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浅析:两联供双调温控制系统技术
2021-08-26 10:16:39       来源: 暖通家
   摘要:一种可以通过双末端控制变水温,使得两种末端得到不同的水温控制方法,地面末端以辐射冷暖进行水温控制、露点控制、风盘/除湿新风系统以湿度与温度进行水温控制,根据温度/湿度达到条件计算水温、达到更加舒适的制冷及送风模式、减少不良吹风感,提升整体舒适度。
  
  关键词:双变水温;辐射空调系统;两联供舒适系统;节能舒适系统;温湿平衡空气处理系统;
  
  引言
  
  近年来户式两联供水机冷暖空调市场得到快速的发展,两联供系统技术不断的突破,末端辅材也得到了很好的改善,对整个热泵两联供有很好促进作用。而今,市场不局限于空调需求或供暖需求,这两种需求很难大面积被接受。
  
  地域推广受限于气候条件,特别是南北方需求侧重明显不同,北方供暖是刚需,南方空调或除湿是刚需,这二者系统结合很难大面积发展,而受限于市场发展的原因,正是空调技术框架本身。
  
  1.系统介绍
  
  地暖的舒适性得到大家共认,而空调的舒适性却众说纷云,特别是传统氟机系统,在制冷过程中,过低的冷媒温度,会让室内抽湿过度,显得很不舒服,降低了空调的舒适性。而风盘在工作时,同样会出现风量过大、吹风过急、温差过大等情况,很难让暖通人找到更好的解决方案。
  
  水机两联供同样会出现此类问题,其出风温度会相对柔和,风口达到16℃左右,但与人舒适体感温度仍相差10℃以上,还是不够舒服,并有强吹风感,这种技术本身就是要靠风盘解决制冷而设计的,温湿解决无法分割,这样下来,节能性和舒适性都会跟随下降。
  
  图1为两联供冷暖系统图,系统相对简单,功能单一,夏天风盘制冷,冬天地板采暖。两者固定的控制模式,以温度控制为目的。
  
图1:两联供冷暖一次系统图,无调温
  
  而对舒适两联供系统来讲,对舒适与节能相关技术提出了更高要求,特别是对舒适度,要更加明确数据化,如风流速、风量大小控制、噪音、风感温度差、地表温度和其它五个面的温度关系。
  
  带有双调温系统(变水温技术对水系统来讲是相当重要)解决了当下温度不均匀及湿度不可控难题,解决了两联供在南方推广地暖而出现的难题。
  
  如图2所示,双调温舒适两联供冷暖辐射系统,以变水温控制和系统总控/协调控制来达到健康舒适系统新技术的控制要求。从目前两联供技术的角度,不改变安装思路,只改变水路控制思路和系统控制思路。
  QQ截图20210826104402
图2:两联供双调温/风盘末端与地暖末端变水温舒适冷暖系统图
  
  户式水机两联供与双调温模块发生一次换热关系,而风盘末端与调温泵站形成二次交换关系,地暖与调温模块形成二次交换关系,达到供需平衡运行,延伸两联供舒适系统(多级二次系统),如图3。
 QQ截图20210826104006 
图3:双调温舒适冷暖多级二次系统图
  
  2.双调温工作原理与控制原理
  
  由安装在每房间的温湿度温控替代传统的单一温度控制,从而得到温湿露点采集,把各自的数据采集后通过485传输到总控制中心综合处理,经计算后,得到一个准确的露点水温。如图1、图2,采用地面露点控制方案,夏天模式、冬天模式均由比例调节阀实施变水温控制,变频泵站由大脑主控中心发出指令,微调阀划成50等分,每等分为2刻度,为一进度,每20S步进一次,计算供水温度,从而得到精准不带回调的水温,确保地面不结露。
  
图4:双调温冷暖系统,夏天与冬天变水温运行原理
  
  冬天模式,采用室内温度需求计算(供水温度),相对简单,当设定需求温度达到或接近1℃时,水温由最大直供改为低温水调节供给,按照实际的温度变化来计算出室内热损失负荷,再来调节水温,调整水温以1℃为步进,直到维持室内恒温差不变。就是实施变水温最终温度。
  
  2.1对夏天风盘调温的控制需求
  
  对夏天风盘调温提出了更高的控制需求,特别是要调整水温与湿度间的变化,具体空调阀变水温控制逻辑如下。
  
  以下算法说明中会用到:空调阀设定温度Tset;空调阀内检测温度Tmeas;所有开机面板检测到的温度平均值Tr;所有开机面板检测到的湿度平均值Hr;空调阀参数温度下限Tlow,根据参数P39取值,P39=0时,取自所有开机面板设定温度平均值,P39=1时,取自参数P4,空调阀温度回差参数P5,空调阀参数湿度下限Hlow,根据参数P39取值,P39=0时,取自所有开机面板设定湿度平均值,P39=1时,取自参数P6;空调阀湿度回差参数P7;调温步进值P16。
  
  无输入时,不调温;冬季时,令Tset=Tmeas+P16,以使阀最终开度最大;夏季时,且只有5号输入时,令Tset=Tmeas-P16,以使阀最终开度最大。
  
  夏季时,有8号输入时:若Tr>Tlow+P5,则令Tset=Tmeas–P16;若Tr<Tlow,Pmeas>=30,则令Tset=30;若Tr<Tlow,Pmeas<30,则令Tset=Tmeas+P16;若Tlow<=Tr<=Tlow+P5,且Hr<Hlow,则令Tset=Tmeas+P16;若Tlow<=Tr<=Tlow+P5,且Hr>Hlow+P7,则令Tset=Tmeas–P16。
  
  直观查看时只开一个面板,关闭其它面板,并将P39设定为0,确定调温阀的目标温度区间:面板设定温度(D25应该与之相同)--D25+P5;
  
  确定调温阀的目标湿度区间:面板设定湿度(D26应该与之相同)--D26+P7;
  
  如果面板的实测温度值大于D25+P5时,要进行降温调整,应该有D23=D24–P16;
  
  如果面板的实测温度值小于D25时,要进行升温调整,应该有D23=D24+P16;
  
  如果面板的实测温度值位于目标温度区间内,且面板实测湿度值大于D26+P7时,要进行降温调整,应该有D23=D24–P16;
  
  如果面板的实测温度值位于目标温度区间内,且面板实测湿度值小于D26时,要进行升温调整,应该有D23=D24+P16;
  
  如果面板的实测温度和湿度都在目标区间内,则D23保持最后一次调整的值,不再调整(注意,这时D23与D24没有必然的关系)。
  
  由天风盘出风温度受到主机一次侧的供水温度决定,并影响舒适度,而主机侧夏天基本会在8~12℃之间供水,风盘制冷才会有效果,但往往这样的制冷方式会有两个结果,一是温度很快到达,风盘停止运行,启停温差(大),舒适感差。另外,除湿小效果往往是随着制冷时间下降,能耗大,对使用者来说是不划算的一种使用方法。
  
  而采用变水温控制的目的就是联合地面调温系统来双向保证舒适度,节能性提升到40%以上,舒适度大大提高。因为出风温度高于20℃以上,而不是低于20℃以下的温度,与人体舒适温度差相接近,这样就不会产生强吹风感,即使在有风的情况下,也不会产生不舒适的感觉,因为地面与出风温度更加接近。
  
  2.2对温湿度采集的控制理解
  
  由于采用了高精度的温湿度检测、反馈、输出对风盘控制,做到在不同模式下的功能不同,特别是在人为不按正常模式时,设备可以自动检测出系统的运行方式,对整个系统不会造成影响。温湿度露点面板是信号采集非常重要的手段,同时它能对风盘末端与地暖、地辐射制冷末端起到变流量与变风量进行控制和协同调节。
  
  三个重要核心技术组成了一套相对高精度的控制技术,对主设备源及末端源做出不同的控制方法,以总控来确立各种需求,缺一不可。
  
图5:温湿度采集反馈系统,夏天与冬天调温实施控制方法
  
  3.结论
  
  通过控制技术改变末端水温,可以得到两种不同模式下的水温控制方式,同时解决了以舒适度为主的冷暖系统风盘制冷时缺点,也解决了地暖只能供暖而不能制冷的问题。
  
  此技术的突破,很好地帮助我国热泵两联供事业的发展,找到以系统为突破方向的技术线路,可以延伸出智能控制舒适系统、三恒和五恒舒适系统。
  
  双变温技术,整体节能率超过40%以上,加上风盘的低速、高水温运行,可以把两联供主机的能效比大大提升,是利国利民的好事。双变温技术,可调性高,对接简单,只需485开放协议,任何设备都可以对接,模块化的施工,是两联供市场今后的主流方向。

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关键词: 热泵两联供
 
 

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