在額定電流2~5倍間調整。軟起動、軟停車，無機械沖擊。初投資較大。起動方式可靈活選擇，起動電流可調整。對電機及供電系統的保護好，無機械沖擊。初投資大。適用范圍P≤7.5Kw的小型電機[1]11≤P≤55Kw的中小型電機[2]7.5Kw以上，客戶指定時；可用于多負載并聯。客戶指定使用或因調速功能設置。注：[1]P≤7.5Kw為雅士企業標準。理論上，只要電機功率不超過其供電變壓器容量的5%，都可采用直接起動方式；[2]11≤P≤55Kw也是雅士企業標準。理論上，4KW以上的運轉時定子繞組為△形接法的小容量電機，都可采用Y-△起動方式。設計文件起動控制柜一般應按標準產品設計和生產，其設計文件也應標準化。這些文件包括設計輸入文件、設計輸出文件和報價文件。設計輸入文件作為設備設計和選型的依據，起動控制柜的設計輸入文件應至少包括：用戶的需求資料。這些資料一般包含在訂貨合同或技術附件中，其中包括：要控制的設備功率，要求的起動方式等；與起動控制柜相關的國家標準；這些標準包括：與起動控制柜有關的企業標準標準。這些標準包括：設計輸出文件每一種類型的起動控制柜都有一套標準的并受控的設計輸出文件，其中包括：〔韓志軍〕電氣原理圖控制柜接線圖控制柜底板布置圖控制柜箱體外形圖材料明細表報價文件起動控制柜的報價輸出文件應包括：〔1〕報價標準價格的使用方法智能型空調控制柜規格說明智能型空調控制柜是集成了空調機組起動控制單元和單回路DDC控制器的控制柜，只需配套一只溫度傳感器和一個電動執行機構〔電動水閥或風閥等，一般作為附件〕，即可實現空調機組起停控制及溫度控制。根據所用控制器類型不同，智能型空調控制柜分為多種類型和規格：AIUAIU–D–3.0–bb箱式〔可缺省〕，壁掛安裝c柜式，落地安裝b箱式〔可缺省〕，壁掛安裝c柜式，落地安裝電機功率〔KW〕〔n臺電機時為n×P或P1+P2〕起動方式D直接起動T星-三角降壓起動S軟起動F變頻起動雅士起動控制柜功能說明設計文件設計輸入文件設計輸出文件報價文件標準價格的使用方法單機多回路控制系統〔SCS〕系統構成單機多回路控制系統〔SCS〕由現場控制機〔ACU〕及外圍設備構成。現場控制機有兩種類型，一種是強弱電一體集成的控制器選型控制方案說明設計文件設計輸入文件設計輸出文件報價文件標準報價及其使用方法集散式空調自動控制系統〔DCS〕系統構成單機多回路控制系統〔SCS〕由現場控制機〔ACU〕及外圍設備構成。現場控制機有兩種類型，一種是強弱電一體集成的控制器選型控制方案說明設計文件設計輸入文件設計輸出文件報價文件標準報價及其使用方法單機多回路控制系統〔SCS〕系統定義我們將采用1個CPU控制〔一個或多個空調系統的〕兩個以上回路的控制模式，稱為單機多回路控制系統〔SCS〕。在該系統中，每個系統只有一臺微型計算機〔如DDC或PLC〕，不設分站。兩個獨立的SCS系統中之間，沒有通訊要求。我們在工程上遇到的無中央站的恒溫恒濕控制系統，都屬于單機多回路控制系統〔SCS〕。系統構成單機多回路控制系統〔SCS〕由現場控制機〔ACU〕及外圍設備構成。現場控制機有兩種類型，一種是強弱電一體集成的控制器選型控制方案設計輸出文件報價方法集散式空調自動控制系統〔DCS〕系統定義系統構造控制器選型控制方案設計輸出文件報價方法智能〔溫控〕型空調控制柜獨立式空調自動控制系統〔ACS〕集散式空調自動控制系統〔DCS〕一個完整的空調自動控制系統通常包括控制柜〔箱〕及外圍設備兩局部。控制柜〔箱〕用以集成空調機組之起動控制單元及弱電控制單元之控制器及其人機界面；外圍設備包括同一控制系統所需配套的傳感器、開關、電動閥門及其執行器。及其配套服務工作1〕控制柜〔箱〕根據功能分類，控制柜〔箱〕可以分為：①起動控制柜按照起動方式不同，常采用以下三種類型的起動控制柜：直接起動：星-三角起動：軟起動：變頻起動：②變風量控制柜按控制原理不同，常采用的變風量控制柜分為以下三類：變頻型變風量控制柜調壓型變風量控制柜節流型變風量控制柜。根據控制方式不同，以上三種變風量控制柜又可分為智能型〔自主型〕和標準型〔手動型或被動型〕。表2.幾種智能型變風量控制柜之比較智能變頻型變風量控制柜智能調壓型變風量控制柜智能節流型變風量控制柜工作原理按溫度控制要求調節電機的供電頻率，實現自動變頻變風量控制按溫度控制要求調節電機工作電壓，實現變風量自動控制按溫度控制要求調節風閥開度，實現變風量自動控制功能設置機組起停控制與保護〔同變頻起動柜〕自動變頻變風量控制溫度設定與指示機組起停控制與保護〔同直接起動控制柜〕自動調壓變風量控制溫度設定與指示機組起停控制與保護〔同直接起動或星-三角起動柜〕風閥開度自動調節變風量控制溫度設定與指示系統構成箱體〔壁掛或落地〕變頻器溫度傳感器〔附件〕箱體〔壁掛或落地〕起動控制單元〔直接起動或星-三角起動〕可控硅調速器單回路DDC控制器溫度傳感器〔附件〕箱體〔壁掛或落地〕起動控制單元〔直接起動或星-三角起動〕單回路DDC控制器溫度傳感器〔附件〕風閥執行器〔附件〕優缺點節能效果顯著工作穩定性高初投資較高節能效果一般工作穩定性較差初投資適中節能效果較差工作穩定性較高初投資較小適用條件中小型變風量空調系統小型〔電機功率7.5KW以下〕變風量空調系統不建議采用表3.幾種標準型變風量控制柜之比較變頻型變風量控制柜調壓型變風量控制柜節流型變風量控制柜工作原理手動設定或按外來信號控制電機的供電頻率，實現風量調整或變風量控制手動設定或按外來信號調節電機工作電壓，實現風量控制手動設定調節風閥開度，實現風量調整功能設置機組起停控制與保護〔同變頻起動柜〕手動變頻或承受外部信號進展風量調整或變風量控制機組起停控制與保護〔同直接起動控制柜〕手動變頻或承受外部信號進展風量調整或變風量控制機組起停控制與保護〔同直接起動或星-三角起動柜〕手動設定調節風閥開度，實現風量調整系統構成箱體〔壁掛或落地〕變頻器箱體〔壁掛或落地〕起動控制單元〔直接起動〕可控硅調速控制器箱體〔壁掛或落地〕起動控制單元〔直接起動或星-三角起動〕調節電位器風閥執行器〔附件〕優缺點節能效果顯著工作穩定性高初投資較高節能效果一般工作穩定性較差初投資適中節能效果較差工作穩定性較高初投資較小適用條件變風量空調系統之AHU機組控制；壓力漸變型空調機組之定風量控制；多工況轉換運行之機組控制；小型直聯傳動型機組之風量控制。小型〔電機功率7.5KW以下〕機組的以下控制：壓力漸變型空調機組之定風量控制；多工況轉換運行之機組控制；小型直聯傳動型機組之風量控制。壓力漸變型空調機組之定風量控制；中