一种全尺寸中央空调与集中供热综合实验平台及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种全尺寸中央空调与集中供热综合实验平台及其控制方法，包括暖通空调系统、控制系统和多个实验房间；所述暖通空调系统包括空调系统和供热系统；所述的控制系统对暖通空调系统和实验房间的所有控制变量和监测变量进行控制和采集；所述的空调系统包括空气源热泵机组、空调水系统和空调风系统。基于暖通空调学科发展和创新人才培养模式的需要，按照综合性、先进性和开放性的设计思路，开发构建一套暖通空调多功能综合实验台，可完成各类实验。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及综合空调实验平台
，特别涉及。【
技术介绍
】随着经济技术的发展，人们对居住环境舒适度的要求逐步提高，中央空调系统被越来越多的应用。与此同时，在世界能源危机的大背景下，减少建筑能耗，减少中央空调的运行能耗是亟待解决的重大问题。为了保障在建筑中的实际优化效果，需要建立暖通空调实验开发平台对具体的优化策略进行验证。目前成型实验平台仅能演示功能，不具备可二次开发、功能移植功能，而且多数淡化控制和监测装置在暖通空调设备中的作用。【
技术实现思路
】本专利技术所要解决的技术问题是提供，该实验平台能够在实际真实建筑房间内，进行实验性的研究节能优化控制的应用效果。为解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为:—种全尺寸中央空调与集中供热综合实验平台，包括暖通空调系统、控制系统和多个实验房间；所述暖通空调系统包括空调系统和供热系统；所述的控制系统对暖通空调系统和实验房间的所有控制变量和监测变量进行采集和控制；所述的空调系统包括空气源热栗机组、空调水系统和空调风系统；所述的空调水系统包括冷冻水系统以及空调系统末端设备；所述的冷冻水系统包括与空气源热栗机组相连通并形成回路的冷冻水回水干管和冷冻水供水干管；设置在实验房间内的房间风机盘管和设置在气流室内的多个气流室外侧风机盘管均通过冷冻水供水支管和冷冻水回水支管分别与冷冻水供水干管和冷冻水回水干管连通；所述的冷冻水供水干管和冷冻水回水干管之间设有旁通管，旁通管上安装压差传感器和电动旁通阀；空调系统末端设备包括组合式空调机组、房间风机盘管和气流室外侧风机盘管；所述的空调风系统包括全空气系统；所述的全空气系统包括与组合式空调机组相连通并组成回路的送风干管和回风干管，送风干管通过设置有气流室风管风阀的气流室送风支管与气流室相连通；送风干管通过设置有手动调节风阀的送风支管与实验房间的变风量箱相连通；气流室和实验房间均通过管路与回风干管相连通；所述供热系统包括燃气热水锅炉和换热装置；所述换热装置包括大板式换热器和小板式换热器；热水回水干管和热水供水干管与燃气热水锅炉形成回路，大板式换热器、小板式换热器通过一次侧热水回水支管和一次侧热水供水支管与燃气热水锅炉连通；小板式换热器还通过小板式换热器二次侧热水供水支管和小板式换热器二次侧热水回水支管与房间供暖用风机盘管连通；大板式换热器通过大板式换热器二次侧热水供水支管和大板式换热器二次侧热水回水支管分别与组合式空气机组、房间风机盘管和气流室外侧风机盘管相连通；小板式换热器二次侧热水供水支管和大板式换热器二次侧热水供水支管上均设置有变频水栗；所述供热系统所有的供回水管路上均安装有与传感器连接的热量表、温度传感器、露点温度传感器和压力传感器，一次侧回水支管上安装有与传感器连接的电动二通阀。所述的空调风系统还包括独立新风系统，所述的独立新风系统包括新风引入管、新风支管和排风管，控制新风量的新风阀设置在新风引入管上，新风支管开断阀控制的新风支管与送风支管连通；排风机控制的排风管设置在回风干管上。所述的空调水系统供水干管上安装有与传感器连接的温度传感器、压力传感器、流量计、冷冻水循环水栗，供回水干管和之间有旁通管，旁通管上安装压差传感器和电动旁通阀；空调水系统支路供回水侧、依次安装冷热表、压力传感器、温度传感器，风机盘管的供回水侧安装有压力传感器；空调风系统的所有管路上均温湿度传感器、速度传感器、焓值传感器，实验房间内安装0)2传感器，回风干管上排风管连接的两侧管路上均设置有CO 2传感器。所述的组合式空调机组包括空调箱、表冷器、加湿段、送风段、一次混合段、二次混合段，一次混合段、表冷器、二次混合段、加湿段、送风段依次连接在空调箱内，送风段内设置送风机；表冷器与冷冻水回水干管和冷冻水供水干管连通；回风干管分成两支路，两支路均设置有回风风阀，两支路分别与一次混合段、二次混合段相连通；送风段与送风干管相连通；组合式空调机组的一次混合段连有室外新风引入管，室外新风引入管上安装有新风阀；表冷器供回水管路上安装有温度传感器、露点温度传感器和压力传感器，并配备电动调节阀、平衡阀、热量表；加湿段有压差传感器，送风段安装有压差传感器，所述的送风机由变频器控制。所述的送风干管上设置多个静压传感器。所述的控制系统包括上位机，上位机通过工业以太网交换机连接通信模块，通信模块与下位机可编程逻辑控制器及扩展模块通信，将现场设备及传感器的信息上传给上位机，或上位机给现场设备及传感器下达控制命令；所述的上位机包括空调水系统、空调风系统、供热系统和实验房间系统四个人机界面。—种全尺寸中央空调与集中供热综合实验平台的控制方法，包括以下步骤:I)通过送风温度设定值、实测温度、室内温度设定值共同计算出末端变风量箱的设定风量，由设定风量与实测风量的差值比例积分调节末端风阀开度，以控制末端风量；2)按照末端所需风量之和预设送风机转速n。，再根据末端风阀阀位状况微调系统的送风机转速:当阀位开度>95 %的末端风阀阀位时，送风机转速增加值为Δη = 10Η/Ν/Τ ;当阀位开度〈75%的末端风阀阀位时，送风机转速增加值为An= 10L/N/T ;式中，N为开启的变风量末端装置数量出为大开度阀位的变风量末端装置数量；L为小开度阀位的变风量末端装置数量；T为积分时间；3)预设送风机转速η。与微调系统风机转速An共同设定系统风机的转速；具体为:3.1)当送风机频率达到40%且持续15分钟时，系统进入低负荷状态:送风机保持最低转速，各房间温度维持不变，当实测静压值与静压设定值比值小于0.9时，判断送风温度是否为最小值，若不是最小值则降低送风温度设定值ο.rc ;当实测静压值与静压设定值比值大于1.1时，判断送风温度是否为最大值，若不是最大值则提高送风温度设定值ο.rc ;实际送风温度与送风温度设定值之差调节于AHU冷水盘管流量，继而调节实际送风温度；3.2)当送风机频率达到100%且持续15分钟时，系统进入高负荷状态:风机保持最高转速，并固定送风温度，当实测静压值与静压设定值比值小于0.9时，判断房间温度是否为允许温度范围的最大值，若不是最大值则提高房间温度设定值；当实测静压值与静压设定值比值大于1.1时，判断房间温度是否为允许温度范围的最小值，若不是最小值则降低房间温度设定值；4)送风实际温度和房间温度设定值再次返回步骤I)作用到风量的设定。进一步，还包括供回水压差的控制步骤:主干管的供回水压差控制可通过改变水栗转速或旁通阀调节，供回水压差设定值与实测压差值进行比较，获得偏差送给PID控制器，PID控制器通过计算获得执行器的动作量，指挥执行器动作，以实现对被控对象供回水管路的调节，最终完成供回水压差的控制。进一步，还包括气流室温度串级控制步骤:气流室温度设定值与实测温度值进行比较，获得偏差送给PID控制器，PID控制器通过计算获得送风温度设定值，送风温度设定值与实测送风温度值进行比较，获得偏差送给控制器，控制器通过计算获得空调机组水阀开度，并指挥水阀动作，以实现对被控对象气流室内的温度调节。 一种全尺寸中央空调与集中供热综合实验平台的控制方法，包括定静压的实验步骤或变静压的实验步骤；定静压的实验步骤:保持送风干管上某一点静压恒定，实际的静压值由静压传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全尺寸中央空调与集中供热综合实验平台，其特征在于：包括暖通空调系统、控制系统和多个实验房间(25)；所述暖通空调系统包括空调系统和供热系统；所述的控制系统对暖通空调系统和实验房间(25)的所有控制变量和监测变量进行采集和控制；所述的空调系统包括空气源热泵机组(1)、空调水系统和空调风系统；所述的空调水系统包括冷冻水系统以及空调系统末端设备；所述的冷冻水系统包括与空气源热泵机组(1)相连通并形成回路的冷冻水回水干管(27)和冷冻水供水干管(28)；设置在实验房间(25)内的房间风机盘管(19)和设置在气流室(32)内的多个气流室外侧风机盘管(31)均通过冷冻水供水支管(29)和冷冻水回水支管分别与冷冻水供水干管(28)和冷冻水回水干管(27)连通；所述的冷冻水供水干管(28)和冷冻水回水干管(27)之间设有旁通管(2)，旁通管(2)上安装压差传感器(3)和电动旁通阀(5)；空调系统末端设备包括组合式空调机组(6)、房间风机盘管(19)和气流室外侧风机盘管(31)；所述的空调风系统包括全空气系统；所述的全空气系统包括与组合式空调机组(6)相连通并组成回路的送风干管(13)和回风干管(22)，送风干管(13)通过设置有气流室风管风阀(36)的气流室送风支管与气流室(32)相连通；送风干管(13)通过设置有手动调节风阀(14)的送风支管(15)与实验房间(25)的变风量箱(16)相连通；气流室(32)和实验房间(25)均通过管路与回风干管(22)相连通；所述供热系统包括燃气热水锅炉(37)和换热装置；所述换热装置包括大板式换热器(40)和小板式换热器(41)；热水回水干管(38)和热水供水干管(39)与燃气热水锅炉(37)形成回路，大板式换热器(40)、小板式换热器(41)通过一次侧热水回水支管(48)和一次侧热水供水支管(47)与燃气热水锅炉(37)连通；小板式换热器(41)还通过小板式换热器二次侧热水供水支管(42)和小板式换热器二次侧热水回水支管(45)与房间供暖用风机盘管(44)连通；大板式换热器(40)通过大板式换热器二次侧热水供水支管(43)和大板式换热器二次侧热水回水支管(46)分别与组合式空气机组(6)、房间风机盘管(19)和气流室外侧风机盘管(31)相连通；小板式换热器二次侧热水供水支管(42)和大板式换热器二次侧热水供水支管(43)上均设置有变频水泵(50)；所述供热系统所有的供回水管路上均安装有与传感器(104)连接的热量表、温度传感器、露点温度传感器和压力传感器，一次侧回水支管(48)上安装有与传感器(104)连接的电动二通阀。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆龙，葛俊伶，丁帅，赵凡，曹立新，谷雅秀，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61