
AHU空气处理机组不仅承担制冷、制热和空气过滤,在洁净室、实验室、医院、工业厂房以及对室内环境要求较高的建筑中,还需要根据项目需求实现恒温、恒湿、恒压、风量控制和空气品质管理。
这些功能并不是依靠某一台设备单独完成,而是由温湿度、压力等传感器持续采集数据,通过PLC、DDC或楼宇控制系统进行逻辑运算,再控制冷冻水阀、加热器、加湿器、变频风机、风阀等执行机构,形成完整的闭环控制。
恒温控制的核心,是让AHU的制冷量或制热量根据实际温度变化自动调节。
系统可以通过室内温度、回风温度或送风温度传感器采集数据,与目标设定值进行比较,再通过PID等控制方式调节冷冻水阀、热水阀、电加热器或热泵设备的输出。
例如夏季室内温度高于设定值时,控制系统可以增加冷冻水阀开度,提高表冷器制冷能力;随着室温逐渐接近设定值,再自动降低输出。
冬季则可以通过热水盘管、电加热或热泵制热进行调节。
对于洁净室、实验室及精密环境,温度控制精度要求可能达到±0.5℃甚至更高,但具体控制精度需要根据项目工艺要求、传感器精度、设备能力以及控制系统综合确定。
温度和湿度并不是两个完全独立的参数,两者之间存在明显的耦合关系。因此,恒湿控制通常比单纯恒温更加复杂。
夏季空气温度和含湿量较高时,AHU通常通过表冷器将空气冷却到露点温度以下,使空气中的部分水蒸气凝结成冷凝水排出,从而降低空气含湿量。
但深度除湿以后,送风温度可能低于房间实际需要。因此在对温湿度要求较高的项目中,可以根据需要设置再热段,对除湿后的空气进行适当升温。
对于低露点、深度除湿或特殊工艺环境,还可以根据项目条件增加转轮除湿等预处理设备,但这并不是所有AHU系统的标准配置。
冬季室外空气经过加热以后,相对湿度通常会下降。系统可以通过湿度传感器判断实际湿度,在低于设定值时自动启动蒸汽加湿、电极加湿或其他适合项目要求的加湿设备。
达到目标湿度后,加湿量自动降低或停止,从而形成湿度闭环控制。
这里的“恒压”需要区分两个概念:风管静压控制和房间压差控制。
在变风量系统中,当不同区域的风阀开启或关闭时,系统实际需要的送风量会不断变化。
压力传感器检测风管静压后,控制系统通过变频器自动改变AHU风机转速,使风管压力保持在合理范围。
这样既能保证末端获得所需风量,又能避免风机长期满负荷运行造成不必要的能耗和噪声。
洁净室、实验室以及部分医疗和工业空间,还需要控制房间与相邻区域之间的压力关系。
例如需要防止外部污染物进入的区域,可以通过使送风量适当大于回风量与排风量之和形成正压;而部分需要防止内部空气向外扩散的空间,则可能采用负压设计。
系统通过微压差传感器持续监测房间压力,并联动送风机、排风机、变风量末端或风阀进行自动调节。
具体压差设定值不能简单采用一个固定数字,而应根据建筑用途、洁净等级、工艺要求以及适用设计标准确定。
这是AHU控制系统中一个非常实际的问题。
随着初效、中效和高效过滤器不断积尘,过滤阻力会逐渐增加。如果风机始终保持固定转速,实际送风量就可能逐渐下降。
因此,对风量稳定性要求较高的AHU,可以通过变频风机 + 压力传感器 + 风量或静压控制进行补偿。
当过滤阻力增加导致系统压力发生变化时,控制器适当提高风机转速;当阻力较小时,则降低风机转速。
同时还可以通过过滤器前后的压差传感器监测阻力。当压差达到设定报警值时,系统提醒管理人员检查或更换过滤器。
一个完整的AHU自动控制系统通常可以分为三个层级:
| 控制层级 | 主要设备 | 主要作用 |
|---|---|---|
| 感知层 | 温度、湿度、压差、CO₂、风量等传感器 | 实时采集环境和设备运行数据 |
| 控制层 | PLC、DDC、控制器 | PID调节、逻辑判断、联锁保护和运行策略 |
| 执行层 | 水阀、风阀、VFD变频器、风机、加热器、加湿器 | 根据控制指令改变制冷量、制热量、湿度和风量 |
多个控制回路之间还需要协调运行。例如除湿会影响送风温度,改变风量又会影响房间压力,因此实际工程并不是简单设置三个独立PID就可以完成,而需要考虑温度、湿度、风量和压力之间的耦合关系。
可以。现代AHU通常可以通过Modbus、BACnet等通信方式接入BMS楼宇自动化系统或能源管理平台。
管理人员可以集中查看:
✔ AHU启停状态
✔ 室内及送回风温湿度
✔ 风机运行频率
✔ 风阀、水阀开度
✔ 房间或过滤器压差
✔ 设备运行时间
✔ 故障及超限报警
✔ 能耗及历史趋势
进一步还可以根据建筑使用时间、实际负荷和不同区域需求设置自动运行策略,实现AHU与VRF、照明、电表、新风及其他楼宇设备的集中管理。
YUJU御居环境在AHU及楼宇暖通控制项目中,不只是根据设备参数选择空气处理机组,而是结合建筑实际用途、冷热负荷、风量、温湿度目标、压力要求以及空气品质需求进行整体设计。
系统可以根据项目需求配置温湿度传感器、压差传感器、CO₂传感器、变频风机、比例水阀、风阀、加湿器以及PLC/DDC控制系统,并进一步接入YUJU楼宇智能控制与能源管理平台。
对于洁净室、实验室、医院、办公楼、酒店、工业厂房以及其他特殊环境,可根据实际需求设计不同的AHU控制逻辑,而不是使用完全相同的固定控制方案。
可以。通过表冷器、加热或再热设备、加湿器以及温湿度传感器配合控制,可以根据项目要求实现温湿度联合调节。
不是。采用变频控制时,恰恰是通过不断改变风机转速,使风管静压、风量或房间压差维持在目标范围。
不一定。控制方案应根据建筑用途确定。普通舒适性空调可以采用相对简单的温度和风量控制,而洁净室、实验室及精密环境通常需要增加湿度、压差、过滤器监测及更完善的联锁控制。
可以。在设备和通信协议支持的情况下,AHU可接入楼宇管理平台,实现运行状态、温湿度、压力、报警、能耗等数据的集中监测与控制。