3.7 自动控制

3.7.1 变风量空调系统的自控设计应包含下列内容：

1 传感器和执行器的位置和安装要求；

2 控制点参数设计值和工况转换边界条件；

3 空调机组冷热水阀门的流通能力；

4 控制策略。

3.7.2 变风量空调系统的自控策略应包括下列内容：

1 室内温度控制；

2 空调机组送风温度控制；

3 送风静压控制；

4 新风量或空气品质控制功能；

5 空调机组开关机顺序控制和设备连锁控制功能；

6 风机状态监视、过滤网压差报警等功能，寒冷地区还应有防冻保护控制。

3.7.3 采用回风机或排风机的变风量空调系统，应进行回风机或排风机的变频和连锁控制设计。

3.7.4 低温送风变风量空调系统，应采用符合逐步降低送风温度送风的控制技术。

3.7.5 变风量空调系统风量控制设计应符合暖通工艺要求。

3.7.6 变风量空调系统的监测应包括下列内容：

1 应对下列参数进行监测：

1)室内温控区的温度；

2)室外空气的温、湿度；

3)末端装置的送风量；

4)空调机组的送风温度；

5)空调机组的回风温、湿度；

6)空气过滤器进出口的静压差；

7)风机及变频器、水阀、风阀的启停状态、故障状态、就地/远程状态和运行参数。

2 宜对下列参数进行监测：

1)送风管静压测点的静压值；

2)空气冷却器进出口的冷水温度；

3)空气加热器进出口的热水温度；

4)室内空气品质或二氧化碳浓度；

5)新风量。

3.7.7 变风量空调系统的安全保护功能应包括下列内容：

1 风机/变频器故障报警和电机过电流断电保护；

2 空气过滤器堵塞报警；

3 对于冬季有冻结可能的地区，系统的防冻报警和自动保护；

4 监测参数的超限报警或提示功能。

3.7.8 当空调机组配置电加热器时，电加热器应与送风机连锁，并应设无风断电、超温断电保护装置；电加热器应采取接地及剩余电流保护措施。

3.7.9 变风量空调机组的风机电控柜应设置远程/就地转换开关。当转换开关处于远程状态时，可执行下列远动功能：

1 调整风机的启停或频率；

2 调整水阀的开度；

3 设定、修改房间温度的设定值。

3.7.10 变风量空调系统的自动启停应符合下列规定：

1 应按使用时间进行风机定时启停；

2 风机停止运行时新风阀连锁应关闭；

3 供冷工况下风机停止运行时，水阀连锁应关闭；

4 采用回风机或排风机的变风量空调系统，应进行回风机或排风机与送风机的连锁启停。

3.7.11 变风量空调系统的自动调节应符合下列规定：

1 应根据全年多工况边界条件自动选择运行的工况；

2 机组送风温度设定值应根据运行工况自动调整；

3 变风量末端装置应根据室内温度自动调节送风量；

4 水阀应根据机组送风温度调节开度；

5 风机频率应根据需求自动调节；

6 低温送风变风量空调系统，应在启动过程中逐步降低送风温度设定值。

3.7.12 变风量空调系统的节能优化控制宜符合下列规定：

1 过渡季能宜增大新风比例运行；

2 变风量末端装置宜根据服务区域的使用状况启停；

3 新风量宜根据服务区域的使用状况调节；

4 宜根据室外温度参数优化室内温度的设定值；

5 宜根据空调机组运行状况给出需要供水温度的信息；

6 宜根据服务区域的工作时间优化风机的启停时间。

3.7.13 传感器的选择应符合下列规定：

1 当只以安全保护和设备状态监视为目的时，应选择以开关量形式输出的传感器；

2 模拟量和数值输出的传感器测量范围和精度应与二次仪表匹配，并应高于工艺要求的控制和测量精度；

3 壁挂式空气温湿度传感器应安装在空气流通、避免阳光直射、能反映被测房间空气状态的位置；

4 风道内温湿度传感器应保证插入深度，且不应在探测头与风道外侧形成热桥；

5 插入式水管温度传感器应保证测头插入深度在水流的主流区范围内，安装位置附近不应有热源及水滴；

6 机组送风温度传感器应安装在挡水板后有代表性的位置，并应避免辐射热、振动、水滴及二次回风的影响；

7 风道压力传感器应设置在管内流动稳定的地方，并应满足产品安装条件，且宜在主要分支处分别设置；

8 风量传感器安装位置前后的直管段长度应根据产品要求设置。

3.7.14 水路控制阀宜采用模拟量调节阀，口径应根据流通能力确定。

3.7.15 调节风量用风阀宜采用对开多叶调节阀。风阀执行器的扭矩应满足设计风速和压力的要求，并应具备阀位反馈功能。

3.7.16 空调机组的风机应采用变速控制。变频器应根据电机的额定电流选择，且宜选择带有防电磁干扰措施的环保产品。

3.7.17 电加热器宜采用通断量输出控制，要求调节精度较高时可采用高频脉冲通断比控制。

3.7.18 变风量末端控制设计应包括下列内容：

1 一次送风量、再热、风机的调节控制方法；

2 室温传感器选择与设置；

3 与中央监控系统通信。

3.7.19 变风量末端控制器的选择应符合下列规定：

1 输入、输出通道数量应满足变风量末端装置的要求；

2 输入、输出通道的信号类型应与变风量末端装置配套的室温传感器、流速/风量传感器、风阀执行器和风机控制等的信号类型相匹配；

3 应独立存储服务区域的室温设定值并完成室温控制和风量调节；

4 应具有风量计算和室温控制调节方法的专用软件，且程序中参数宜可修改；

5 应与该末端装置所属变风量空调机组的现场控制器双向通信。

3.7.20 变风量空调机组的现场控制器应符合下列规定：

1 输入和输出通道应与传感器、执行器的信号类型相匹配；

2 当风机变频器自带控制单元时，宜与其控制单元通信，并可采用标准电信号的输入和输出通道监控变频器运行、变频器故障、电机转速和就地/远程开关状态；

3 同一变风量空调系统中，空气处理机组和所有关联变风量末端的控制点宜连接在同一控制器中；

4 应能根据本规程第3.7.10～3.7.13条的功能要求提供控制算法的软件编程，且程序中参数应可修改；

5 应与监控计算机双向通信。

3.7.21 变风量空调系统的监控通信网络应符合下列规定：

1 整个系统通信网络宜采用同一通信协议；当采用两种及以上通信协议时应配置网关或通信协议转换设备；

2 网络结构、网络传输距离、网络能够连接设备的数量、网段划分、电气连接方式应符合所采用通信技术的要求；

3 网络设备端口容量应满足网络结构要求。

3.7.22 监控计算机的功能应符合下列规定：

1 应能即时显示监测的运行参数和设备状态，并应连续存储一年以上的运行参数，且可导出到存储介质上；

2 应能计算系统的能量消耗、各台设备连续和累计运行时间；

3 应能改变各控制器的设定值，并能对设置为“远程”状态的设备直接进行启停和调节；

4 应根据预定的时间表或节能控制程序自动进行系统或设备的启停；

5 应设立操作者权限控制安全机制；

6 应有参数越限报警、事故报警及报警记录功能；

7 宜有系统或设备故障诊断功能；

8 应能与冷热源站的监控计算机进行信息共享；

9 宜为建筑设备监控系统的一部分，并可与其他建筑智能化系统进行信息共享。

3.7.23 能耗监测和统计功能宜利用自控系统的监测参数进行设置。

条文说明

3.7.1 变风量空调系统的自控设计内容。控制点参数包括送风温度设定值、送风静压设定值和二氧化碳浓度设定值等具体参数；工况转换边界条件包括冬、夏和过渡季转换时的温度、焓值等设定值。

3.7.2 空调系统送风温度控制时，温度传感器应设于气流稳定的送风管上，夏季控制冷却盘管水量，冬季控制热水盘管水量。在过渡季时，宜采用送风温度自动重设功能，适当提高送风温度保证空调舒适度及避免再热损失。

送风静压控制时，静压传感器应置于气流稳定的送风直管段上且一般处于送风管离风机2/3～3/4处(越靠近末端越有利于节能)，风机变频调节可以采用定静压、变定静压、变静压和总风量控制等方式实现部分负荷下节能运行。

变风量空调系统在过渡季时，通过提高新风比或全新风运行，可实现节能。

3.7.4 低温送风变风量空调系统启动时送风温度过低容易在室内产生结露，所以控制设计应为逐步降低送风温度。

3.7.5 变风量空气处理机组的风量控制是变风量空调系统最主要的控制内容之一。当空调区域负荷减小、变风量末端装置一次风量减少时，控制器依照某种系统风量控制方法减小系统风量；反之，当空调区域负荷增加、变风量末端装置一次风量增加时，控制器将增大系统风量。变风量空调系统的风量控制方法主要有：定静压法、变定静压法、总风量法和变静压法。

1 定静压控制法的基本思路是在送风管中的最低静压处设置静压传感器测得静压；因负荷变化，末端调节风量使系统静压变大或变小，系统控制器变频调节风机转速减低或提高，维持测压点静压恒定不变。定静压控制法的优点是控制逻辑简单，缺点是最低静压点不易找准、被测静压有波动以及静压设定值不能变化。

2 变定静压控制法的基本思路是测静压，同时每个末端控制器将各自的末端的阀位通过自控网络传递给空调系统的现场控制器，根据阀位反馈值改变系统静压设定值，尽可能使风阀开度加大有利于系统运行节能。现场控制器变频调节风机转速减低或提高，维持测压点静压与静压设定值一致。变定静压控制法解决了静压设定值可变的问题，但还是存在最低静压点不易找准、被测静压有波动等缺点。

3 总风量控制法的基本原理是建立系统设定风量与风机设定转速的函数关系，无需静压测定，用各变风量末端需求风量求和值作为系统设定总风量，直接求得风机设定转速。总风量控制法的优点是回避了静压测定经常会遇到压力波动和风管内湍流等问题，缺点是前馈控制，相对粗糙。

4 变静压控制法的基本原理是利用监控网络数据通信的优势，累计各末端的需求风量，确定风机初始转速，对总风量进行初步控制；再根据阀位情况(类似变定静压法)对风机转速进行微调，确保每一个变风量末端装置风量需求。变静压控制法的优点是当末端装置的风阀开度较小时，还可不失时机地降低风机转速，实现风机节能运行，是一种比较节能的系统风量控制方法。缺点是依赖阀位反馈信号，故系统调试工作量较大，信号采集量多。

随着变风量空调技术与直接数字式控制技术的发展，出现了高低负荷法、最大负荷法、投票法等多种变送风温度控制方法。变送风温度控制与变风量控制相结合，使系统在节能、降噪的同时，兼顾到系统送风量，保证室内气流分布与换气性能。

最小新风量控制时，中、小系统通常采用定风量装置控制，大型系统可采用新、回风混合箱压差控制。

3.7.6 变风量空调系统的参数监测点的设置要求。本条给出了应设置的参数监测点，为最低要求；宜设置的参数监测点，推荐在有条件时设置。设计时应根据空调系统的设置加以确定。

3.7.8 电加热器的连锁与保护要求。当空调机组配置电热器时，应具备相关的连锁和保护措施，这是《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736中第9.4.9条的强制性条文要求。电加热器与送风机连锁，是一种保护控制，可避免系统中因无风电加热器单独工作导致的火灾。为了进一步提高安全可靠性，还要求设无风断电、超温断电保护措施，例如，用监视风机运行的风压差开关信号及在电加热器后面设超温断电信号与风机启停连锁等方式，来保证电加热器的安全运行。电加热器采取接地及剩余电流保护，可避免因漏电造成触电类的事故。

3.7.14 为了调节系统正常工作，保证在负荷全部变化范围内的调节质量和稳定性，提高设备的利用率和经济性，正确选择调节阀的特性十分重要。

调节阀的选择原则，应以调节阀的工作流量特性即调节阀的放大系数来补偿对象放大系数的变化，以保证系统总开环放大系数不变，进而使系统达到较好的控制效果。但实际上由于影响对象特性的因素很多，用分析法难以求解，多数是通过经验法粗定，并以此来选用不同特性的调节阀。

此外，在系统中由于配管阻力的存在，阀权度S值的不同，调节阀的工作流量特性并不同于理想的流量特性。如理想线性流量特性，当S＜0.3时，工作流量特性近似为快开特性，等百分比特性也畸变为接近线性特性，可调比显著减小，因此通常是不希望S＜0.3的。而S值过高则可能导致通过阀门的水流速过高和/或水泵输送能耗增大，不利于设备安全和运行节能，因此管路设计时选取的S值一般不大于0.7。

关于水路两通阀流量特性的选择，由试验可知，空气加热器和空气冷却器的放大系数是随流量的增大而变小，而等百分比特性阀门的放大系数是随开度的加大而增大，同时由于水系统管道压力损失往往较大，S＜0.6的情况居多，因而选用等百分比特性阀门具有较强的适应性。

调节阀的口径应根据使用对象要求的流通能力来定。口径选用过大或过小会导致满足不了调节质量或不经济。

水路调节阀的选择应按下列原则确定：

1 阀权度S应按式(1)确定，S值宜取0.3～0.7。

式中：S——阀权度；

△pmin——调节阀全开时的压力损失(Pa)；

△p——调节阀所在串联支路的总压力损失(Pa)。

2 调节阀的流量特性应根据调节对象特性和阀权度选择，宜采用等百分比特性的阀门；

3 调节阀的口径应根据使用对象要求的流通能力，通过计算选择确定；

4 阀门执行器的转矩应符合设计工作压力和最大允许压差的要求。

3.7.18 变风量末端控制：

1 末端控制内容：

1)依据末端类型和空调工况，风量设定值可由表1确定。

表1 末端装置一次风量控制内容

2)风机动力型末端风机运行工况：串联式风机动力型末端风机连续运行；并联式风机动力型末端风机可以间歇运行(小风量供冷时或供热时运行，大风量供冷时不运行)，也可以连续运行(小风量供冷时或供热时运行，大风量供冷时定速或变速运行)。

3)末端DDC控制器根据需要可与中央监控系统实现以下信号通信：

①室内空气温度检测值与设定值输出，可用于中央监控系统管理；

②风量检测值与设定值输出，可用于中央监控系统管理和系统风量控制；

③末端装置运行状态输出，可用于中央监控系统管理；

④末端装置调节风阀阀位输出，可用于中央监控系统管理和系统风量控制；

⑤室内温度再设定输入，可用于中央监控系统调整室内温度设定值；

⑥末端装置运行状态变更输入，可用于中央监控系统启停末端装置。

2 室温传感器选择与设置：

墙置式温感器具有温度显示、设定、启动、操作等功能，能感测空调区空气温度，使用方便、灵活。缺点是易被非专业人员随意拨弄，使控制混乱，且价格较高。它适用于大、中、小型各种变风量空调系统。

吊顶式温感器设置在吊顶上，仅有感温功能，温度设定、末端启停等功能则由BA系统统一操作管理，价格较便宜。缺点是只能感应吊顶内空气温度而非工作区空气温度；使用区域无法显示室内空气温度；无法就地进行温度设定、启停末端装置等操作。吊顶式温感器适用于管理水平较高的大型变风量空调系统。

设计时应根据空调系统要求，将室温传感器位置标在施工图上，以免被室内装修或控制分包商随意设置。

3 末端控制器：

压力无关型变风量末端装置风量检测的准确性对室内空气温度控制十分重要。末端装置风速传感器的自身精度、安装位置、DDC控制器的气电转换器性能都将影响风量检测准确性。由于皮托管类风速传感器在测量方式、精度、稳定性和防堵塞方面都存在缺陷，鼓励使用精度更高、更加稳定的电子式风速传感器，在结合控制器和测风方面达到更佳效果。此外，控制器应由末端装置生产厂组合在变风量末端装置上，并经调试整定，作为机电一体化产品送到现场，而不允许在现场组装调试。

3.7.19 室温控制调节方法与变风量末端装置的类型和空调机组的配置相关，调节对象包括有一次风阀、风机动力型的风机和再热型的水阀或电再热器。例如，供冷工况均是根据室内温度与设定温度之间的偏差调节一次风阀的开度；而供热工况时，可以调节变风量末端装置的一次风阀，也可以维持一次风阀在最小开度而调节再加热器的水阀。

3.7.20 第4款，关于控制器中软件编程的规定，应该满足本规程第3.7.10～3.7.13条的功能要求。需要注意的是，同一时刻被监控设备只能接受唯一的动作指令，因此根据不同功能要求逻辑计算中的动作指令不同时，还要有优先级比较的算法，如安全保护功能应优先于自动调节功能的执行。

3.7.22 监控计算机的功能要求。一般情况下监控计算机可安装于大楼的弱电机房或物业管理办公室等处，便于集中管理。其基本操作功能包括监视功能、显示功能、操作功能、控制功能、数据管理辅助功能、安全保障管理功能等。它是由监控系统的软件包实现的，各厂家的软件包虽然各有特点，但是软件包功能类似。

运行记录对于系统运行节能具有重要作用，应能保存一年以上以便进行优化调节。一般情况下，要求计算机屏幕上显示的参数应接近于连续，时间间隔较小，为几秒到几分钟量级；而存储在数据库或硬盘中的记录可以时间间隔较大，为小时量级。监控系统的软件包中可根据需要定制日、周、月、季、年等不同的运行报表。

实际工程中，由于没有按照条文中的要求去做，致使所安装的集中监控系统管理不善的例子屡见不鲜。例如，不设立安全机制，任何人都可进入修改程序的级别，就会造成系统运行故障；不定期统计系统的能量消耗并加以改进，就达不到节能的目标；不记录系统运行参数并保存，就缺少改进系统运行性能的依据等。

随着智能建筑技术的发展，主要以管理暖通空调系统为主的集中监控系统只是建筑弱电子系统之一。为了实现建筑各弱电子系统数据共享，就要求各子系统间(例如，消防子系统、安全防范子系统等)有统一的通信平台，因而应考虑预留与统一的通信平台相连接的接口。

3.7.23 为保证系统有效地节能运行，系统设计具有利用自控系统监测参数完成能耗监测和统计的功能，通过用户对变风量空调的用量进行计费，促进行为节能。

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