变风量空调控制系统的设计与应用
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摘要
本文针对西安供电局生产调度大楼变风量空调系统的控制系统进行了设计与实施。该工程是我国西北地区第一个变风量空调控制系统工程。
针对供电局生产调度大楼变风量空调系统的特点,通过对用于楼宇控制的集散控制系统的对比,选择了西门子公司的Apogee系统作为平台,并在此平台上设计了变风量空调集散控制的软硬件系统和人机界面。
变风量空调控制系统的核心是选择节能的、易于工程使用的控制算法。本文通过对比,对变风量末端选用了压力无关型控制算法,对变风量空调机组选用了定静压控制算法。特别是针对定静压算法风机噪声大、节能效果差的缺点,本文通过优化控制参数,在节能方面,获得了满意的效果。同时,文中还在暖通领域首次提出了舒适性控制的思想,进一步提高了节能效果。
本文所设计的控制系统通过了西安供电局和陕西省弱电学会的联合验收,评价为:该变风量控制系统安全、可靠、控制方案先进合理;通过优化控制参数,将定静压控制算法的节能效果提高了7%,节能效果突出;全部指标达到且部分超过了设计要求,整体性能达到了国内先进水平。该项目获得了中国勘察设计协会组织评定的全国百项建筑智能化经典项目称号。
The paper designs and implements the control system of the VAV air conditioning system in the Production Despatch Buiding for The Power Supply Bureau in Xi'an. This project is the first VAV air conditioning control system engineering in the northwest region of China.
To contrast with the distributed control system which used for Buiding Control, consider the characteristics of the VAV air conditioning system in the Production Despatch Buiding, the Apogee system of Siemens was adopted as platform. And basing on this platform, The hardware and software of Distributed Control System for VAV air conditioning system were designed.
The core of the VAV air conditioning control system is to choose the energy-saving and engineering-oriented control algorithm. By comparing VAV terminal with VAV AHU,the pressure independent control algorithm was selected for the variable air volume terminal, and the constant static pressure control algorithm for the VAV air conditioning control AHU. Especially considering the disadvantages of the constant static pressure algorithm, namely,big-noise and bad energy-saving, the author achieved satisfied energy-saving result by optimizing control parameter. At the same time, the thought of the comfortable control was advanced firstly by author, which further raises the effect of energy-saving.
Combined inspection and acceptance of this control system was passed by Power Supply Bureau of Xi'an and electronic association of Shaan'xi province. They evaluated that the VAV air conditioning control system is a safe, reliable, and that the control precept is advanced, rational, moreover, the effect of energy-saving is outstanding. The constant static pressure control algorithm raise 7% in energy-saving by optimizing control parameter. Further more, all index attained and part of the index exceeded the design request.The whole function came to the domestic advanced level. In addition, the project acquired one hundred classical intelligent building title, orgnized by the China Exploxiton & Design Association throughout the country.
针对供电局生产调度大楼变风量空调系统的特点,通过对用于楼宇控制的集散控制系统的对比,选择了西门子公司的Apogee系统作为平台,并在此平台上设计了变风量空调集散控制的软硬件系统和人机界面。
变风量空调控制系统的核心是选择节能的、易于工程使用的控制算法。本文通过对比,对变风量末端选用了压力无关型控制算法,对变风量空调机组选用了定静压控制算法。特别是针对定静压算法风机噪声大、节能效果差的缺点,本文通过优化控制参数,在节能方面,获得了满意的效果。同时,文中还在暖通领域首次提出了舒适性控制的思想,进一步提高了节能效果。
本文所设计的控制系统通过了西安供电局和陕西省弱电学会的联合验收,评价为:该变风量控制系统安全、可靠、控制方案先进合理;通过优化控制参数,将定静压控制算法的节能效果提高了7%,节能效果突出;全部指标达到且部分超过了设计要求,整体性能达到了国内先进水平。该项目获得了中国勘察设计协会组织评定的全国百项建筑智能化经典项目称号。
The paper designs and implements the control system of the VAV air conditioning system in the Production Despatch Buiding for The Power Supply Bureau in Xi'an. This project is the first VAV air conditioning control system engineering in the northwest region of China.
To contrast with the distributed control system which used for Buiding Control, consider the characteristics of the VAV air conditioning system in the Production Despatch Buiding, the Apogee system of Siemens was adopted as platform. And basing on this platform, The hardware and software of Distributed Control System for VAV air conditioning system were designed.
The core of the VAV air conditioning control system is to choose the energy-saving and engineering-oriented control algorithm. By comparing VAV terminal with VAV AHU,the pressure independent control algorithm was selected for the variable air volume terminal, and the constant static pressure control algorithm for the VAV air conditioning control AHU. Especially considering the disadvantages of the constant static pressure algorithm, namely,big-noise and bad energy-saving, the author achieved satisfied energy-saving result by optimizing control parameter. At the same time, the thought of the comfortable control was advanced firstly by author, which further raises the effect of energy-saving.
Combined inspection and acceptance of this control system was passed by Power Supply Bureau of Xi'an and electronic association of Shaan'xi province. They evaluated that the VAV air conditioning control system is a safe, reliable, and that the control precept is advanced, rational, moreover, the effect of energy-saving is outstanding. The constant static pressure control algorithm raise 7% in energy-saving by optimizing control parameter. Further more, all index attained and part of the index exceeded the design request.The whole function came to the domestic advanced level. In addition, the project acquired one hundred classical intelligent building title, orgnized by the China Exploxiton & Design Association throughout the country.
引文
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[2]戴斌文、江亿等.变风量空调系统风机总风量控制方法.暖通空调,1999年3期
[3]马素贞、刘传聚等.变风量空调系统发展现状法.暖通空调,2007年1期
[4]西门子楼宇科技.APOGEE顶峰系统技术手册.2006年版
[5]西门子楼宇科技.APOGEE顶峰系统设计手册.2006年版
[6]北京江森自控有限公司.空调自控设计手册.2005年版
[7]天津霍尼韦尔有限公司.EXECEL5000系统设计手册.2006年版
[8]华为3COM有限公司.网络产品手册.2006年版
[9]国家标准.GB50019-2004采暖通风与空气调节设计规范.北京:中国计划出版社.2005.3
[10]路耀庆主编.《供热空调设计手册》北京:建筑工业出版社.1996.7
[11]李克欣、叶大法.变风量空调系统的VPT控制法及其应用.暖通空调,1999年第2期
[12]戴斌文.变风量空调系统控制方法研究.硕士学位论文.北京:清华大学,1999年
[13]Wei Guang hua,Liu Mingsheng,Claridge D E.Integrated damper and pressure reset for VAV supply air fan control[G]//A SHRAET rans,20 04,110(2):309-313
[14]Federspiel C C,Haves P,Cohen T.Detecting critical supply duct p ressure[G]/ASHRAET rans,2005,111(1):957-963
[15]李琳琳,变风量(VAV)空调系统的DDC控制[D].西安:西安 建筑科技大学,2003
[16]Mei L,Le vermoreG J.Si mulationa ndv alidation of a VA V system with an ANN fanm odela nda n onlinear V AV box m o del[J].Building and Environmen t,2002,37(3):277-284
[17]陈向阳.变风量空调系统的自动控制.暖通空调,1997年第2期
[18]陈华、邸倩倩等.变风量空调系统全工况性能模拟.暖通空调,2005年第7期
[19]陈武、邓世明等.VAV空调系统的动态建模及其送风机研究.暖通空调,2005年第8期
[20]袁锋、胡益雄等.变风量系统能耗及节能特性研究.暖通空调,2005年第3期
[21]Mei L,Levermore G J.Simulation and validation of a VAV system with an ANN fan mdel and a nonlinear VAV box m odel[J].Build ing and Environmen t,2002,37(3):277-284
[22]美国皇家空调设备工程有限公司.变风量空调系统控制分析及其应用.
[23]刘振炎.变风量冰蓄冷空调系统.暖通空调,1998年第1期
[24]霍小平.变风量系统的概念分类及应用实例.暖通空调,1998年第5期
[25]孙宁、李吉生等.变风量空调系统设计浅谈.暖通空调,1997年第5期
[26]孙宁、李吉生等.新风量、新风和新回风系统控制.暖通空调,1997年第1期
[27]国家标准.GB/T50314-2000智能建筑设计标准.北京:中国标准出版社.2000
[28]陶永华等著.新型PID控制及其应用.北京机械工业出版社.1998.9
[29]杨世忠、邢丽娟.BAS设计中的误区.《微计算机信息》.2006年01期
[30]刘静纨.建筑机电设备的高精度节能控制及照明系统节能.《北京建筑工程学院学报》.2006年04期
[31]孙曾圻等.智能控制理论与技术.清华大学出版社.1997.4
[32]俞炳丰.中央空调新技术及其应用.化学工业出版社,2005
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