空调系统AHU单元及优化控制
毕业设计150空调系统AHU单元的优化控制
空调系统AHU单元的优化控制摘要一栋设有中央空调系统的楼宇建筑，其系统能耗通常占整个建筑能耗的 35 ％甚至45 ％以上，因此对空调系统进行节能控制的研究具有极大的发展潜力和巨大的经济效益。
本文针对一栋现代化商业智能建筑进行中央空调系统的设计，整个系统采用“集中管理，分散控制”的控制方式。
根据实际情况对建筑物进行分区，不同的送风区域，分别采用定风量、变风量、风机盘管加新风机组的空调方式；空调系统的冷热源集中由动力站供给。
本文详细介绍了各个子系统的控制原理和工作过程，对于该系统中的变风量空调系统，根据系统的控制工作原理绘出了空调机组的控制方框图，原理图以及接线图。
最后，本文应用MATLAB仿真软件，以ITAE性能指标最佳为目标，采用单纯形寻优与施密斯预估补偿相结合的方法对表冷器控制回路控制器参数进行优化，并进行了MATLAB仿真，结果非常理想，达到了设计要求。
关键词：变风量，AHU ,ITAE，单纯形,优化Optimization Control of AHU in Air Conditioning SystemAbstractEnergy consumption of central air conditioning system in a building usually occupies 35% even as high as above 45% of the entire energy consumption, so the research on energy saving control of air conditioning system has tremendous potential development and huge economic benefit.Central air conditioning system in a modern business intelligent building was designed in this paper. The whole system adopted the control method of "distributed control, centralizing supervision". According to practical circumstances, the building was divided into several different air supply zones, which adopted constant air volume system, variable air volume system and primary air fan-coil system separately. Cold and hot source were intensively supplied by the motive station. The work process and control principle of each subsystem were analyzed in detail in this paper. The control block diagram, principle diagram and wiring diagram of V A V air handling unit were drawn according to the system control work principle.Finally, taking the ITAE performance index as optimization goal, with the MATLAB simulation software, the controller parameters of cooling coil control loop were optimized with the integrated method of simplex methed and smith predictive compensation in this article. And the MA TLAB simulation was carried out. The result was extremely ideal and met the design requirements.Keywords: Variable Air Volume , Air Handling Unit,Simplex Method, Integrate of Time and Absolute Value Product of Error, Optimization目录1 绪论 (1)1.1 国内外智能建筑发展概况 (1)1.1.1 国外智能建筑发展状况 (1)1.1.2 国内智能建筑的发展状况 (1)1.2 设计的主要内容 (2)1.3 设计的意义 (3)2 空调系统的设计 (4)2.1 空调系统简介 (4)2.1.1 空调系统基本概念 (4)2.1.2 空调系统的分类 (5)2.2 控制系统简介 (6)2.2.1 DCS集散控制系统简介 (6)2.2.2 DDC自动控制系统介绍 (7)2.3设计方案 (8)2.3.1 DELTA控制公司简介 (8)2.3.2 大楼系统布置 (9)2.3.3 中央空调系统 (12)3 空调控制各子系统原理 (14)3.1 空调机组 (14)3.2 新风机组 (15)3.3 风机盘管系统 (17)3.4 送排风系统 (18)3.5 冷冻站 (20)3.6 换热站 (21)3 变风量空调系统设计 (23)3.1 变风量空调系统简介 (23)3.1.1 变风量系统的概念 (23)3.1.2 变风量空调系统的特点 (23)3.2 变风量空调机组控制原理 (25)3.3 空调机组接线 (27)4 ＡＨＵ送风温度控制回路MATLAB仿真 (32)4.1 仿真软件介绍 (32)4.2 表冷器简介 (33)4.3 送风温度控制回路 (34)4.4 控制器的设计与优化 (34)4.4.1 调节器参数整定 (34)4.4.2 调节器参数的优化方法 (37)4.5 仿真结果分析 (45)5 结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)1 绪论1.1 国内外智能建筑发展概况1.1.1 国外智能建筑发展状况自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后，一些经济比较发达的国家先后提出了智能家居的方案。
ahu工作原理
ahu工作原理Ahu工作原理。
空气处理单元（AHU）是一种用于处理和分配空气的设备，通常用于建筑物的暖通空调系统中。
它的工作原理涉及空气的循环、过滤、加热和冷却，以确保建筑物内部的空气质量和温度得到控制和维持。
下面将详细介绍AHU的工作原理。
首先，AHU通过吸入外部空气或者循环室内空气来开始工作。
这些空气首先通过过滤器，以去除其中的灰尘、污染物和其他杂质。
这样可以确保送入建筑物内部的空气是清洁的，有利于保持室内空气质量。
接下来，空气被送入加热器或者冷却器中，根据需要进行加热或者冷却。
加热器通常采用电加热器或者燃气加热器，而冷却器则通常采用制冷剂循环系统进行制冷。
这样可以确保送入建筑物内部的空气温度得到控制，使室内空气保持舒适的温度。
在经过加热或者冷却处理后，空气被送入建筑物内部的空气管道中，通过风管系统分配到各个房间。
在这个过程中，风机会提供足够的风压，以确保空气能够顺利地流动到各个房间，从而实现室内空气的均匀分布。
同时，AHU还会通过加湿器或者除湿器对空气进行湿度调节。
这样可以确保室内空气的湿度保持在适宜的范围内，避免出现过干或者过湿的情况，从而提高室内空气的舒适度。
除此之外，AHU通常还配备了新风和排风功能。
新风功能可以将外部新鲜空气引入建筑物内部，以提高室内空气质量；而排风功能可以将室内空气排出建筑物，以排除污染物和异味，保持室内空气清新。
综上所述，AHU的工作原理涉及空气的循环、过滤、加热和冷却、风压分配、湿度调节以及新风排风功能。
通过这些工作原理，AHU可以有效地控制和维持建筑物内部的空气质量和温度，为人们提供一个舒适、健康的室内环境。
空调系统中 PAU、MAU、AHU、RCU、DDC、FCU、FFU的区别及作用
空调系统中 PAU、MAU、AHU、RCU、DDC、FCU、FFU的区别及作用2015-11-20AHU组合式空调箱：主要是抽取室内空气(return air) 和部份新风以控制出风温度和风量来并维持室内温度。
PAU预冷空调箱：Primary Air Unit对室外新风进行预处理,在送至风机盘管（FCU）。
RCU（Recycled airhandling unit）循环空调箱。
MAU全新风机组：是提供新鲜空气的一种空气调节设备。
功能上按使用环境的要求可以达到恒温恒湿或者单纯提供新鲜空气。
工作原理是在室外抽取新鲜的空气经过除尘、除湿（或加湿）、降温（或升温）等处理后通过风机送到室内，在进入室内空间时替换室内原有的空气。
当然以上所提到的功能得根据使用环境的需求来定，功能越齐全造价越高。
DCC干式冷却盘管（简称为干盘管或干冷盘管）：是用来消除室内的显热的。
直接数控制(Direct Digital Control)HEPA中文意思为高效过滤器，达到 HEPA 标准的过滤网，对于 0.1 微米和 0.3 微米的有效率达到 99.998%， HEPA 网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。
它对直径为 0.3 微米（头发直径 1/200）以上的微粒去除效率可达到99.7%以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。
（抽烟产生的烟雾颗粒直径为 0.5 微米）它是国际上公认的高效过滤材料。
经广泛运用于手术室、动物实验室、晶体实验和航空等高洁净场所。
FCU风机盘管：Fan Control Unit 风机盘管是空调系统的末端装置，其工作原理是机组内不断的再循环所在房间的空气，使空气通过冷水（热水）盘管后被冷却（加热），以保持房间温度的恒定。
主要依靠风机的强制作用，使空气通过加热器表面时被加热，因而强化了散热器与空气间的对流换热器，能够迅速加热房间的空气。
VAV变风量空调系统（VAV）控制原理：变风量控制器和房间温控器一起构成室内串级控制，采用室内温度为主控制量，空气流量为辅助控制量。
ahu空气处理单元
ahu空气处理单元摘要：1.引言2.ahu空气处理单元的定义和作用3.ahu空气处理单元的工作原理4.ahu空气处理单元的应用领域5.ahu空气处理单元的优缺点6.结论正文：1.引言ahu空气处理单元是空调系统中的一种重要组件，负责对空气进行处理和调节，以满足不同场景和环境的需求。
本文将对ahu空气处理单元的定义、作用、工作原理、应用领域、优缺点等方面进行详细介绍。
2.ahu空气处理单元的定义和作用ahu空气处理单元，全称Air Handling Unit，简称AHU，是空调系统中的一个重要组成部分。
其主要功能是对进入建筑物的外部空气进行处理和调节，以满足室内空气品质、温度、湿度、洁净度等要求。
通过ahu空气处理单元的处理，可以有效降低室内空气中的污染物、细菌、病毒等有害物质，提高室内空气质量，保障人们的健康。
3.ahu空气处理单元的工作原理ahu空气处理单元的工作原理主要包括以下几个步骤：- 室外新风经过初效过滤器，去除大颗粒物和尘埃；- 新风与室内回风混合，形成混合风；- 混合风经过中效过滤器和高效过滤器，去除细小颗粒物和有害物质；- 混合风经过加湿、除湿和加热、制冷处理，调节空气湿度和温度；- 处理后的空气进入送风管道，输送到各个空调区域。
4.ahu空气处理单元的应用领域ahu空气处理单元广泛应用于办公楼、商场、酒店、医院、学校等各类建筑物中，为人们提供舒适、安全、健康的室内空气环境。
5.ahu空气处理单元的优缺点优点：- 有效改善室内空气质量，保障人们的健康；- 能对空气进行加湿、除湿、加热、制冷等多重处理，满足不同环境需求；- 组件化设计，安装、维护方便。
缺点：- 设备体积较大，占用空间较多；- 系统相对复杂，设计和施工要求较高。
6.结论ahu空气处理单元作为一种关键的空气处理设备，在保障室内空气质量和舒适度方面发挥着重要作用。
空调系统中PAU、MAU、AHU、DCC、RCU、DDC FCU的区别
空调系统中PAU、MAU、AHU、DCC、RCU、DDC FCU的区别AHU （Air Handle Unit) 组合式空调箱:主要是抽取室内空气(return air) 和部份新风以控制出风温度和风量来并维持室内温度。
PAU（Pre—Cooling Air Handling Unit)预冷空调箱： Primary Air Unit对室外新风进行预处理，在送至风机盘管(FCU）。
RCU（Recycled airhandling unit）循环空调箱。
MAU（Make-up Air Unit）全新风机组:是提供新鲜空气的一种空气调节设备。
功能上按使用环境的要求可以达到恒温恒湿或者单纯提供新鲜空气.工作原理是在室外抽取新鲜的空气经过除尘、除湿（或加湿)、降温(或升温）等处理后通过风机送到室内,在进入室内空间时替换室内原有的空气.当然以上所提到的功能得根据使用环境的需求来定，功能越齐全造价越高.DCC（Dry Cooling Coil) 干式冷却盘管：（简称为干盘管或干冷盘管) 是用来消除室内的显热的。
DDC : (Direct Digital Control ）直接数控制 HEPA （High efficiency particulate air Filter)，中文意思为高效过滤器，达到HEPA标准的过滤网，对于0.1微米和0。
3微米的有效率达到99.998％， HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。
它对直径为0。
3微米(头发直径1/200）以上的微粒去除效率可达到 99。
7％以上,是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。
（抽烟产生的烟雾颗粒直径为0。
5微米）它是国际上公认的高效过滤材料。
经广泛运用于手术室、动物实验室、晶体实验和航空等高洁净场所。
FCU （File Control Unit）风机盘管：Fan Control Unit风机盘管是空调系统的末端装置，其工作原理是机组内不断的再循环所在房间的空气，使空气通过冷水（热水)盘管后被冷却(加热)，以保持房间温度的恒定.主要依靠风机的强制作用，使空气通过加热器表面时被加热，因而强化了散热器与空气间的对流换热器，能够迅速加热房间的空气。
空调系统中-PAU、MAU、AHU、DCC、RCU、DDC、FCU-的区别
空调系统中 PAU、MAU、AHU、DCC、RCU、DDC、FCU?的区别AHU（Air Handle Unit）组合式空调箱:主要是抽取室内空气(return air) 和部份新风以控制出风温度和风量来并维持室内温度。
PAU（Pre-Cooling Air Handling Unit）预冷空调箱: Primary Air Unit 对室外新风进行预处理,在送至风机盘管（FCU）。
?RCU（Recycled airhandling unit）循环空调箱。
MAU（Make-up Air Unit）全新风机组: 是提供新鲜空气的一种空气调节设备。
功能上按使用环境的要求可以达到恒温恒湿或者单纯提供新鲜空气。
工作原理是在室外抽取新鲜的空气经过除尘、除湿（或加湿）、降温（或升温）等处理后通过风机送到室内，在进入室内空间时替换室内原有的空气。
当然以上所提到的功能得根据使用环境的需求来定，功能越齐全造价越高。
DCC(Dry Cooling Coil) 干式冷却盘管（简称为干盘管或干冷盘管）:是用来消除室内的显热的。
?DDC:(Direct Digital Control)直接数控制。
HEPA (High efficiency particulate air Filter)，中文意思为高效过滤器，达到 HEPA 标准的过滤网，对于微米和微米的有效率达到 %， HEPA 网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。
它对直径为微米（头发直径 1/200）以上的微粒去除效率可达到 %以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。
（抽烟产生的烟雾颗粒直径为微米）它是国际上公认的高效过滤材料。
经广泛运用于手术室、动物实验室、晶体实验和航空等高洁净场所。
FCU （File Control Unit）风机盘管：Fan Control Unit 风机盘管是空调系统的末端装置，其工作原理是机组内不断的再循环所在房间的空气，使空气通过冷水（热水）盘管后被冷却（加热），以保持房间温度的恒定。
酒店管理工程空调系统——AHU空调系统简介2016（叶予舜）
酒店管理工程空调系统——AHU空调系统简介2016（叶予
舜）
酒店管理工程空调系统——AHU空调系统简介
（一）空调的各段的使用需根据用户的具体情况而自由组合
（二）不同厂家组合顺序不同
空调系统中PAU、MAU、AHU的区别是什么?
●PAU（Pre-CoolingAirHandlingUnit）预冷空调箱。
对室外新风进行预处
理，在送至风机盘管（FCU）。
●MAU（Make-upAirUnit）全新风机组。
这个就不用说了。
●AHU（AirHandleUnit）空调箱。
主要是抽取室内空气(returnair)和部份新
风以控制出风温度和风量来并维持室内温度。
系统简介
1.新风段：新风段主要是接受室外新风，沉淀新风中的杂质；新风阀安装风阀
执行器（开关量），与风机联锁。
建议在室外背阴出安装温度传感器，用于回风温度补偿。
2.过滤段：过滤新风的一般为初效（或叫粗效）过滤，主要是过滤体积较大的
杂质；回风段之后的过滤器一般为中效过滤器，一般过滤体积较小的杂质；
如果是净化空调还会有亚高效和高效过滤段。
所有过滤网前后均应安装压差开关，用于检测过滤网的清洁度，如果堵塞杂质较多，会发出报警信号。
3.回风段：回风段主要适用于混合新风和回风；回风口处的风阀安装风阀执行
1
叶予舜二〇一六年三月二十四日星期四。
空调系统节能优化与控制方案
空调系统节能优化与控制方案空调系统在现代生活中起到了不可或缺的作用，但其能耗一直是人们关注的焦点。
为了实现能源的有效利用和减少对环境的负面影响，开发和应用空调系统的节能优化与控制方案变得至关重要。
本文将介绍几种常见的空调系统节能优化与控制方案。
一、变频空调系统的应用变频空调系统是一种基于变电调制技术的空调系统，通过控制设备电机的转速来调节制冷或制热的效果。
相比传统的定频空调系统，变频空调系统能根据室内外温度的变化，精确地调节制冷或制热效果，从而降低能耗。
此外，变频空调系统具有启动电流小、运行稳定等优点，可以在实现舒适的室内环境的同时，降低能源消耗。
二、余热回收技术的应用空调系统在制冷过程中产生大量的余热，传统的空调系统往往将这部分余热排放到室外，导致能源的浪费。
而余热回收技术可以将这些余热利用起来，用于加热供暖水或其他需要热能的地方。
通过余热回收技术的应用，可以将浪费的热能转化为可用的能源，进一步节约能耗。
三、智能控制系统的引入智能控制系统是指通过引入先进的传感器和控制算法，实现对空调系统的智能化控制。
智能控制系统可以根据室内外温度、湿度以及人流量等信息进行动态调节，以达到最佳的能耗效果。
例如，当室内人流量减少时，智能控制系统可以自动降低空调功率，避免能源的浪费。
此外，智能控制系统还可以与其他系统集成，实现更加智能化的节能管理。
四、建筑能源管理系统的整合建筑能源管理系统是一种集成各种智能设备和传感器的系统，可以实时监测和控制建筑内部的各种电力设备，包括空调系统。
通过建筑能源管理系统的整合，可以实现对空调系统的远程监控和控制，提高能源利用效率。
例如，可以利用建筑能源管理系统对空调系统进行建模，通过模拟和优化算法，实现对空调系统的最优控制。
总结：通过应用变频空调系统、余热回收技术、智能控制系统以及建筑能源管理系统的节能优化与控制方案，可以显著减少空调系统的能耗，并实现对空调系统的智能化管理和控制。
空调系统节能优化与控制方案的应用不仅可以降低能源消耗，减少对环境的负面影响，还可以为用户提供更加舒适和安全的室内环境。
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2
毕业实习、收集文献资料、准备开提报告
第1-3周
3
下发毕业设计（论文）任务书
3月28日（第4周三）
交文献综述及资料搜集记录
3月28日（第4周三）
设计：
方案制定、设备选型、绘图、编程、仿真
第4—13周
交开题报告
4月4日（第5周三）
交英文翻译
4月11日（第6周三）
交中期检查
5月9日（第10周三）
毕业设计（论文）任务书
课题名称：空调系统AHU单元的优化控制
学院：
专业：
班级：
姓名：
学号：
教师(签字)：
一、毕业设计（论文）的目的与要求
目的：
智能建筑是现代建筑技术与高科技信息技术（自动化、计算机、通信）相结合的新成就。楼宇自动化中的中央空调系统是智能建筑中主1要的内容之一。本设计的目的是使学生在已有的基础理论和专业知识的基础之上，通过中央空调自控系统设计这一典型课题实践和锻炼，树立工程观点，培养从事专业工作的基本技能和本领，具备一个高级工程技术人才应有的设计、研究、开发的基本能力，达到国家对本专业规定的业务培养目标。
8.王天富,买宏金.空调设备.北京：科学出版社，2003，550页TU831.4/11
9.智能建筑设计标准(GB/T 50314-2000)，中国计划出版社，2000
10.中国建筑标准设计研究所，建筑智能化系统集成设计图集，2003
11.Delta公司技术资料(软盘)：控制产品手册；BA方案；工程设计手册
二．毕业设计（论文）的主要内容（含主要技术参数）
某现代化商业智能建筑：面积15000平方米，由地下一层和地上十五层组成。空调系统根据不同分层（区）的情况，采用定风量系统、变风量系统、风机盘管加新风机组的空调方式，冷热源集中由动力站供给。
系统采用“分散控制，集中管理”的控制方式。对该建筑的中央空调自控系统进行设计，要求以下内容：
4.对于该系统中的变风量控制部分：
⑴确定系统的监控点，选择传感器、执行器和控制设备；
⑵给出空调机组的控制方框图，并用计算机辅助设计和系统仿真方法设计其中表冷器控制回路的控制器（控制算法设计和控制器参数计算），要求以ITAE性能指标最佳为目标，对控制器参数优化。
⑶绘制该部分的接线图。
三、毕业设计（论文）题目应完成的工作
2.图纸
绘制以下图纸（图幅为A3、A4）：
⑴DCS系统结构图；
⑵空调自控系统原理图：空调机组控制、新风机组控制、风机盘管控制、冷冻站控制、换热站系统控制、送排风控制原理图；
⑶变风量空调机组控制部分电气接线图。
3.设备明细表：
⑴中央空调DCS系统设备明细表；
⑵变风量空调机组控制部分传感器、执行器和控制设备明细表。
4
总结设计工作、编写设计说明书
第14-15周
设计说明书编写要符合全校《毕业设计（论文）统一格式》
毕业答辩资格审核
6月7日（第15周三）
5
毕业答辩
6月12-16日（第16周）
五．应收集的资料及主要参考文献：
1.王可崇等，建筑设备自动化系统，人民交通出版社，2003
2.胡崇岳，智能建筑自动化技术，机械工业出版社，1999
六、任务执行日期：
自_年__月____日起，至____年____月___日止。
七、审核批准意见
指导教师（签字）
教研室主任（签字）
主管院长（主任）（签字）
欢迎您的下载，资料仅供参考！
4.MATLAB设计和仿真实验：
⑴变风量部分的空调机组控制方框图；
⑵计算机辅助设计控制器参数（以ITAE性能指标最佳为目标，对控制器参数优化）；
⑶MATALAB仿真及结果分析。
四、毕业设计（论文）进程的安排
序号
设计（论文）各阶段任务
日期
备注
1
毕业实习、设计动员会，教师与学生见面、交题；安排毕业实习、设计
13.罗启军，戴汝平.空调系统控制的一种动态优化技术.建筑热能通风空调，2003年第3期
14.控制系统的MATLAB设计与仿真方面的书籍资料
15.飞思科技产品研发中心编著.MATLAB 6.5辅助优化计算与设计.北京：电子工业出版社，2003，TB115/43
16.A VAV Box Bilemma.CORE
3.刘耀浩，建筑环境与设备的自动化，天津大学出版社，2000
4.郭维钧等，建筑智能化技术基础，中国计量出版社，2001
5.刘国林，建筑物自动化系统，机械工业出版社，2002
6.张子慧，制冷空调自动控制，科学出版社，1999
7.陈龙，智能建筑楼宇控制与系统集成技术，中国建筑工业出版社，2004
(以上参考书中有2-3本即可)
完成以下工作，并在设计说明书中予以总结：
1.方案设计和原理分析:
⑴大厦设计需求，对中央空调系统方案的理解、主要空调设备的原理和性能；
⑵控制系统功能和总体方案设计说明；
⑶各子系统的工作过程和控制原理详细分析（空调机组控制、新风机组控制、风机盘管控制、冷冻站控制、换热站系统控制、送排风控制）；
⑷变风量控制部分：确定监控点，选择传感器、执行器和控制设备。
1.学习暖通空调专业设计人员给出的空调系统方案、主要空调设备的原理和性能，了解空调工艺设计对自动控制提出了哪些要求；
2.根据工程需求分析，确定系统图。
3.用计算机绘制空调自控系统原理图，包括：空调机组控制、新风机组控制、风机盘管控制、冷冻站控制、换热站系统控制、送排风控制原理图。对各个系统的工作和控制原理给出详细的分析说明。
要求：
掌握文献检索、资料查询的基本方法，进一步获得这一领域的理论知识和当前的研究动态；学习计算机设计工具，并掌握建筑弱电系统的设计方法与步骤；掌握如何以一种典型的楼宇自控产品为基础，构成合理的中央空调自控系统，能够对其中的关键部分进行计算机仿真实验分析。总之，要求学会独立分析和解决实际问题，全面、按时完成本设计任务书下达的设计内容。