淺析:兩聯供雙調溫控制系統技術
發表于: 來自:暖通家
摘要:一種可以通過雙末端控制變水溫,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行水溫控制、露點控制、風盤/除濕新風系統以濕度與溫度進行水溫控制,根據溫度/濕度達到條件計算水溫、達到更加舒適的制冷及送風模式、減少不良吹風感,提升整體舒適度。

圖1:兩聯供冷暖一次系統圖,無調溫

圖2:兩聯供雙調溫/風盤末端與地暖末端變水溫舒適冷暖系統圖
圖3:雙調溫舒適冷暖多級二次系統圖
圖4:雙調溫冷暖系統,夏天與冬天變水溫運行原理

圖5:溫濕度采集反饋系統,夏天與冬天調溫實施控制方法
關鍵詞:雙變水溫;輻射空調系統;兩聯供舒適系統;節能舒適系統;溫濕平衡空氣處理系統;
引言
近年來戶式兩聯供水機冷暖空調市場得到快速的發展,兩聯供系統技術不斷的突破,末端輔材也得到了很好的改善,對整個熱泵兩聯供有很好促進作用。而今,市場不局限于空調需求或供暖需求,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重明顯不同,北方供暖是剛需,南方空調或除濕是剛需,這二者系統結合很難大面積發展,而受限于市場發展的原因,正是空調技術框架本身。
1.系統介紹
地暖的舒適性得到大家共認,而空調的舒適性卻眾說紛云,特別是傳統氟機系統,在制冷過程中,過低的冷媒溫度,會讓室內抽濕過度,顯得很不舒服,降低了空調的舒適性。而風盤在工作時,同樣會出現風量過大、吹風過急、溫差過大等情況,很難讓暖通人找到更好的解決方案。
水機兩聯供同樣會出現此類問題,其出風溫度會相對柔和,風口達到16℃左右,但與人舒適體感溫度仍相差10℃以上,還是不夠舒服,并有強吹風感,這種技術本身就是要靠風盤解決制冷而設計的,溫濕解決無法分割,這樣下來,節能性和舒適性都會跟隨下降。
圖1為兩聯供冷暖系統圖,系統相對簡單,功能單一,夏天風盤制冷,冬天地板采暖。兩者固定的控制模式,以溫度控制為目的。

圖1:兩聯供冷暖一次系統圖,無調溫
而對舒適兩聯供系統來講,對舒適與節能相關技術提出了更高要求,特別是對舒適度,要更加明確數據化,如風流速、風量大小控制、噪音、風感溫度差、地表溫度和其它五個面的溫度關系。
帶有雙調溫系統(變水溫技術對水系統來講是相當重要)解決了當下溫度不均勻及濕度不可控難題,解決了兩聯供在南方推廣地暖而出現的難題。
如圖2所示,雙調溫舒適兩聯供冷暖輻射系統,以變水溫控制和系統總控/協調控制來達到健康舒適系統新技術的控制要求。從目前兩聯供技術的角度,不改變安裝思路,只改變水路控制思路和系統控制思路。

圖2:兩聯供雙調溫/風盤末端與地暖末端變水溫舒適冷暖系統圖
戶式水機兩聯供與雙調溫模塊發生一次換熱關系,而風盤末端與調溫泵站形成二次交換關系,地暖與調溫模塊形成二次交換關系,達到供需平衡運行,延伸兩聯供舒適系統(多級二次系統),如圖3。

圖3:雙調溫舒適冷暖多級二次系統圖
2.雙調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的單一溫度控制,從而得到溫濕露點采集,把各自的數據采集后通過485傳輸到總控制中心綜合處理,經計算后,得到一個準確的露點水溫。如圖1、圖2,采用地面露點控制方案,夏天模式、冬天模式均由比例調節閥實施變水溫控制,變頻泵站由大腦主控中心發出指令,微調閥劃成50等分,每等分為2刻度,為一進度,每20S步進一次,計算供水溫度,從而得到精準不帶回調的水溫,確保地面不結露。

圖4:雙調溫冷暖系統,夏天與冬天變水溫運行原理
冬天模式,采用室內溫度需求計算(供水溫度),相對簡單,當設定需求溫度達到或接近1℃時,水溫由最大直供改為低溫水調節供給,按照實際的溫度變化來計算出室內熱損失負荷,再來調節水溫,調整水溫以1℃為步進,直到維持室內恒溫差不變。就是實施變水溫最終溫度。
2.1對夏天風盤調溫的控制需求
對夏天風盤調溫提出了更高的控制需求,特別是要調整水溫與濕度間的變化,具體空調閥變水溫控制邏輯如下。
以下算法說明中會用到:空調閥設定溫度Tset;空調閥內檢測溫度Tmeas;所有開機面板檢測到的溫度平均值Tr;所有開機面板檢測到的濕度平均值Hr;空調閥參數溫度下限Tlow,根據參數P39取值,P39=0時,取自所有開機面板設定溫度平均值,P39=1時,取自參數P4,空調閥溫度回差參數P5,空調閥參數濕度下限Hlow,根據參數P39取值,P39=0時,取自所有開機面板設定濕度平均值,P39=1時,取自參數P6;空調閥濕度回差參數P7;調溫步進值P16。
無輸入時,不調溫;冬季時,令Tset=Tmeas+P16,以使閥最終開度最大;夏季時,且只有5號輸入時,令Tset=Tmeas-P16,以使閥最終開度最大。
夏季時,有8號輸入時: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。
直觀查看時只開一個面板,關閉其它面板,并將P39設定為0,確定調溫閥的目標溫度區間:面板設定溫度(D25應該與之相同)--D25+P5;
確定調溫閥的目標濕度區間:面板設定濕度(D26應該與之相同)--D26+P7;
如果面板的實測溫度值大于D25+P5時,要進行降溫調整,應該有D23=D24–P16;
如果面板的實測溫度值小于D25時,要進行升溫調整,應該有D23=D24+P16;
如果面板的實測溫度值位于目標溫度區間內,且面板實測濕度值大于D26+P7時,要進行降溫調整,應該有D23=D24–P16;
如果面板的實測溫度值位于目標溫度區間內,且面板實測濕度值小于D26時,要進行升溫調整,應該有D23=D24+P16;
如果面板的實測溫度和濕度都在目標區間內,則D23保持最后一次調整的值,不再調整(注意,這時D23與D24沒有必然的關系)。
由天風盤出風溫度受到主機一次側的供水溫度決定,并影響舒適度,而主機側夏天基本會在8~12℃之間供水,風盤制冷才會有效果,但往往這樣的制冷方式會有兩個結果,一是溫度很快到達,風盤停止運行,啟停溫差(大),舒適感差。另外,除濕小效果往往是隨著制冷時間下降,能耗大,對使用者來說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合地面調溫系統來雙向保證舒適度,節能性提升到40%以上,舒適度大大提高。因為出風溫度高于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,這樣就不會產生強吹風感,即使在有風的情況下,也不會產生不舒適的感覺,因為地面與出風溫度更加接近。
2.2對溫濕度采集的控制理解
由于采用了高精度的溫濕度檢測、反饋、輸出對風盤控制,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,設備可以自動檢測出系統的運行方式,對整個系統不會造成影響。溫濕度露點面板是信號采集非常重要的手段,同時它能對風盤末端與地暖、地輻射制冷末端起到變流量與變風量進行控制和協同調節。
三個重要核心技術組成了一套相對高精度的控制技術,對主設備源及末端源做出不同的控制方法,以總控來確立各種需求,缺一不可。

圖5:溫濕度采集反饋系統,夏天與冬天調溫實施控制方法
3.結論
通過控制技術改變末端水溫,可以得到兩種不同模式下的水溫控制方式,同時解決了以舒適度為主的冷暖系統風盤制冷時缺點,也解決了地暖只能供暖而不能制冷的問題。
此技術的突破,很好地幫助我國熱泵兩聯供事業的發展,找到以系統為突破方向的技術線路,可以延伸出智能控制舒適系統、三恒和五恒舒適系統。
雙變溫技術,整體節能率超過40%以上,加上風盤的低速、高水溫運行,可以把兩聯供主機的能效比大大提升,是利國利民的好事。雙變溫技術,可調性高,對接簡單,只需485開放協議,任何設備都可以對接,模塊化的施工,是兩聯供市場今后的主流方向。