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暖通空调水系统末端智能调节的量化控制方案

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发表于 2018-9-22 21:35:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
末端调节控制的探讨,希望听到不同声音。

暖通空调水系统末端智能调节的量化控制方案.pdf

1.76 MB, 下载次数: 48

 楼主| 发表于 2018-10-10 05:46:35 | 显示全部楼层
末端的智能调节一定是行业的发展趋势,随着自控和通讯的先进技术,末端的开关量会慢慢被调节替代。
 楼主| 发表于 2018-10-12 16:54:41 | 显示全部楼层
重复控制给我们的暖通空调水系统带来的危害是灾难性的,系统思考问题,避免重复控制。
 楼主| 发表于 2018-10-20 15:14:41 | 显示全部楼层
解决目前暖通空调系统的控制问题,首先需要屡清思路,系统的考虑系统整体运行的控制方案,然后是末端量化控制,才能真正意义的解决好目前的暖通空调水系统的运行问题。
 楼主| 发表于 2018-10-29 13:20:01 | 显示全部楼层
量化控制对于当前系统来讲是一种奢侈,但我们的方向一定是拿数据说话,而不是口头上节能。
 楼主| 发表于 2018-11-4 09:32:59 | 显示全部楼层
充分利用先进的自控技术,联网通讯技术给我们对系统的控制带来了意想不到的好处,随着各方面技术的发展,暖通空调水系统的新的控制模式一定会出现。
 楼主| 发表于 2018-11-11 14:21:53 | 显示全部楼层
采暖、空调的末端控制是暖通空调水系统中的重要一环,传统的作法:采暖末端没用任何管控设备,空调的末端采用电动开关阀来控制,已经不能满足当前形势下的负荷按需调控的要求。国内很多朋友都在试图用解决定流量系统的控制模式,或稍加改动来控制今天的变流量系统。反复的实践证明是行不通的,系统的升级必须有新的手段和办法,来解决这些矛盾。在国外两级泵系统1954年开始使用,1967年变频泵技术成功地应用在空调系统上面,到目前,两级泵系统加变频技术已得到广泛应用,美国ASHRAE/IES标准(建筑物能效标准)( Standard 90.1-1989,Section 9.5.5 )指出,除了底层住宅外,其它新建建筑都要考虑节能设计,即“所有带有可调性或通断两种状态的阀门系统,并且功率大于7.45KW,。必须有能力调整到50%设计流量左右运行”。本文中对末端控制的几种形式进行了简单的分析,并提出了末端需要精细化控制,也就是控制端的能耗一定要量化,着重解决末端和输配、主机的相互配合,才能真正做到对系统控制的进一步量化和管理。                     
 楼主| 发表于 2018-11-11 14:24:41 | 显示全部楼层
在采暖和空调系统中,控制环路为了对我们希望控制的物理量(温度、湿度等)所在的系统产生作用,通常会去影响温度或流量。
控制效率取决于下图中构成环路的六个相互作用要素的组合。
(1)传感器检测受控对象,例如室温或供水温度。
(2)控制器将测量值和设定值进行比较。根据这两个值之间的差异,控制器按其特性(开/关,PID-比例积分微分等)作出反应,并控制阀门上的电机。
(3)执行器根据来自控制器的指令驱动阀门。
(4)二通或三通阀控制着输送到系统的能量以补偿扰动。
(5)盘管把该能量输送到受控系统。
(6)例如,受控系统是传感器所在的一个房间。
图片1.png
 楼主| 发表于 2018-11-16 08:55:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 pinghengfa 于 2018-11-16 09:02 编辑

    供热的目的
     热网平衡是实现供热目的的基础工作      
     热网平衡的主要任务是按需分配流量
     流量按需分配是控制出来的
     流量按需分配的好处
     实现流量按需分配的控制设备
     实现流量按需分配的控制方案
     热网平衡应注意的问题
供热的目的
     供热的目的是为了获得舒适的室内温度,同时满足节能\降耗\减排的要求。
热网平衡是实现供热目的的基础工作
      热网平衡是完成供热目的最基础的工作,但这一工作又是非常乏味的;
      在能量不太昂贵的情况下,这项工作没人愿意去做。
      然而世界多次的能源危机清楚地表明,不管目前能源的价格如何,我们必须减少对能源的消耗和依赖。现在大家已经越来越清楚地认识到热网平衡的重要性
      热网平衡是一种控制方法,它将控制回路集成到热网水力系统中,以最少能耗费用取得真正的舒适性。
      热网平衡包含:热源、传输管道、用户必须同时获得并保持所需流量。
热网平衡的主要任务是按需分配流量
      供热的基本原理示意图
      围护结构的基本耗热量公式
       散热器的散热量公式
       热水循环传热公式
供热的基本原理示意图
围护结构的基本耗热量公式:
Q3=Kw.Fw(tn-tw)
     式中:  Q3——围护结构的基本耗热量,W;
                  Kw——围护结构的传热系数,W/(m2.℃);
                  Fw——围护结构的传热面积,m2;
                    tn——采暖室内计算温度,℃;
                    tw——采暖室外计算温度,℃;
散热器的散热量公式
Q2=Ks.Fs(tpj-tn) tpj=(tg+th)/2
     式中:  Q2——散热器的散热量,W;
                  Ks——散热器的传热系数,W/(m2.℃);
                  Fs——散热器的散热面积,m2
                  tpj——散热器内热水平均温度,℃
热水循环传热公式
Q1=4187G(tg-th)/3.6
     式中:  Q1——热水传递的热量,W;
                    G——循环流量,t/h;
                    tg——供水温度,℃;
                    th——回水温度,℃
传热规律(一)
      房间的传热遵从Q1=Q2=Q3这个等式,也就是围护结构的基本耗热量、散热器的散热量和热水循环传递热量是相等的,
       这三个公式告诉我们,在围护结构、散热器确定的前提下,要保持人们需要的室内温度,热水的循环流量和供水温度要与室外温度相适应。
       为了适应室外温度的变化,循环流量和供水温度可以同时调节(质、量并调);
       也可以流量固定,调节供水温度(质调节);
       还可以供水温度固定,调节流量(量调节)。
       供热单位大多采用选择一个合适的流量加以固定,调节供水温度适应室外温度的变化(质调节),因为这一方式比较容易实现。
传热规律(二)
       如果只给一间房子供热,确定一个合适的流量就很简单,
       然而,我们的供热对象是千家万户,每个房间很难同时满足所需的流量,也就出现了冷热不均问题,
       可见供热的难点是在流量分配上。
流量按需分配是控制出来的
       热网先天存在近端流量大远端流量小的问题
       流量分配的其他影响因素
      只依靠温控阀也不能解决热网平衡
热网先天存在近端流量大远端流量小的问题
沿程阻力公式
每米管长的沿程阻力(比摩阻)                                                     
   G ----管段的水流量t/h
   d  ----管的内径m
  ρ ----水的密度Kg/m3
   K ----管壁的当量绝对粗糙度 m,K=0.5×10-3m
局部阻力公式
局部阻力损失
      Σζ----管道的总局部阻力系数
       ρ  ----水的密度Kg/m3
            v   ----水的流速m/s   
伯努里方程
式中: P1、P2----断面1、2的压力,Pa;
          Z1、Z2----断面1、2的管中心线离某一基准面的高度,m;
          v1、 v2----断面1、2的流体平均流速,m/s;
          ρ----流体的密度,Kg/m3;
          g----自由落体的重力加速度,9 .81m/s2;  
           ΔH1-2----流体流经管段1-2的压头损失,mH2O。  
流量输配的基本规律
       流量输配时受沿程阻力和局部阻力的影响,在供水管与回水管之间产生近端压差大、远端压差小的的偏差,从而造成近端流量大、远端流量小的问题,无论我们设计的多摸仔细和完善,都不能彻底解决这一平衡问题,真正的平衡只能靠设备控制来实现。
流量分配的其他影响因素
       管道锈蚀会大大增加管道的粗糙度,压力降将增加40%~70%;
       管道直径误差每1%引起的压力降计算误差为5%;
       水温在20~80℃ 时,管道压力降减少12-18%。
       因此,系统水力平衡计算很明显是一项既具近似性但又必须做的工作,真正的平衡只能通过设备控制来获得。
只依靠温控阀也不能解决热网平衡
       温控阀不能弥补系统设计中的基本错误,也不能确保各组散热器之间流量的合理分配。当系统启动时,例如每天早晨,温控阀取用着最大可能的流量,经常会损害系统的其他部分。
       为避免这些影响,应将每个散热器的流量通过另一控制设备限制到设计值。
       温控阀需要其他设备提供合适的压差才能正常工作
       温控阀必须有人去调,才能既感觉舒适又节能。
流量分配结论
       每个房间散热器所需要的热水流量是控制出来的;
       每组散热器都要装有流量控制设备;
       工作人员要入室反复细调。
热网平衡的好处
       解决冷热不均、提高收费率、减少维护量
       节热能15~20%、节电20~70%、节水、多带面积、减少设备
 楼主| 发表于 2018-11-29 09:47:43 | 显示全部楼层
现在主推末端控制的厂家搏力谋、丹佛斯,还有几个国内的厂商。
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