淺析:兩聯(lián)供雙調(diào)溫控制系統(tǒng)技術(shù)
發(fā)表于: 來(lái)自:暖通家
摘要:一種可以通過(guò)雙末端控制變水溫,使得兩種末端得到不同的水溫控制方法,地面末端以輻射冷暖進(jìn)行水溫控制、露點(diǎn)控制、風(fēng)盤(pán)/除濕新風(fēng)系統(tǒng)以濕度與溫度進(jìn)行水溫控制,根據(jù)溫度/濕度達(dá)到條件計(jì)算水溫、達(dá)到更加舒適的制冷及送風(fēng)模式、減少不良吹風(fēng)感,提升整體舒適度。

圖1:兩聯(lián)供冷暖一次系統(tǒng)圖,無(wú)調(diào)溫

圖2:兩聯(lián)供雙調(diào)溫/風(fēng)盤(pán)末端與地暖末端變水溫舒適冷暖系統(tǒng)圖
圖3:雙調(diào)溫舒適冷暖多級(jí)二次系統(tǒng)圖
圖4:雙調(diào)溫冷暖系統(tǒng),夏天與冬天變水溫運(yùn)行原理

圖5:溫濕度采集反饋系統(tǒng),夏天與冬天調(diào)溫實(shí)施控制方法
關(guān)鍵詞:雙變水溫;輻射空調(diào)系統(tǒng);兩聯(lián)供舒適系統(tǒng);節(jié)能舒適系統(tǒng);溫濕平衡空氣處理系統(tǒng);
引言
近年來(lái)戶(hù)式兩聯(lián)供水機(jī)冷暖空調(diào)市場(chǎng)得到快速的發(fā)展,兩聯(lián)供系統(tǒng)技術(shù)不斷的突破,末端輔材也得到了很好的改善,對(duì)整個(gè)熱泵兩聯(lián)供有很好促進(jìn)作用。而今,市場(chǎng)不局限于空調(diào)需求或供暖需求,這兩種需求很難大面積被接受。
地域推廣受限于氣候條件,特別是南北方需求側(cè)重明顯不同,北方供暖是剛需,南方空調(diào)或除濕是剛需,這二者系統(tǒng)結(jié)合很難大面積發(fā)展,而受限于市場(chǎng)發(fā)展的原因,正是空調(diào)技術(shù)框架本身。
1.系統(tǒng)介紹
地暖的舒適性得到大家共認(rèn),而空調(diào)的舒適性卻眾說(shuō)紛云,特別是傳統(tǒng)氟機(jī)系統(tǒng),在制冷過(guò)程中,過(guò)低的冷媒溫度,會(huì)讓室內(nèi)抽濕過(guò)度,顯得很不舒服,降低了空調(diào)的舒適性。而風(fēng)盤(pán)在工作時(shí),同樣會(huì)出現(xiàn)風(fēng)量過(guò)大、吹風(fēng)過(guò)急、溫差過(guò)大等情況,很難讓暖通人找到更好的解決方案。
水機(jī)兩聯(lián)供同樣會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題,其出風(fēng)溫度會(huì)相對(duì)柔和,風(fēng)口達(dá)到16℃左右,但與人舒適體感溫度仍相差10℃以上,還是不夠舒服,并有強(qiáng)吹風(fēng)感,這種技術(shù)本身就是要靠風(fēng)盤(pán)解決制冷而設(shè)計(jì)的,溫濕解決無(wú)法分割,這樣下來(lái),節(jié)能性和舒適性都會(huì)跟隨下降。
圖1為兩聯(lián)供冷暖系統(tǒng)圖,系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單,功能單一,夏天風(fēng)盤(pán)制冷,冬天地板采暖。兩者固定的控制模式,以溫度控制為目的。

圖1:兩聯(lián)供冷暖一次系統(tǒng)圖,無(wú)調(diào)溫
而對(duì)舒適兩聯(lián)供系統(tǒng)來(lái)講,對(duì)舒適與節(jié)能相關(guān)技術(shù)提出了更高要求,特別是對(duì)舒適度,要更加明確數(shù)據(jù)化,如風(fēng)流速、風(fēng)量大小控制、噪音、風(fēng)感溫度差、地表溫度和其它五個(gè)面的溫度關(guān)系。
帶有雙調(diào)溫系統(tǒng)(變水溫技術(shù)對(duì)水系統(tǒng)來(lái)講是相當(dāng)重要)解決了當(dāng)下溫度不均勻及濕度不可控難題,解決了兩聯(lián)供在南方推廣地暖而出現(xiàn)的難題。
如圖2所示,雙調(diào)溫舒適兩聯(lián)供冷暖輻射系統(tǒng),以變水溫控制和系統(tǒng)總控/協(xié)調(diào)控制來(lái)達(dá)到健康舒適系統(tǒng)新技術(shù)的控制要求。從目前兩聯(lián)供技術(shù)的角度,不改變安裝思路,只改變水路控制思路和系統(tǒng)控制思路。

圖2:兩聯(lián)供雙調(diào)溫/風(fēng)盤(pán)末端與地暖末端變水溫舒適冷暖系統(tǒng)圖
戶(hù)式水機(jī)兩聯(lián)供與雙調(diào)溫模塊發(fā)生一次換熱關(guān)系,而風(fēng)盤(pán)末端與調(diào)溫泵站形成二次交換關(guān)系,地暖與調(diào)溫模塊形成二次交換關(guān)系,達(dá)到供需平衡運(yùn)行,延伸兩聯(lián)供舒適系統(tǒng)(多級(jí)二次系統(tǒng)),如圖3。

圖3:雙調(diào)溫舒適冷暖多級(jí)二次系統(tǒng)圖
2.雙調(diào)溫工作原理與控制原理
由安裝在每房間的溫濕度溫控替代傳統(tǒng)的單一溫度控制,從而得到溫濕露點(diǎn)采集,把各自的數(shù)據(jù)采集后通過(guò)485傳輸?shù)娇偪刂浦行木C合處理,經(jīng)計(jì)算后,得到一個(gè)準(zhǔn)確的露點(diǎn)水溫。如圖1、圖2,采用地面露點(diǎn)控制方案,夏天模式、冬天模式均由比例調(diào)節(jié)閥實(shí)施變水溫控制,變頻泵站由大腦主控中心發(fā)出指令,微調(diào)閥劃成50等分,每等分為2刻度,為一進(jìn)度,每20S步進(jìn)一次,計(jì)算供水溫度,從而得到精準(zhǔn)不帶回調(diào)的水溫,確保地面不結(jié)露。

圖4:雙調(diào)溫冷暖系統(tǒng),夏天與冬天變水溫運(yùn)行原理
冬天模式,采用室內(nèi)溫度需求計(jì)算(供水溫度),相對(duì)簡(jiǎn)單,當(dāng)設(shè)定需求溫度達(dá)到或接近1℃時(shí),水溫由最大直供改為低溫水調(diào)節(jié)供給,按照實(shí)際的溫度變化來(lái)計(jì)算出室內(nèi)熱損失負(fù)荷,再來(lái)調(diào)節(jié)水溫,調(diào)整水溫以1℃為步進(jìn),直到維持室內(nèi)恒溫差不變。就是實(shí)施變水溫最終溫度。
2.1對(duì)夏天風(fēng)盤(pán)調(diào)溫的控制需求
對(duì)夏天風(fēng)盤(pán)調(diào)溫提出了更高的控制需求,特別是要調(diào)整水溫與濕度間的變化,具體空調(diào)閥變水溫控制邏輯如下。
以下算法說(shuō)明中會(huì)用到:空調(diào)閥設(shè)定溫度Tset;空調(diào)閥內(nèi)檢測(cè)溫度Tmeas;所有開(kāi)機(jī)面板檢測(cè)到的溫度平均值Tr;所有開(kāi)機(jī)面板檢測(cè)到的濕度平均值Hr;空調(diào)閥參數(shù)溫度下限Tlow,根據(jù)參數(shù)P39取值,P39=0時(shí),取自所有開(kāi)機(jī)面板設(shè)定溫度平均值,P39=1時(shí),取自參數(shù)P4,空調(diào)閥溫度回差參數(shù)P5,空調(diào)閥參數(shù)濕度下限Hlow,根據(jù)參數(shù)P39取值,P39=0時(shí),取自所有開(kāi)機(jī)面板設(shè)定濕度平均值,P39=1時(shí),取自參數(shù)P6;空調(diào)閥濕度回差參數(shù)P7;調(diào)溫步進(jìn)值P16。
無(wú)輸入時(shí),不調(diào)溫;冬季時(shí),令Tset=Tmeas+P16,以使閥最終開(kāi)度最大;夏季時(shí),且只有5號(hào)輸入時(shí),令Tset=Tmeas-P16,以使閥最終開(kāi)度最大。
夏季時(shí),有8號(hào)輸入時(shí):若Tr>Tlow+P5,則令Tset=Tmeas–P16;若Tr<Tlow,Pmeas>=30,則令Tset=30;若Tr<Tlow,Pmeas<30,則令Tset=Tmeas+P16;若Tlow<=Tr<=Tlow+P5,且Hr<Hlow,則令Tset=Tmeas+P16;若Tlow<=Tr<=Tlow+P5,且Hr>Hlow+P7,則令Tset=Tmeas–P16。
直觀查看時(shí)只開(kāi)一個(gè)面板,關(guān)閉其它面板,并將P39設(shè)定為0,確定調(diào)溫閥的目標(biāo)溫度區(qū)間:面板設(shè)定溫度(D25應(yīng)該與之相同)--D25+P5;
確定調(diào)溫閥的目標(biāo)濕度區(qū)間:面板設(shè)定濕度(D26應(yīng)該與之相同)--D26+P7;
如果面板的實(shí)測(cè)溫度值大于D25+P5時(shí),要進(jìn)行降溫調(diào)整,應(yīng)該有D23=D24–P16;
如果面板的實(shí)測(cè)溫度值小于D25時(shí),要進(jìn)行升溫調(diào)整,應(yīng)該有D23=D24+P16;
如果面板的實(shí)測(cè)溫度值位于目標(biāo)溫度區(qū)間內(nèi),且面板實(shí)測(cè)濕度值大于D26+P7時(shí),要進(jìn)行降溫調(diào)整,應(yīng)該有D23=D24–P16;
如果面板的實(shí)測(cè)溫度值位于目標(biāo)溫度區(qū)間內(nèi),且面板實(shí)測(cè)濕度值小于D26時(shí),要進(jìn)行升溫調(diào)整,應(yīng)該有D23=D24+P16;
如果面板的實(shí)測(cè)溫度和濕度都在目標(biāo)區(qū)間內(nèi),則D23保持最后一次調(diào)整的值,不再調(diào)整(注意,這時(shí)D23與D24沒(méi)有必然的關(guān)系)。
由天風(fēng)盤(pán)出風(fēng)溫度受到主機(jī)一次側(cè)的供水溫度決定,并影響舒適度,而主機(jī)側(cè)夏天基本會(huì)在8~12℃之間供水,風(fēng)盤(pán)制冷才會(huì)有效果,但往往這樣的制冷方式會(huì)有兩個(gè)結(jié)果,一是溫度很快到達(dá),風(fēng)盤(pán)停止運(yùn)行,啟停溫差(大),舒適感差。另外,除濕小效果往往是隨著制冷時(shí)間下降,能耗大,對(duì)使用者來(lái)說(shuō)是不劃算的一種使用方法。
而采用變水溫控制的目的就是聯(lián)合地面調(diào)溫系統(tǒng)來(lái)雙向保證舒適度,節(jié)能性提升到40%以上,舒適度大大提高。因?yàn)槌鲲L(fēng)溫度高于20℃以上,而不是低于20℃以下的溫度,與人體舒適溫度差相接近,這樣就不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)吹風(fēng)感,即使在有風(fēng)的情況下,也不會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺(jué),因?yàn)榈孛媾c出風(fēng)溫度更加接近。
2.2對(duì)溫濕度采集的控制理解
由于采用了高精度的溫濕度檢測(cè)、反饋、輸出對(duì)風(fēng)盤(pán)控制,做到在不同模式下的功能不同,特別是在人為不按正常模式時(shí),設(shè)備可以自動(dòng)檢測(cè)出系統(tǒng)的運(yùn)行方式,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)造成影響。溫濕度露點(diǎn)面板是信號(hào)采集非常重要的手段,同時(shí)它能對(duì)風(fēng)盤(pán)末端與地暖、地輻射制冷末端起到變流量與變風(fēng)量進(jìn)行控制和協(xié)同調(diào)節(jié)。
三個(gè)重要核心技術(shù)組成了一套相對(duì)高精度的控制技術(shù),對(duì)主設(shè)備源及末端源做出不同的控制方法,以總控來(lái)確立各種需求,缺一不可。

圖5:溫濕度采集反饋系統(tǒng),夏天與冬天調(diào)溫實(shí)施控制方法
3.結(jié)論
通過(guò)控制技術(shù)改變末端水溫,可以得到兩種不同模式下的水溫控制方式,同時(shí)解決了以舒適度為主的冷暖系統(tǒng)風(fēng)盤(pán)制冷時(shí)缺點(diǎn),也解決了地暖只能供暖而不能制冷的問(wèn)題。
此技術(shù)的突破,很好地幫助我國(guó)熱泵兩聯(lián)供事業(yè)的發(fā)展,找到以系統(tǒng)為突破方向的技術(shù)線(xiàn)路,可以延伸出智能控制舒適系統(tǒng)、三恒和五恒舒適系統(tǒng)。
雙變溫技術(shù),整體節(jié)能率超過(guò)40%以上,加上風(fēng)盤(pán)的低速、高水溫運(yùn)行,可以把兩聯(lián)供主機(jī)的能效比大大提升,是利國(guó)利民的好事。雙變溫技術(shù),可調(diào)性高,對(duì)接簡(jiǎn)單,只需485開(kāi)放協(xié)議,任何設(shè)備都可以對(duì)接,模塊化的施工,是兩聯(lián)供市場(chǎng)今后的主流方向。