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AHU如何实现恒温恒湿恒压控制?空气处理机组控制原理

AHU如何实现恒温、恒湿、恒压控制?空气处理机组控制原理

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。

简单理解:
传感器负责“感知环境”,控制器负责“判断和计算”,阀门、风机、加湿器等设备负责“执行”,最终让AHU根据实际负荷自动调节,而不是始终以固定状态运行。

一、AHU恒温控制是如何实现的?

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。

二、AHU为什么可以同时控制温度和湿度?

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。

夏季除湿:先降温除湿,再根据需要调温

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。

典型夏季空气处理过程:
高温高湿空气 → 过滤 → 表冷降温 → 冷凝除湿 → 必要时再热 → 送入房间

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。

冬季加湿:根据湿度自动补充水分

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。

三、AHU恒压控制到底控制的是什么?

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。

1. 风管静压控制

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。

2. 房间压差控制

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。

四、过滤器越来越脏,AHU为什么还能保持风量?

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。

五、AHU恒温、恒湿、恒压的控制架构

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

六、AHU还可以接入BMS楼宇管理系统吗?

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。

七、YUJU如何设计AHU智能控制系统?

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。

AHU智能控制的真正目的
不是让设备一直高速运行,而是在满足温度、湿度、风量、压力和空气品质要求的前提下,让冷量、热量、风量和设备运行状态随着实际需求自动变化,从而兼顾环境稳定性、舒适性、设备可靠性与能源效率

FAQ|AHU控制常见问题

AHU可以同时控制温度和湿度吗?

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。

AHU恒压是不是让风机一直保持一个转速?

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。

普通商业建筑也需要这么复杂的AHU控制吗?

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。

AHU能否远程监控和集中管理?

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。