中央空调的焓值控制方法

嘭与调2007年第26卷第10期中央空调的焓值控制方法杨世忠邢丽娟(青岛理工大学自动化工程学院266520)摘要随着中央空调系统应用的日益普及，其能耗问题、环境舒适度的控制问题，越来越受到关注。采用焓值控制比采用温度控制更节能，并且能满足对环境舒适度的要求。就焓的定义、焓值控制原理及方法等方面进行了阐述，同时对中央空调系统的焓值控制进行了详细描述。关键词中央空调焓值控制节能1引言随着空调技术的发展以及对环境要求的进一步提高，中央空调已成为现代建筑中不可缺少的基础设备：一方面中央空调系统在提供舒适的生活和工作环境的同时，又消耗掉了大量的能源；另一方面，由于人体对环境舒适程度的感受不仅取决于周围的空气温度，也取决于空气的相对湿度，所以，中央空调系统仅以控制空调温度的方式不能满足对环境舒适度的更高要求。如果中央空调系统采用焓值控制将会比采用温度控制更节能，同时也解决了温度、湿度的合理调节，满足对舒适环境的需要。2焓的定义空气的焓J¨是组成湿空气的干空气的焓与水蒸气的焓之和。湿空气的焓也以1kg干空气作为计算基准，用d代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf lkg干空气的焓，i代表lkg水蒸气的焓。因为在含有1kg干空气的湿空气中，水蒸气的含量为d×10_。kg，所以含有lkg干空气的湿空气，即(1+d×10。)kg湿空气的焓i(kJ／kg)为i=id+di×10(1)通常规定0cI=的干空气和0℃的水的焓为零，并且在空调工程所涉及的温度范围内，干空气和水蒸气的比定压热容可视为定值，分别为c，。=1．01kJ／(kg‘K)和c，：1．85kJ／(kg。K)，又因为水在0℃的汽化潜热r=2501kJ／kg，因此，对t℃的空气有d=c。，Dt一0)=1．01t一8f)一i=r+c。．(t一0)=2501+1．85t将id和i代入式(1)，即得i=1．01t+d×(2501+1．85t)×10一(2)可见，湿空气的焓包括显热和潜热两部分。因此，温度升高时，空气的焓值不一定增加，还要看含湿量d如何变化。在空气处理过程中，对空气加热加湿或冷却去湿，空气的状态变化过程一般都可视为定压过程，因而供给空气或从空气移走的热流量只与焓差和质量流量有关。可见，湿空气的焓可视为湿空气具有的能量。3焓值控制原理中央空调系统的应用已经普及，保证空调系统在温度、湿度、新风量和清洁度都满足要求的同时，又能低能耗地运行，是空调 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的一个主要问题。目前国内商业建筑空调系统较为普遍地采用了一次回风的定风量空调系统，该类系统比较简单，运行管理容易掌握和操作，配上排风系统可实现过渡季节用全新风，装设一二级过滤器能满足室内空气的卫生要求。一次回风系统的夏季空气处理过程是：送往室内的空气吸收房间余热、余湿后，一部分排到室外，另一部分回到混合箱和室外新风混合，然后经过表冷器处理，释放热量后，再经风机送入空调房间，形成一个循环。中央空调系统中焓值是衡量空气的冷量和热量的依据，可以作为空气状态变化的指标。从能量的角度，可列出以下热平衡方程Goio=GEiE+GNiN—Q+L=GwiN+GNiN—Q+L=GoiN—Q+L(3)维普资讯http://www.cqvip.comwww.zhulong.comAdministrator新建图章中央空调的焓值控制方法嘭‘铂2007年第26卷第10期G0i0=GNiN+Gwiw=(1一m)G0iN+mG0iw(4)式中，G0、Gw、GN、GE分别为送、新、回、排风量；i0、iw、iN、iE分别为送、新、回、排风焓值；Q为冷负荷；L为空调提供的冷量；m为新风比。由式(3)、式(4)可以导出L=Q+mG0(iw—iN)(5)通过式(5)可以看出，空调提供的冷量为室内冷负荷Q与新风负荷mG0(iw—i)之和，用调节新风比m的办法来消除室内变化的冷负荷Q，而维持为尽可能小的值，如此可最大限度地利用新风的冷量，以尽量减少人工冷热源的使用时间和使用量，这是空调机的一个重要的节能措施。4焓值控制方式中央空调系统的任务是提供一个温度、湿度都适宜的工作和生活环境，来满足用户的要求。同时在现在建立节约型社会的要求下，如何使中央空调系统运行时的能量消耗更少，是必须考虑的问题。其中，空气的调节过程与室外新风的状态和新回风比的关系十分密切。不同的气象条件下，采用不同的新回风比和运行方式，以减少中央空调的能耗，达到节能的目的。通常中央空调系统分为三个季节运行_2j：夏季供冷工况，通常为6～9月；冬季供热工况，一般为11月下旬至次年3月中下旬；其余时间为过渡季。过渡季通常只进行通风换气，不起动冷热源。下面以应用最广泛的一次回风的定风量空调系统为例，说明其分区及焓值控制方式。中央空调系统的分区运行的实质是根据室外空气的状态、室内状态和送风状态，在节能原则的指导下，确定空气处理过程。在确定空气处理过程时，应遵循以下的节能原则：(1)避免为调节室内温度、湿度而出现冷热抵消现象。(2)合理利用新风，在满足卫生条件的前提下，减少新风能耗，同时又要充分利用新风的冷却能力。(3)尽量停开或者推迟使用冷热源。(4)充分利用室内温度的允许波动范围，扩大不用冷、热量的时间。(5)在不同的气候区域，需要采取不同的空气处理措施。(6)人体舒适特性决定了室内状态可以有一定的波动范围，充分利用允许波动值的上、下限值来节省处理过程中的冷热量。、中央空调系统的分区判断条件、工况分析、控制方式和可达到的节能效果如下表所示。表中央空调系统的分区 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 中央空调系统的焓值控制中，新风量的确定依赖于新风和回风焓值的比较，它不存在和单纯的温度控制一样有一个从最小新风量切换到最大新风量的温度。在夏季供冷工况下，只要新风焓值低于回风焓值，系统就将切换到最大新风量下运行。因此，在焓值控制方式下可进行中央空调系统经济运行的机会比温度控制方式更大，这也是焓值控制比一7—维普资讯http://www.cqvip.comwww.zhulong.com易‘司2007年第26卷第10期中央空调的焓值控制方法温度控制更节能的原因。5焓值控制策略根据焓值控制的原理及方式，对于中央空调系统的控制策略主要依据如下条件：(1)依据时间判定夜间或白天模式，在凉爽季节，夜间只送新风，以节约中央空调能耗。(2)依据新风焓值和回风焓值的比较，执行空调或过渡季节模式，判定全新风或小新风模式。(3)由于空调工况采用新风焓和回风焓比较判定，为避免空调季节频繁切换导致模式的频繁转换，判断条件采用死区控制，并限时转换(如至少20rain方能转换一次)。中央空调系统焓值控制策略判断流程如下图所示。图中央空调系统焓值控制策略判断流程图在中央空调系统控制过程中，被控对象随着负荷变化或干扰因素影响，其对象特性参数或结构发生改变。对于焓值控制这样的具有较大的滞后性、非线性、时变性的控制对象，单纯采用PID控制或模糊控制都不会取得较好的控制效果。采用Fuzz厂PID复合控制方式控制中央空调的温度、湿度则不失为是一种比较好的解决办法，它既能发挥模糊控制鲁棒性强、动态响应好、上升时间快、超调小的特点，又具有PID控制器的动态跟踪品质和稳态精度。因此在焓值控制的设计中，采用PID参数模糊自整定复合控制，以实现PID参数的在线自调整功能，进一步完善PID控制的自适应性能，在实际应用中取得了较好的效果。6结束语焓值控制是根据室内空气状态的允许波动范围，充分利用新风的冷却和加热能力，扩大冬夏季不使用冷热量的时间，且控制方法简便实用。中央空调系统采用焓值控制后，不但解决了温度、湿度的调节，满足对环境的舒适性需要，而且通过采用新、回风焓值比较的运行工况判定新风比，可最大限度地减少人工冷热源的使用，达到空调节能的目的。可见焓值控制在中央空调系统中的应用前景非常广阔。参考文献[1]吴继红，李佐周．中央空调工程设计与施工[M]．北京：高等教育出版社，2001．[2]张九根，马小军，朱顺兵．建筑设备自动化系统设计[M]．北京：人民邮电出版社，2002：96—99．EnthalpyControlMethodofCentralAir-ConditioningYangShizhong(QingdaoTechnologicalUniversity)AbstractAlongwiththeincreasingapplicationofthecentralair—conditioningsystem，morepeoplepayattentiontOtheprob—lemsoftheenergyconsumptionandthecontrolofcomfortableenvironment．Adoptingenthalpycontrolcansaveenergymorethanadoptingtemperaturecontrol，andcansatisfytherequestofthecomfortableenvironment．Enthalpydefinition，enthalpycontrolprincipleandmethodareintroduced．Enthalpycontrolincentralair-conditioningsystemisdescribedindetail．Keywordscentralcir—conditioningenthalpycontrolenergy—saving收稿日期：2006—05—30—82一欢诃欢迎撰稿删告维普资讯http://www.cqvip.comwww.zhulong.com Text1: