空调房间温湿度控制模拟分析

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1、研究与探讨空调房间温湿度控制模拟分析焦一玭（江苏省教育建筑设计研究院，南京210024）摘要：控制空调房间的设定温、湿度且使能耗最少是研究者关注的重要问题。文中以某一空调房间的变水量自动控制为例，分析了变水量空调系统的动态特性，研究了水流量变化、加湿量变化对房间温湿度的影响，分析模拟了PI控制参数的选取对控制过程影响进行。模拟结果显示合理的控制参数能实现较好的控制精度。关键词：温湿度；PI调节；空调系统；动态特性Abstract：Thecontroloftemperatureandmoistureinanairconditioningr

2、oomwithlessenergyconsumptionhasbeenpaidattentionbyresearchers.Reasonablecontrolparameters’selectioncannotonlycontroltemperatureandhumidityinhighprecision,butalsosaveenergy.Inthispaper,thedynamicbehaviorofvariablewatervolume(vwv)airconditioningsystemwasanalyzed.Effectsofw

3、aterflowrateandhumidifiedrateontheroom’stemperatureandmoisturewerestudied.These－lectionoftheparametersforaPIcontrolsystemwassimulated.Theresultsshowedthatthereason－ablecontrolparameterscanincreasethecontrolprecision.Keywords：temperatureandmoisture；PIcontrol;airconditioni

4、ngsystem；dynamicbehavior中图分类号：TK39文献标志码：A文章编号：1001-5523（2010）06-0006-05针对外界气候的时变性，室内负荷变化的干扰单元（过滤器，风扇，表冷器，除湿器还有管道系统性，逐时地调整机组的运行状态使得房间的温、湿等）组成（图1）。本文主要讨论夏季工况，冬季分析度保持恒定已经引起了许多学者的关注。除此以方法类似。夏季，室外空气进入表冷器，冷却去湿后外，采取有效的控制方法对于建筑的节能方面更是再经加湿器或除湿器送入房间。房间里的温度传感必不可少的。器感受室内温度后把信号送到温度控制

5、器中，控制近年来，很多专家学者都致力于这方面的研究[1~4]，器根据已定的算法算出需要冷冻水量后，通过执行通常的做法是先建立一个由空调房间、加热盘管、表器调节使之满足负荷变化的需要。湿度传感器测出冷器、加湿器和混合箱组成的暖通空调系统动态模空气的相对湿度后把信号送到控制器中，控制器根型。然后通过各种控制方法把房间的温湿度保持在据已定的算法算出所需要的加湿或除湿量后通过设定值附近。本文在文献[5]的模型基础上，通过PI执行器进行调节，使送风湿度满足要求。调节对一个具体的空调房间进行建模和仿真，并通过控制水量和加湿或除湿量的方法来改变送风的

6、温、湿度，从而可以保持房间温湿度在设定值附近。2并且，仿真结果也表明，该系统能够有效地抵制外界010扰动并在较短的时间内使被控量恢复到设定值。年第61系统描述期·6·简单的空调系统主要由空调房间和空气处理图1暖通空调系统的示意图焦一玭，空调房间温湿度控制模拟分析研究与探讨1.1房间模型房间模型由两个状态变量描述：室内空气温度和湿度。室内空气是混合的，所以温度描述可以只用一个值来表示。此外，假定南北面墙温度和东西图2温度传感器模型面墙对房间的作用效果等同，地面温度对房间温度1.3表冷器模型没有影响，空气密度恒定且不随室内空气温湿度的表冷器

7、是空气处理单元中非常重要的一个设变化而变化。在以上假定成立的基础上，列出能量备，盘管中流的是冷冻水，它与管外的热空气交换方程[1]：热量，从而使得空气温度降低，水的温度升高。在dTz此过程中要满足热湿平衡原理。为了简化计算，盘Cz=fsaρsaCpa(Tsa-Tz)+2Uw1Aw1(Tw1-Tz)+dt管两测冷热流体间的温差用平均温差来表示，传2Uw2Aw2(Tw2-Tz)+URAR(TR-Tz)+q(t)（1）热面积不变，保证冷冻水进口温度为7℃。方程式CdTw1=UA(T-T)+UA(T-T)（2）如下[7～9]：w1w1w1zw1

8、w1w1ow1dt1CdTw2=UA(T-T)+UA(T-T)（3）Cpwmw(Tow-Tiw)=Cpama(Tia-Toa)=KA2(Tia-Tow+Toa-Tiw)（6）w2w2w2zw2w2w2ow2