毕业设计(论文) 空调自控系统研究与设计摘要随着人们生活水平的日益提高，人们生活、生产及办公的环境要求也日益曾长了，而中央空调自动控制就给人们创造这样一个环境，它在各个领域各个行业占据了重要的位置，空调自动化程度决定着智能楼宇建筑的科技水平高低。
所以空调自动控制系统的研究有很高的实用价值，而本论文的作用就是介绍空调的工作原理以及设计自控系统时的一些方案。
本论文详细的介绍了空调的原理，并结合一些原理图更加直观的了解空调的工作原理。
本论文介绍了空调的自动控制方案以及在设计时应当注意的问题。
本论文还通过一些烟厂实际工程的空调自控系统来详细的介绍空调自控方案设计。
关键词:空调原理监控系统空调自控系统水系统目录第1章绪论 (5)1.1空调系统的研究意义 (5)1.2空调系统的发展状况 (5)第2章空调的原理及组成部分 (6)2.1空调基础知识 (6)2.2空调系统的组成部分 (6)2.3空调系统的分类 (8)2.3.1按空气处理设备的设置情况分类 (8)2.3.2按负担室内热湿负荷所用的工作介质分类 (9)2.3.3按集中式空调系统处理的空气来源分类 (9)第3章空气调节的制冷机组 (9)3.1制冷机组分类 (10)3.1.1电驱动的压缩式制冷机 (10)3.1.2热驱动吸收式制冷机组 (11)3.1.3各种类制冷机特性及其单机容量比较： (11)3.2 制冷机组的原理及其构造 (12)3.2.1液体气化制冷法方式一：压缩——膨胀方式制冷原理（氟利昂制冷） (12)3.2.2液体气化制冷法方式二：蒸发——吸收方式制冷原理（溴化锂制冷） (14)3.3 吸收式制冷机的组成及循环过程 (14)3.4 发生过程 (15)3.5 冷凝过程 (15)3.6 节流过程 (15)3.7 蒸发过程 (15)3.8 吸收过程 (15)3.9 热交换器 (15)第4章空调的自控系统的设计 (15)4.1 空调自控系统各个单元的设计原理 (16)4.2空调自控系统的监控 (17)4.3 下位机、上位机与网络控制器 (18)4.4某烟厂设计方案 (19)4.5被控设备及被监测控制点 (19)4.5.1 空调机组1台 (19)4.5.2模拟量输入（AI） (19)4.5.3 开关量输入（DI） (19)4.5.4 模拟量输出（AO） (19)4.5.5 开关量输出（DO） (20)4.6控制器/电动阀及执行器选择 (20)4.6.1空调DDC控制器： (20)4.6.2 彩色液晶触摸屏： (20)4.6.3 电动阀及执行器选型（根据甲方空调机组招标书提供参数）： (20)4.7空调机控制方案 (21)4.7.1 温、湿度检测 (21)4.7.2 电动阀阀位检测 (21)4.7.3 风机电流检测及耗能统计 (21)4.7.4 执行机构 (22)4.7.5 压差检测 (22)4.8 控制方法 (22)4.8.1 温、湿度控制 (22)4.8.2温、湿度控制的理论策略（卷烟厂多工况恒温恒湿控制软件） (22)4.8.3 新风门控制 (23)4.8.4 防凝水控制 (23)4.8.5手动操作 (23)4.8.6 空调机的起、停 (23)4.8.7 风门运行规律 (24)4.8.8滤筒反吹控制 (24)4.9空调系统安全防火智能监控 (24)4.9.1手动试验功能: (24)4.9.2防火温度整定功能： (24)4.9.3报警的检测与处理 (24)4.9.4 变频（变风量技术）控制 (25)4.10 通讯 (27)结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1空调系统的研究意义随着人们生活水平的日益提高，楼宇、厂房的空调自控系统也迅猛的发展起来。
并成为21世纪的主流。
所谓空调自控就相当于给空调加上“灵魂”和一个大脑，以提高生活和生产环境，给人们一个舒适、安全、便捷的生活和工作环境。
而空调自控系统在各行各业、各种办公楼得到了广泛的运用。
一方面，在空调自控系统中，通过对空气的纯净度、湿度、温度、流速等的处理以满足人们生产、生活的需求。
另一方面，据统计在楼宇建筑中空调的能耗占60%左右，为使空调系统运行效果达到最佳，并且更加节能环保。
因此空调系统研究有很大的经济效应。
1.2空调系统的发展状况伴随着计算机控制技术的发展。
世界上HVAC系统的控制从五十年代就采用气动仪表控制。
六十年代改进为电动单元组合仪表。
七十年代采用专用微型计算机进行集中式控制。
直到1984年，美国哈佛福特市第一栋采用微型计算机集散式控制的大厦出现，标志着智能建筑的开始。
集散式控制（即集中管理、分散控制）目前以趋于成熟。
作为控制系统中的单元控制器，国内外主要采用PID控制, 因其控制简单，成本低、技术较成熟、易于实现、参数方便调整。
在空气调节中应用较为广泛。
1982年shavil和Brandl等对由控制阀门和控制器实现空气湿度、温度控制做了研究。
1984年shavil和Brandl对PID控制的废气温度控制系统单位阶跃响应做了仿真研究。
1995年kalman等人将PID控制用于压缩机和蒸发器的电极速度调节。
以实现制冷去湿，并建立了系统的数学模型和PID控制算法。
同时给出了两种系统的控制方法。
实际上现在大多数空调都是采用PID控制方法。
虽然PID控制在空气调节中应用广泛，但是PID算法只有在系统模型不随时间改变的情况下才能取得理想效果。
当一个已经被调好参数的PID 控制器用于不同参数模型时，系统的性能就会变差。
再加上空调系统高度非线形以及温湿度强耦合关系，研究者有转移到其他控制方法。
第2章空调的原理及组成部分2.1空调基础知识空气调节简称空调，是一门使某一房间或空间内的空气温度、相对湿度、洁净度和流动速度保持在一定范围内的技术。
温度：温度是表明物体冷热程度的物理量，它的高低反映物体内部分子无规则运动的剧烈程度，是物体状态的基本参数之一。
干球温度：温度计的感温球与空气直接接触，测出的空气温度称为空气的干球温度，也就是空气的真正温度（日常说述的温度）。
湿球温度：用带有水分的湿纱布包在温度计的赶温球上，这样的温度计称为湿球温度计，有它测出的温度称为湿球温度。
也是在定压绝热的情况下，空气与水直接接触，达到热湿平衡时的绝热饱和温度。
露点：对于含有一定量水汽的空气，在气压不变的情况下降低温度，使饱和水汽压降至与当时实际的水汽压相等时的温度，称为露点。
露点温度：在恒定压力的条件下，空气的含湿量不变时，降低空气温度，在水蒸气达到饱和时温度叫露点温度。
（此时空气相对湿度为φ=100%RH）湿度：湿度是表示湿空气中含有水蒸汽量多少的物理量；含湿量：每公斤干空气所含有水蒸汽量称为含湿量，符号为d，单位为 kg／kg(干)；相对湿度：湿空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力之比，称为相对湿度。
（用φ表示当φ＝0时，为干空气；φ＝100％时，为饱和空气。
从j 值大小可直接看出空气的干湿程度。
)绝对湿度：单位体积湿空气中所含水蒸汽的质量称为空气的绝对湿度。
（符号为Z，单位为 kg／m3）焓是湿空气的一个重要参数。
是一个内能与压力位能之和的复合状态参数。
在空调过程中，湿空气的状态经常发生变化，焓可以很方便确定该状态变化过程中的热交换量。
湿空气的变化过程是定压过程，焓差等于热交换量，即： t Δh=Δ Q=cmΔt式中：Δh：焓差 kJ／kg(干) ，ΔQ：热交换量 kJ／kgm：湿空气的质量 kg ， c：湿空气的定压比热 kJ／（kg℃)显热：物质在吸热或放热过程中，温度上升或下降，但是物质的形态不发生变化，这种热称为显热。
潜热：当单位质量的物体在吸收或放出热量的过程中，其形态发生变化，但温度不发生变化，这种热量无法用温度计测量出来，人体也无法感觉到，但可通过实验计算出来，这种热量就称为潜热。
2.2空调系统的组成部分要对空调做研究，就必须全面的去了解空调的组成和原理，只有了解这些，才能决定采用哪种控制方式。
本节以中央空调的组成为例做详细的介绍。
中央空调是智能楼宇中创造舒适、高效的工作和生活环境必不可少的。
中央空调的能耗占智能楼宇建筑的50%以上，监控点数占50%以上。
所以中央空调在智能楼宇建筑中占据重要位置。
：下面以某烟厂贮叶房空调原理图（图2-1）为例介绍空调原理。
图2-17由图2-1可以看出空调大致分为以下几个部分：空调组成部分（1）进风部分：空调系统中必须由外部采集一些新鲜空气（即新风），以满足室内空气质量，空调的进风口和风管组成了空调系统的进风部分。
（2）过滤部分：引进的新风必须通过过滤，过滤是为了把空气中的微小灰尘去除，过滤一般分为初效过滤、中效过滤和高效过滤。
（3）空气的热、湿处理部分：对空气进行升温、加湿和降温、去湿，将有关过程组合在一起就称为空气的热、湿处理。
处理的方式一般分为:直接接触式：与空气进行热、湿处理的介质和被处理的空气直接接触，通常是将其喷洒到被处理的空气中，如喷水室蒸汽加湿器等。
表面式：与空气进行热、湿处理的介质不与空气直接接触，而是和通过处理设备的表面接触。
如表冷器。
(4) 空调的冷、热源部分：空调系统的冷源通常为冷冻水。
空调冷冻水由制冷机（也称冷水机组）提供。
空调系统中应用最为广泛的制冷机有压缩式（活塞式、离心式、螺杆式、涡旋式等）和吸收式两种。
空调系统的热源通常为蒸汽或热水，可由城市热网或自备锅炉提供。
而直接型溴化锂机组和风冷热泵机组可通过模式转换，直接转换成热源装置为空调末端设备提供热源。
(5)控制部分：控制、调节装置的作用是调节空调系统的冷量、热量和风量等，使空调系统的工作随时适应空调工况的变化，从而将室内空气状态控制在要求的范围内。
2.3空调系统的分类空调系统按不同的分类方法可以分为以下几种类型。
2.3.1按空气处理设备的设置情况分类1 集中式空调系统集中式空调系统是指空气处理设备（过滤、冷却、加热、加湿设备和风机等）集中设置在空调机房内，空气处理后，由风管送入各房间的系统。
集中式空调系统的特点是处理空气量大，需要集中的冷源和热源，运行可靠，便于管理和维修，但机房占地面积较大。
常用的单风管空调系统、双风管空调系统以及变风量空调系统均属此类。
2 半集中式空调系统半集中式空调系统又称为混合式空调系统，它建立在集中式空调系统的基础上。
特点是集中处理部分或全部风量，然后送往各房间（或各区），在各房间（或各区）再进行处理，从而使各房间（或各区）可根据各自不同的具体情况，获得较为理想的空气处理效果。
此种系统适用于空调房间（或区）较多，且各房间（或各区）空气参数要求不一致的建筑物中。
它是介于集中式空调系统和分散式空调系统之间的空调系统。
常用的风机盘管加新风系统、分区机组系统均属此类。
3 分散式空调系统分散式空调系统又称局部空调系统。