风机盘管加新风中央空调系统综合实训考核装置
科教设备有限公司专业生产维修电工实训考核装置,智能楼宇实验台,工业机器人实验台,教学设备,汽车实训设备,机电一体化实训设备,电工电子电力拖动实验室设备,中职实训基地设备,产教融合实训基地建设,物联网实训沙盘,数控实训考核设备,化工实验室设备等教学设备。
在研究基于风机盘管加新风系统的空调系统自动控制实训室设计与建造设计方案前,首先确立了几个基础原则:
(1)成本要低,因此*好是在已有的空调实训室的基础上设计与改造,这样就可以节省大部分制冷与空调设备本身的投资,预算对比容易获取校方相关管理部门的许可与支持。
(2)该实训室主要是服务于教学实践,因此该实训室的建造设计不能以技术先进为导向,而应以成熟、可靠,尤其是各种类型制冷与空调设备上被普遍使用的常见控制设备为主,这样对学员适应毕业后的作业岗位很有意义。
(3)为拓展该实训室所能服务的制冷与空调设备各专业的教学界限及教学内容,实训室内所设计的自控系统应设定有综合性、模型块化的特别点,即按照制冷与空调设备专业控制教学大纲,这些控制设备可以构成完整的系统,各设备的控制装置又可以单独完成一些不一样教学实践环节的实训实训任务。
1空调系统自动控制实训室设计方案
我们公司的中央空调实训室是一个经典型的风机盘管加新风系统,冷热源使用一台开利活塞式风冷热泵冷热水系统,新风机使用的是天加的卧式机组,设定有过滤、冷热盘管、单风机、加湿、均流等功能模型块,末端设备含有概括卧式侧出风明装、暗装、立式明装、储物柜式等类型的风机盘管和新风机所配的各种类型的散流器及回风口,系统示意图如下图所示。
图1风机盘管加新风系统示意图
1.1 经典型风机盘管的控制方案设计
因空调实训室的风机盘管类型较多,一般应用单独灵活控制,为了方便学员接触到更多类型的风机盘管控制器,本方案设计了几种不一样类型的风机盘管控制器,如电子控制器加电动阀、电子控制器加电磁阀、简便的风机调节速度器等。
图2为两管制冷热盘管电子控制器加电动阀控制系统图,图中ST-1为风机盘管控制器,它含有概括了模式选用开关、温控器、风机转动速度选用开关三个部分。模式选用开关可选用冷(C)、热(H)和关(O)三种状态。制冷时若室温高于设定值,温控器触点1和2接通,电动阀被打开,系统对室内提供冷气。制热时若室温低于设定值,温控器触点1和3接通,电动阀被打开,系统对室内提供暖气。温控器的设定温度（℃）在5℃~30℃界限内可调。风机转动速度选用开关可手动选用风机的高、中、低三档转动速度。SV-1为装配在盘管回水管上的电动两通阀,由温控器控制,主要采用它来控制盘管的冷热量输出。
图2 经典型风机盘管控制系统原理图
1.2 新风机组的控制方案设计
图3新风机组DDC控制系统原理图
新风机组应用集中控制,本方案应用DDC直接数字控制。新风机组DDC控制系统原理如图3所示,为新风机组的直接数字控制(DDC)系统流程图。其温度（℃）控制系统由温度（℃）传感器TE、执行器电动两通调动阀TV-1及换热器和新风阀TV-2构成。湿度控制系统由湿度传感器ME1、加湿电动两通调动阀TVS、加湿器构成。过滤器报警及风机运行状态和故障状态监视系统由过滤器压差开关PdS、防冻开关TS、风机过流继电器常开触头(事故报警)、风机前后的压差开关的常开触点(状态监视)及DDC输出继电器模型块构成。
DDC控制器经过其内置的通讯模型块,可使DDC控制系统进入同层互联网,与其他DDC控制器实行通信,共享数值信息,也可以进入集散式系统,包括分站,完成分站监控任务,同时与中央站通信。
1.3 监控系统的设计方案
现在中央空调计算机数值监控系统类型较多,本方案应用较成熟的美国尼韦尔公司EXCEL100可编程小型HVAC控制器;该控制器适用来全部HVAC控制应用系统和楼宇自动化功能的EXCEL5000系统内的DDC控制器。控制器可应用来单独运行,拨号和互联网系统。适用来小型和中型的建筑物。控制系统可使用CARE系统可自由编程,也可用标准的ModAL模型块系统实行编程。本系统监控计算机数值使用Windows实操系统,实操界面学员较熟悉,该系统原理如图4所示。
2基于风机盘管加新风系统的空调系统自动控制实训室建造设计方案
本空调系统自控实训室的EXCEL100可编程小型HVAC控制器系统及其配套传感器、自控阀门等部位件以及相应的编程系统由外包厂商统一提供,手持式红外温度（℃）测量仪、手持式风速测量仪等现场测量仪表器具由学校采购,如果预算不足,可分期分批完成。
对于自控系统在已有的空调设备如风机盘管、新风机组和供回水管道上的装配调节测试,应该以在厂家技术支持的条件下由专业教师及实训员主导完成,这样方便专业教师及实训员尽快熟悉控制系统的构造、原理及维护。在装配调节测试过程中,应要求厂家提供详尽的设备技术图纸文档实训指导书,这一方面是收集实训实训的图纸文档实训指导书,另一方面,也是为了在熟悉、理解现有控制系统的基础上,为逐步改造、升级控制系统预留空间,以适应制冷专业高职教育的快速发展。
3基于风机盘管加新风系统的空调系统自动控制实训室设计方案的新特别点
(1)本设计方案是基于目前我国*广泛使用的中央空调系统类型-风机盘管加新风系统。
风机盘管加新风系统仍是目前我国大部分地区中央空调的主导型式,因此基于该系统的自动控制实训室设计方案可以提供更多、更贴近作业实际的实训实训环节,不仅含有概括风机盘管的水系统控制环节,也含有概括新风机组的空气处置整理、空气输送、空气分配等空气循环系统自控环节。
(2)本设计方案是基于已有的风机盘管加新风空调系统实训实训室的自控系统改造方案。
本方案的完成设定有成本低、建造设计工期短的特别点。这种方案对于现有空调实训室的改造对比适用,可以较大程度上挖掘现有实训室的潜力。
(3)本设计方案应用了分散式控制系统与传统机电式控制相集合的方法。
本设计方案新风系统应用可编程小型HVAC控制器,而风机盘管系统则应用了传统的机电式控制方法,而而且风机盘管的机电式控制可以应用不一样类型、功能的控制器和执行器,这样就可以在一个实训室中展现不一样原理、不一样功能特别点的控制装置,*大程度上扩大空调系统自动控制实训室的使用界限,提升实训室提供不一样类型自控系统实训试训的能力。
(4)本设计方案不仅可以提供空调自控系统的硬件装配、维护能力、热工测量实训,同时还能提供一定的自控系统编程能力实训。
--空调系统自动控制技术的快速发展,仅仅掌控把握空调自控系统的硬件装配、维护等技能已不能完全适用作业岗位要求,还必须具备一定的自动控制系统编程与系统维护方面的技能。运用EXCEL100可编程小型HVAC控制器系统所配备的CARE系统或ModAL模型块系统可以为学员提供自控制系统编程与维护的基础实训,适用职业技能的更高要求。
4基于风机盘管加新风系统的空调系统自动控制实训室能完成的教学功能
经过组建一个完整的新风集散式控制系统和单独的风盘控制系统,在教学实践中可以完成如下教学功能:
(1)空调控制系统的教学静态展示。
即计算机数值控制系统、电子控制系统、电气控制系统等各类型控制装置及其各控制零部位件的展示。所以在实训室建造设计中应适当采购一些控制系统中的主要零部位件,如传感器、风阀、电动电磁阀等,一是用来日常设备的维护,同时也可用来实行教学展示。
(2)空调控制系统的装配调节测试。
高职制冷专业毕业生的一个重要就业岗位是·在制冷与空调设备的生产及装配调节测试一线,制冷与空调设备的控制系统装配调节测试是一项非常重要的作业内容,而且需要较高的专业技能。本系统可为学员提供传感器的测量试验装配、控制器的装配及电气连接,电磁阀和电动阀的装配调节测试等实训实训内容。同时经过对完整控制系统各部位件的装配调节测试,提升学员对各种经典型机械式、电气式、电子式控制系统各部位件原理、构造、作业过程的认知与理解,增强学员的实际动手技能,这对于他们毕业后尽快进入作业角色有非常重要的意义。
(3)空调控制系统的故障判别及排除。
对于毕业后从事制冷与空调设备的售后服务作业的高职制冷专业学员而言,空调控制系统的故障判别及排除是他们以后职业生涯中一项*重要的作业内容之一,空调控制系统的故障判别及排除不仅需要专业知识,同时更需要长期的实践经验及技能。为此不仅需要完整的空调设备控制系统,同时在还需在实训实训环节中安排实际故障诊断与排除环节,经过"实战练兵"的形式提升学员的实践经验与实际技能。
(4)空调控制系统的运行管理。
对于许多在*终用户的制冷与空调设备运行管理岗位上的高职制冷专业毕业来说,经过空调控,制系统对制冷与空调设备实行运行管理是日常作业之一,科学合理的运行管理时制冷与空调设备高效、节能运行的重要前提,经过对电子控制系统的实训实训,可帮助学员提升对电子控制系统的认知与理解,熟悉空调设备电子控制系统的日常运行实操,运行数值收集、储物、管理与解析,系统故障巡检,控制程序维护等。
(5)空调系统各功能数值的测控。
在空调系统的装配、调节测试与维护作业中,对温度（℃）、湿度等热工功能数值的测量是一项很重要的作业。对于学员而言,不仅制冷与空调系统自身的自动控制系统可以经过相应传感器自动对这些功能数值实行测量和存储,同时学员也应能运用仪表器具对这些热工功能数值实行人工测量,为此学员应熟悉手持式红外温度（℃）测量仪、手持式风速测量仪、皮托管以及红外温度（℃）测量仪等常用热工测量仪表器具的测量原理、调较以及测量方法,以方便空调系统现场实行快速有效的热工功能数值测量及数值解析。
(6)空调计算机数值控制系统的程序编制及调节测试。
对于一些学有余力的学员,可以运用CARE系统在EXCEL100控制系统上自由编程,也可以用标准的MoDAL模型块系统实行编程,经过系统编程的练习和上机调节测试,可以让学员熟悉空调自控系统常见编程语言,并而且经过控制程序的编写,帮助学员提升对控制系统各部分硬件的认知与理解。
综上所述,本基于风机盘管加新风系统的空调系统自动控制实训室设计与建造设计方案是以霍尼韦尔EXCEL100可编程小型HVAC控制器系统和传统的机械式、电气式控制装置相集合;以自控系统自动控制和运用测量仪表器具现场测控相集合的方案。该方案是在现有风机盘管加新风空调系统基础上,以提升高职制冷专业学员空调控制系统装配、调节测试与维护能力为目的实施的设计与建造设计方案,可以很好的适用工学集合,实践为主的实训实训教学要求。
