中央空调控制系统设计与控制方法分析

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1、-------上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名日期年月日-----------上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本人授权上海交通大

2、学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密在年解密后适用本授权书本学位论文属于不保密请在以上方框内打学位论文作者签名指导教师签名日期年月日日期年月日-----------上海交通大学硕士学位论文第一章绪论1.1引言目前智能大厦不断涌现在楼宇控制系统中中央空调系统是其监控的重点往往占总监控点的60以上而其投资超过水电等其余监控系统的总和而且中央空调系统管路复杂运行工况多变又是建筑物能耗大户一般耗电占建筑物总用电量的40以上所以如何实现空调系统控制是自动控制专业

3、所面临的重大课题本文从工程实际的角度出发探讨如何组建实现中央空调控制系统并就其中控制系统的核心室温的控制方法进行分析从控制的角度看空调控制就是对室内温湿度等参数进行控制使之达到设计要求但由于控制对象始终处于动态变化之中如每天早晚每季交替每年轮回人员数量室内设备发热量等实时影响中央空调的负荷即存在许多扰动而且温湿度的变化有很大的时滞性这就要求控制专业的人员仔细分析空调系统的原理系统组成针对不同的空调系统制定不同的控制方案在设计空调控制系统时首先要确定控制目标根据工程背景的不同其目标是不同的如普通家庭只要控制温度而一般办公区要同时

4、控制温度和舒适度体现在新风量对于精密电子厂或制药厂则对洁净度有极高的要求对于不同的控制目标要选择不同的控制方案具体来说即测量参数和被调量的选择是否放置温湿度探测器二氧化碳探测器压力探测器等还是通过阀门开度来间接测量更为经济可靠探测位置放在何处在房间内还是回风管放置数量是多少在选择调节量时是控制风机的转速还是风阀的开度为保持足够的制冷量是调节冷热水阀的开度还是加大送风量上下级如何协调工作下级的需求用何种形式对上级提出要求是取风量还是取送风温度作为上级的控制输入量以上这些问题都是在空调控制系统的设计中要从经济性合理性和工程实现的可

5、能性便利性来综合考虑要通过仔细的分析能确定合理的控制方案由于空调系统不能确定的变量太多无法用精确的数学模型来表达对象参数存在时变的特点而且其各个输入输出量之间有很大的耦合性所以控制方案如果制定得不够合理很难达到良好的效果或者虽然符合了设计要求但却是以牺牲能源的消耗为代价增加了业主的运行成本一个好的控制方案往往是整个空调系统成功的保证作为控制专业人员有必要仔细分析空调系统制定出最佳的控制策略不同的工程空调系统是不一样的相应有其不同的控制方案但其基本的分析方法原理是相通的故本次分析对于类似项目具有普遍意义在确定控制方案后还要合理选

6、择控制系统硬件硬件系统必须要能有效实现控制功能而且经济可靠集散控制系统是实现大系统综合控制的理想方案集散控制系统实现分散控制集中管理的原则比较合理地吸取了常规仪表控制系统-----------1-----------上海交通大学硕士学位论文和计算机控制系统的长处有效地克服了两者地缺点被认为是目前较为先进的建筑物自动化系统为实现空调系统的良好控制创造了条件在组建完控制系统硬件后还要进行软件编程其核心就是温度控制器的设计既要满足超调量调节时间稳态误差的要求还要适应对象参数时变的特点好的控制方法可以降低能源消耗提高人的舒适度本次分析

7、尝试采用模糊PI控制方法来实现中央空调的室温控制其控制品质好于传统PI控制及单纯的模糊控制1.1空调系统基本原理空气调节简称空调是使室内空气温度相对湿度速度噪声压力洁净度等参数保持在一定范围内的技术空调可分为工艺性空调工业空调及舒适性空调民用空调空调系统的目的在于创造一个良好的空气环境以提高工作人员的办事效率满足工艺要求对大多数空调其关键是空气温度湿度的控制当由于外界气候条件变化或室内设备和人员的散热量散湿量的变化引起室内空气参数偏离设定值时就需要采取相应的空气调节措施和方法使其恢复到规定值一般空调系统包括以下几部分1.进风根

8、据人对空气新鲜度的生理要求空调系统必须有一部分空气取自室外称新风空调的进风口和风管等组成了进风部分2.空气过虑由进风部分引入的新风必须先经过滤以除去尘埃一般空调系统装有预过滤和主过滤两级过滤3.空气的热湿处理将空气加热冷却加湿和减湿等不同的处理过程组合在一起统称为空调系统的热