軌道交通站房空調系統(tǒng)控制-1ppt課件

1、軌道交通站房空調系統(tǒng)軌道交通站房空調系統(tǒng)控制及優(yōu)化控制及優(yōu)化徐新華徐新華華中科技大學華中科技大學建筑環(huán)境與設備工程系建筑環(huán)境與設備工程系E-mail: E-mail: 鐵四院城地院交流會鐵四院城地院交流會 2019-9-29 2019-9-29 軌道交通的舒適、快捷和便利,成為人們出行的重要交通工具,也就成為了許多城市交通的重要組成部分。 已有10多個城市開通了軌道交通，里程約為1200公里，2019，建成的與在建的軌道交通線路達到158條，總里程超過4000公里。軌道交通的快速發(fā)展軌道交通的快速發(fā)展軌道交通的能耗軌道交通的能耗信號、監(jiān)控

2、信號、監(jiān)控等系統(tǒng)耗電等系統(tǒng)耗電(15(15）車輛用電車輛用電(50%)(50%)通風空調用電通風空調用電(35%)(35%)內容內容 建筑自動化/樓宇自動化 (BA) 空調系統(tǒng)基本控制 空調系統(tǒng)優(yōu)化控制 BA系統(tǒng)及原理圖 實例樓宇自動化樓宇自動化(BA(BA系統(tǒng)系統(tǒng)) )照明控制系統(tǒng)照明控制系統(tǒng)安防及安全安防及安全控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)閉路電視系統(tǒng)門禁系統(tǒng)防盜報警系統(tǒng)火災報警(消防)系統(tǒng)通風空調控制通風空調控制系統(tǒng)系統(tǒng)新風系統(tǒng)空調風系統(tǒng)水系統(tǒng)制冷機(熱泵)系統(tǒng)冷卻塔等集散式控制系統(tǒng)集散式控制系統(tǒng)(TDS)(TDS) 傳感器與執(zhí)行器 分站控制器 網絡通訊 總站規(guī)范JGJT16-92規(guī)定，BAS的現場控

3、制總線必須是同層總線。個別采用主從式的輪詢總線。傳感器傳感器 傳感器一般沒有信號的變送環(huán)節(jié)，輸出的電量信號一般為小電壓、小電流，而且是非標準信號。 變送器是將傳感器輸出信號變換到標準信號的器件一般輸出的為4-20mA、0-10V等的標準信號。執(zhí)行器執(zhí)行器 一般接受010V的電壓信號或開關量信號。DN2080通訊模塊BABA系統(tǒng)控制站系統(tǒng)控制站( (分站分站) )基本結構基本結構網絡通訊網絡通訊局域網/互聯網Voice (Microphone, Telephone, )Video (Digital CCTV, Videoconferencing,Webcam )Control (BAS)PCs,

4、 Office Automation, BAS BAS 常用的協(xié)議常用的協(xié)議LonWorks 現場總線協(xié)議Echelon等公司開發(fā)?；趯Ｓ行酒?。HolleywellModBus 協(xié)議支持R232/485串行協(xié)議和以太網協(xié)議，PLC與計量表等采用該協(xié)議。采用主從式而非總線式。PROFIBUS 現場總線協(xié)議EIB歐洲安裝總線） 現場總線協(xié)議BACnet 總線協(xié)議 開放式Metasys N2 (江森)AHRAE Standard Project Committee 135P (SPC 135P) 標準項目委員會開發(fā)了該協(xié)議，為ASHRAE BACnet。1987，1991，1994，2019, 2

5、019 開放式的系統(tǒng)結構開放式的系統(tǒng)結構OPCOPC技術技術 OPC Client 接口OPC Client 接口BAS 1BAS 2BACnet 設備LonWorks 設備局域網BACnet OPC 驅動LonWorks OPC 驅動OPC Server 接口OPC Server 接口管理工作站現場網絡管理工作站現場網絡Web Server BAS工作站工作站空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 風機盤管控制 定風量系統(tǒng)控制 無變風量末端的變風量系統(tǒng)控制 有變風量末端的變風量系統(tǒng)控制 冷凍水變水流量系統(tǒng)控制 制冷機序列控制 冷卻水系統(tǒng)控制空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 風機盤

6、管控制風機盤管控制系統(tǒng)，一般不進入集散控制系統(tǒng)，有的也進入集散控制系統(tǒng)以便集中管理M空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 定風量系統(tǒng)控制送風機盤管空調空間M-1送風回風控制器控制器TM-1CO2新風回風排風空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) )定風量系統(tǒng)常規(guī)控制方法的效果定風量系統(tǒng)常規(guī)控制方法的效果空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) )回風溫度的串級控制方法回風溫度的串級控制方法T室內回風溫度控制器溫度控制器1送風溫度設送風溫度設定值定值溫度控制器溫度控制器2T送風盤管M-1空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) )常規(guī)控制與串級控制效果比較常規(guī)控

7、制與串級控制效果比較常規(guī)控制效果常規(guī)控制效果 串級控制效果串級控制效果空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 無變風量末端的變風量系統(tǒng)控制送風機盤管空調空間M-1送風回風控制器控制器M-2CO2T2M-2T1新風回風空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 有變風量末端的變風量系統(tǒng)控制VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV送風機盤管M-1M-2M-2新風回風壓力相關型變風量末端空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) )T室內變風量調節(jié)閥回風溫度控制器溫度控制器流量設流量設定值定值A流量控制器流量控制器F送風T室內變風量調節(jié)閥回風溫度控制器溫度控制器A送風

8、壓力無關型變風量末端VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV送風機盤管M-1M-2TM-2空氣處理機送風溫度及風量的控制控制器控制器P1控制器控制器控制器控制器控制器控制器新風回風送風機盤管 送風T1TC-1DamperMotor新風新風排風排風.回風回風V-1T2TC-2M-1F1溫度設定值FC-1F2Pre-set flowdifferenceM-2回風回風機雙風機無變風量末端變風量系統(tǒng)CO2CC-1供熱季供冷季供熱季供冷季送風機盤管 送風T1TC-1DamperMotor新風新風排風排風.回風回風V-1T2TC-2M-1P2溫度設定值FC-1P1M-2回風回風機雙風機無變風量末端

9、變風量系統(tǒng)CO2CC-1供熱季供冷季供熱季供冷季雙風機無變風量末端變風量系統(tǒng)過渡季過渡季冷量部分免費模式Heating ValveCooling Valve送風機控制100%0%室外溫度/焓值hrtnhfrhrtnhfrABufruhuduc供熱模式(DCV control)冷量全部免費模式機械制冷模式(DCV control)控制信號送風機盤管 送風DamperMotor新風新風排風排風. .回風回風T2TC-2M-1F1FC-1F2Pre-set flowdifferenceM-2回風回風機雙風機無變風量末端變風量系統(tǒng)過渡季過渡季全開全開全關全關全開全開關閉關閉送風機盤管 送風Damper

10、Motor新風新風排風排風. .回風回風T2TC-2M-1F1FC-1F2Pre-set flowdifferenceM-2回風回風機雙風機無變風量末端變風量系統(tǒng)過渡季過渡季全開全開全關全關全開全開關閉關閉送風機盤管 回風M-1回風機組合式空調箱無變風量末端變風量系統(tǒng)排煙風機排風/排煙新風機新風送風機盤管 回風M-1回風機組合式空調箱無變風量末端變風量系統(tǒng)排煙風機排風/排煙新風機新風送風機盤管 回風V-1M-1回風機正常供冷供熱季控制系統(tǒng)排煙風機排風/排煙新風機新風CO2CO2控制器T1溫度設定值溫度控制器T1溫度設定值溫度控制器關閉關閉全開回風機控制器按送風機頻率變化送風機盤管 回風M-1回

11、風機排煙風機排風/排煙新風機新風CO2T1溫度設定值溫度控制器全開關閉關閉回風機控制器按送風機頻率變化過度季控制系統(tǒng)關閉全開關閉空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 變水量系統(tǒng)控制壓差控制1H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPControllerVFD空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 變水量系統(tǒng)控制壓差控制2H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CT

12、H CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPControllerVFDPP空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 變水量系統(tǒng)控制壓差控制3H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpPPPControllerVFDP空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 壓差/壓力傳感器設置位置對能耗的影響Qdes0.5 Qdes壓差傳感器裝設于分水器集水器上100%50%壓差傳

13、感器裝設于控制調節(jié)閥兩側(采用固定設定值)100%27.5%壓差傳感器裝設于控制調節(jié)閥兩側(采用優(yōu)化設定值)100%16.3%空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 變水量系統(tǒng)控制溫差控制H CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTH CTSourceBVZone AZone BZone CSecondary Water PumpControllerVFDT1T2AHUCoil調節(jié)閥ChillerChillerChiller變速泵旁通管DPVMp控制器控制器空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 變水量系統(tǒng)控制（一次系

14、統(tǒng)壓差控制）AHUCoil調節(jié)閥制冷機制冷機制冷機制冷機制冷機制冷機變速泵旁通管DPVM控制器控制器空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 變水量系統(tǒng)控制一次系統(tǒng)溫差控制T1T2空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 冷卻水系統(tǒng)控制冷卻水回水冷卻水供水出風撒水器進風進風填料水盤293237室外空氣濕球溫度冷卻水供水溫度冷卻水回水溫度逼近度 Approach冷卻水溫差 Range空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 冷卻水系統(tǒng)控制冷卻水回水冷卻水供水出風撒水器進風進風填料水盤293237室外空氣濕球溫度冷卻水供水溫度冷卻水回水溫度逼近度 Approach冷卻

15、水溫差 Range15 20 25 30 35 40 45 50 55 干球溫度 DRY-BULB TEMPERATURE 0 5 10 15 20 25 30含濕量 HUMIDITY RATIO g/kg100 80 60 40 25 PERCENTAGE SATURATIONWET-BULB TEMPERATURE 等焓線空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 冷卻水系統(tǒng)控制冷卻水回水冷卻水供水出風撒水器進風進風填料水盤制冷機冷凝器控制器控制器T控制設定值TRH空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 冷卻水系統(tǒng)控制冷卻水回水冷卻水供水出風撒水器進風進風填料水盤制冷機

16、冷凝器控制器控制器T控制設定值TVFD空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 制冷機序列控制回水溫度控制法CoilCoil調節(jié)控制閥旁通管/解偶管T回水溫度回水溫度控制器控制器ChillerChiller定速泵Chiller空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 制冷機序列控制旁通流量控制法CoilCoil調節(jié)閥旁通管旁通管surplus flow deficit flowM流量開關S控制器控制器ChillerChiller定速泵ChillerDPV空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 制冷機序列控制功率控制法CoilCoil調節(jié)閥控制器控制器Chille

17、rChiller定速泵ChillerKwKwKw旁通管旁通管DPVAHUCoil調節(jié)閥ChillerChillerChiller變速泵旁通管DPVMMM分水器集水器控制器控制器KwKwKw空調系統(tǒng)基本控制空調系統(tǒng)基本控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 制冷機序列控制功率控制法空調系統(tǒng)優(yōu)化控制空調系統(tǒng)優(yōu)化控制 變風量系統(tǒng)優(yōu)化控制 冷凍水系統(tǒng)優(yōu)化控制 制冷機優(yōu)化序列控制 冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化控制空調系統(tǒng)優(yōu)化控制空調系統(tǒng)優(yōu)化控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 變風量系統(tǒng)優(yōu)化控制基本控制： 室內溫度控制 送風溫度控制 送風壓力控制優(yōu)化控制： 送風壓力優(yōu)化 送風溫度優(yōu)化排風機VAVP1Building systemRecycle a

18、ir新風機M-1送風機P1盤管TV-1VAVVAVVAVVAVVAVVAVVAV靜壓設定優(yōu)化P1D1P1D2P1D3P1D4閥位傳感器壓力傳感器溫度控制器優(yōu)化溫度設定點P1DP1PP1T溫度傳感器F流量傳感器FP1D8P1D7P1D6P1D5靜壓控制器送風靜壓優(yōu)化控制示意圖送風靜壓優(yōu)化控制示意圖送風溫度優(yōu)化控制示意圖送風溫度優(yōu)化控制示意圖空調系統(tǒng)優(yōu)化控制空調系統(tǒng)優(yōu)化控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 冷凍水系統(tǒng)優(yōu)化控制 供水溫度優(yōu)化基本控制： 維持壓力設定點 實現水泵的序列控制優(yōu)化控制： 優(yōu)化壓力設定點 冷凍水供水溫度優(yōu)化設定空調系統(tǒng)優(yōu)化控制空調系統(tǒng)優(yōu)化控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化控制基本控制： 冷卻塔出水溫度的控制控制逼近度） 風機的調級控制，風機的變頻控制優(yōu)化控制： 冷卻水回水溫度優(yōu)化設定空調系統(tǒng)優(yōu)化控制空調系統(tǒng)優(yōu)化控制 ( (續(xù)續(xù)) ) 冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化控制基本控制： 冷卻塔出水溫度的控制控制逼近度） 風機的調級控制，風機的變頻控制優(yōu)化控制： 冷卻水回水溫度優(yōu)化設定totcttotchillertotTPPPincd,min 優(yōu)化目標及優(yōu)化參數優(yōu)化目標及優(yōu)化參數逼近度(Approach)為3度 不同控制方法下制冷機與冷卻塔風機總功耗不同控制