研讨丨卓展标准高效制冷机房技术之空调箱自动控制水阀振荡原因分析

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作者:许永安先生 卓展工程顾问有限公司网址:https://mp.weixin.qq.com/s/YHvXHAoQYpqCaLew_s6Bjw

在定风量末端系统的空调箱(AHU)的控制中,常常使用的方法是“回风温度控制水阀开度”,其过程大体为:根据实测回风温度与预设定值之差,经过一定的算法(如PID算法),确定水阀开度,维持回风温度在靠近设定值,控制的时间步长通常为3~10秒。


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回风温度控制水阀开度调节过程 Fig 01


然而,房间温度的惯性是远大于上述控制环节的,简单来说是空调系统的延时反应,房间温度很难在10分钟内发生显著改变。如果控制器每10分钟捕捉一次房间温度,据此调节水阀开度是比较合理的, 但因10分钟采集一次温度的时间太长就失去空调温控的原意, 而永远达不到预设的空气温度。但是,像目前这样每10秒捕捉一次房间温度,控制器得到的常常是回风温差传感器的误差,据此调节水阀,再加上PID调节的积分作用,末端的空气温度会在预设值上下徘徊而慢慢迫近预设温度(over shoot & hunting)。


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Fig 02


这极有可能导致水流控制阀大幅震荡。水阀大幅震荡,不仅对水阀寿命有不利影响,而且会降低空调箱的时均供回水温差,从而影响整个空调冷冻水系统变流量调节。

对应存在这样问题的系统,可采用“串级控制法”改善空调箱的自动控制调节。下面以风机不变频的空调箱串级控制调节过程为例,具体控制调节流程图如下所示:

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风机不变频的空调箱串级控制调节过程 Fig 03


空调箱调节过程分为两个调节回路:


1、外部调节回路为室温调节过程,即计算回风温度与其设定值之差,通过适当的控制算法(例如PID算法),确定送风温度设定值。这个调节过程的时间步长较长(例如300秒);


2、内部调节回路为空调箱空气处理过程,即通过调整空调箱内部各执行器的状态,使送风温度达到其设定值。这一调节过程要比室温调节过程快很多(例如时间步长在10秒左右)。因此,在室温调节的过程中,空调箱对送风温度的调节时间可以忽略;而在空调箱内部调节的过程中,回风温度、送风温度设定值等可以看做定值。这样空调房间温度调节与空调箱内部调节这两个惯性相差很远的环节就被独立开来,不会出现“回风温度控制水阀开度”中控制调节步长与控制对象惯性不匹配,造成水阀振荡的现象。


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文章分类: 高效机房
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