關(guān)于特殊四管制空調(diào)水系統(tǒng)的控制解決方案

摘要:陜北某五星級(jí)酒店空調(diào)盤管水系統(tǒng)采用特殊的四管制，故傳統(tǒng)四管制接線、控制程序的風(fēng)機(jī)盤管控制器無法滿足現(xiàn)空調(diào)水系統(tǒng)使用。本文通過分析傳統(tǒng)四管制風(fēng)機(jī)盤管控制器及相應(yīng)更改方案在本水系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)的控制結(jié)果，并提出相應(yīng)的控制解決方案。

關(guān)鍵詞:特殊的四管制水系統(tǒng) 風(fēng)機(jī)盤管控制器 冬夏季轉(zhuǎn)換

0 引言

陜北某五星級(jí)酒店空調(diào)系統(tǒng)由某設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。其空調(diào)盤管水系統(tǒng)采用特殊的四管制，其中風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)分為二管制和四管制兩種。四管制風(fēng)機(jī)盤管用于酒店裙房?jī)?nèi)區(qū)和客房東、南、西三面，二管制風(fēng)機(jī)盤管用于酒店其他區(qū)域。所有風(fēng)機(jī)盤管水閥選用YORK品牌的APC-VLV 2201VX型電動(dòng)閥，其動(dòng)作形式為開關(guān)量;工作電壓:220V;常閉，通電開啟，斷電彈簧復(fù)位。二管制水系統(tǒng)冬季由市政熱水通過板式換熱器對(duì)閉式系統(tǒng)進(jìn)行加熱，管道內(nèi)通熱水;夏季由冷機(jī)對(duì)閉式系統(tǒng)進(jìn)行降溫，管道內(nèi)通冷凍水。盤管由一個(gè)電動(dòng)閥控制，與傳統(tǒng)二管制一致，這里不作考慮。四管制由兩個(gè)電動(dòng)閥控制，其中定義為A，B兩閥。A閥管道水系統(tǒng)冬季由市政熱水通過板式換熱器對(duì)閉式系統(tǒng)進(jìn)行加熱，管道內(nèi)通熱水;夏季由冷機(jī)對(duì)閉式系統(tǒng)進(jìn)行降溫，管道內(nèi)通冷凍水。此管與二管制為同一個(gè)水系統(tǒng)，工作模式相同。B閥管道水系統(tǒng)冬季由冷卻塔冷卻水通過板式換熱器對(duì)其閉式系統(tǒng)進(jìn)行降溫，管道內(nèi)通冷水;夏季管道內(nèi)無循環(huán)水。而傳統(tǒng)四管制風(fēng)機(jī)盤管是一閥門固定為熱水閥門，另一閥門固定為冷水閥門。本項(xiàng)目水系統(tǒng)非傳統(tǒng)四管制系統(tǒng)，故傳統(tǒng)四管制接線、控制程序無法滿足現(xiàn)空調(diào)水系統(tǒng)使用。酒店裙房?jī)?nèi)區(qū)四管制風(fēng)機(jī)盤管由可耐佛品牌的S600BF型號(hào)四管制風(fēng)機(jī)盤管控制器進(jìn)行控制，客房東、南、西三面四管制風(fēng)機(jī)盤管由尊寶品牌的JA-80C型號(hào)風(fēng)機(jī)盤管控制器進(jìn)行控制。以下將詳細(xì)論證說明本問題及解決方案。

1 傳統(tǒng)四管制接線、控制程序及結(jié)果

傳統(tǒng)四管制熱水閥和冷水閥均為固定閥門，故電動(dòng)閥A(熱水)始終接盤管控制器控?zé)岫俗樱妱?dòng)閥B(冷水) 始終接盤管控制器控冷端子。

控制方法及分析:冬季時(shí)室外環(huán)境溫度低，室溫屬自然下降趨勢(shì)。制冷模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(熱水)關(guān)閉。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(冷水)當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能降溫;當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;最終室溫趨近于環(huán)境溫度。

制熱模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(熱水)當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能升溫;最終室溫趨近于設(shè)定溫度。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(冷水)關(guān)閉。

制熱模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(熱水)當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然升溫;當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能升溫;最終室溫趨近于環(huán)境溫度。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(冷水)關(guān)閉。

結(jié)論:傳統(tǒng)四管制接線、控制程序在冬季制冷模式可使室溫最終趨近于環(huán)境溫度，制熱模式下使室溫最終趨近于設(shè)定溫度，冬季符合控制要求;在夏季制冷模式可使室溫最終趨近于設(shè)定溫度，制熱模式下使室溫最終趨近于環(huán)境溫度，夏季符合控制要求。故系統(tǒng)使室溫趨近于設(shè)定溫度或環(huán)境溫度，可以滿足用戶需求。

2 傳統(tǒng)四管制接線、控制程序在本項(xiàng)目空調(diào)水系統(tǒng)中的問題

本項(xiàng)目風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)為:

A閥管道水系統(tǒng)冬季管道內(nèi)通熱水，夏季管道內(nèi)通冷水;

B閥管道水系統(tǒng)冬季管道內(nèi)通冷水，夏季管道內(nèi)無循環(huán)水。

控制方法及分析:冬季時(shí)室外環(huán)境溫度低，室溫屬自然下降趨勢(shì)。制冷模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(熱水)關(guān)閉。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(冷水)當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能降溫;當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;最終室溫趨近于環(huán)境溫度。

制熱模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(熱水)當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能升溫;最終室溫趨近于設(shè)定溫度。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(冷水)關(guān)閉。

夏季時(shí)室外環(huán)境溫度高，室溫屬自然上升趨勢(shì)。制冷模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(冷水)關(guān)閉。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(無循環(huán)水)由于管中無循環(huán)水，故電動(dòng)閥B不論開閉與否不影響室溫，自然升溫;最終室溫趨近于環(huán)境溫度(BUG)。

制熱模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(冷水)當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然升溫，最終室溫趨近于環(huán)境溫度;當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，持續(xù)降溫且不終止;最終室溫趨近于一極限低溫(BUG)。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(無循環(huán)水)關(guān)閉。

結(jié)論:傳統(tǒng)四管制接線、控制程序在冬季制冷模式可使室溫最終趨近于環(huán)境溫度，制熱模式下使室溫最終趨近于設(shè)定溫度，冬季符合控制要求;在夏季制冷模式控制無效(BUG)，室溫最終趨近于設(shè)定溫度，制熱模式出現(xiàn)BUG使室溫最終趨近于環(huán)境溫度或一極限低溫，故系統(tǒng)在夏季無法正常滿足用戶需求。

3 客房?jī)?nèi)風(fēng)機(jī)盤管控制器的解決方案

由于客房?jī)?nèi)風(fēng)機(jī)盤管控制器屬客房控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)分散控制，集中監(jiān)視及控制的效果。故管理電腦需在冷站盤管水系統(tǒng)冬夏季轉(zhuǎn)換閥門切換時(shí)，通過客房控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)各個(gè)風(fēng)機(jī)盤管控制器下發(fā)冬夏季工作方式切換程序，其冬夏季工作方式程序及結(jié)果如下:

控制方法及分析:冬季時(shí)室外環(huán)境溫度低，室溫屬自然下降趨勢(shì)。制冷模式時(shí):接盤管控制器A端子的電動(dòng)閥A(熱水)關(guān)閉。接盤管控制器B端子的電動(dòng)閥B(冷水)當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能降溫;當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;最終室溫趨近于環(huán)境溫度。

制熱模式時(shí):接盤管控制器A端子的電動(dòng)閥A(熱水)當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能升溫;最終室溫趨近于設(shè)定溫度。接盤管控制器B端子的電動(dòng)閥B(冷水)關(guān)閉。

夏季時(shí)室外環(huán)境溫度高，室溫屬自然上升趨勢(shì)。制冷模式時(shí):接盤管控制器A端子的電動(dòng)閥A(冷水)當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能降溫;當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然升溫;最終室溫趨近于設(shè)定溫度。接盤管控制器B端子的電動(dòng)閥B(無循環(huán)水)關(guān)閉。制熱模式兩個(gè)閥體均不工作。

結(jié)論:通過改變風(fēng)機(jī)盤管控制器冬夏季控制程序，在冬季制冷模式可使室溫最終趨近于環(huán)境溫度，制熱模式下使室溫最終趨近于設(shè)定溫度，冬季符合控制要求;在夏季制冷模式可使室溫最終趨近于設(shè)定溫度，制熱模式不工作，夏季符合控制要求。故系統(tǒng)使室溫趨近于設(shè)定溫度或環(huán)境溫度，可以滿足本項(xiàng)目用戶需求。

4 裙房?jī)?nèi)區(qū)風(fēng)機(jī)盤管控制器的解決方案

方法一:根據(jù)第二部分的結(jié)果，傳統(tǒng)四管制接線、控制程序在本項(xiàng)目盤管水系統(tǒng)的BUG主要出現(xiàn)在夏季，如不更改風(fēng)機(jī)盤管控制器的內(nèi)置程序，則需考慮在冬夏季轉(zhuǎn)換時(shí)(需與冷站冬夏季轉(zhuǎn)換閥門同步完成)通過更改接線方式使電動(dòng)閥A(冷水)通過接盤管控制器控冷端子，從而達(dá)到控制要求。但人工更改接線勞動(dòng)量巨大，基本不可行。

方法二:更改接線方式有多種方式，可在各風(fēng)機(jī)盤管控制器旁增設(shè)一冬夏季轉(zhuǎn)換開關(guān)(內(nèi)含兩組單刀雙擲開關(guān))，由人工對(duì)每個(gè)風(fēng)機(jī)盤管控制器接線方式進(jìn)行更改。此方法工程及材料量相對(duì)較小，但需人工對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行更改，并配合裝修單位采購?fù)庥^美觀的特殊轉(zhuǎn)換開關(guān)。但若冬夏季開關(guān)被誤操作(冬季打到夏季模式，夏季打到冬季模式)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重BUG，固不可行，分析如下:

傳統(tǒng)四管制控制程序、增加轉(zhuǎn)換開關(guān)接線方式后誤操作結(jié)果:冬季時(shí)室外環(huán)境溫度低，室溫屬自然下降趨勢(shì)。制冷模式時(shí):通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥A(熱水)當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能升溫，最終室溫趨近于一極限高溫(BUG);當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫，最終室溫趨近于環(huán)境溫度。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥B(冷水)關(guān)閉。

制熱模式時(shí):通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥A(熱水)關(guān)閉。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥B(冷水)當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能降溫，最終室溫趨近于一極限低溫(BUG)。

夏季時(shí)室外環(huán)境溫度高，室溫屬自然上升趨勢(shì)。制冷模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(冷水)關(guān)閉。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(無循環(huán)水)由于管中無循環(huán)水，故電動(dòng)閥B不論開閉與否不影響室溫，自然升溫;最終室溫趨近于環(huán)境溫度。

制熱模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(冷水) 當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然升溫，最終室溫趨近于環(huán)境溫度;當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能降溫;最終室溫趨近于一極限低溫(BUG)。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(無循環(huán)水)關(guān)閉。

結(jié)論:傳統(tǒng)四管制控制程序、增加轉(zhuǎn)換開關(guān)接線方式在誤操作時(shí)極有可能出現(xiàn)BUG，故不能采用此方法。

方法三:由于以上幾種更改接線方法皆有不足，則考慮通過增加樓宇自控系統(tǒng)DDC控制器中的數(shù)字量輸出信號(hào)控制相應(yīng)繼電器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)冬夏季接線自動(dòng)切換。

優(yōu)點(diǎn):可與冷站冬夏季轉(zhuǎn)換開關(guān)同時(shí)動(dòng)作，同時(shí)切換接線電路;避免誤操作;減少后期維護(hù)施工量。

缺點(diǎn):需根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管數(shù)量增加相應(yīng)數(shù)量繼電器和控制線纜，若繼電器距離DDC控制器距離較遠(yuǎn)，還需考慮電壓降，需增加相應(yīng)強(qiáng)電控制回路繼電器和末端電壓變壓器方可實(shí)現(xiàn)。

①夏季模式轉(zhuǎn)冬季模式:在冷站盤管水系統(tǒng)工作模式由夏季到冬季改變時(shí)，盤管控制器的接線同步改變，DDC控制器控制其外置繼電器常閉觸點(diǎn)吸合，常開觸點(diǎn)斷開。即AC閉合，B D斷開。這時(shí)盤管控制器的控?zé)岫俗涌刂齐姶砰yA，其控冷端子控制電磁閥B。此時(shí)盤管控制模式轉(zhuǎn)為冬季控制模式。

②冬季模式轉(zhuǎn)夏季模式:在冷站盤管水系統(tǒng)工作模式由冬季到夏季改變時(shí)，盤管控制器的接線同步改變，DDC控制器控制其外置繼電器常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)吸合。即“冬夏控制轉(zhuǎn)換器”內(nèi)的B D閉合，A C斷開，這時(shí)電磁閥A由盤管控制器的控冷端子控制，電磁閥B由盤管控制器的控?zé)岫俗涌刂啤４藭r(shí)盤管控制系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)為夏季控制模式。

控制方法及結(jié)果分析:冬季時(shí)室外環(huán)境溫度低，室溫屬自然下降趨勢(shì)。制冷模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(熱水)關(guān)閉。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(冷水)當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能降溫;當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;最終室溫趨近于環(huán)境溫度。

制熱模式時(shí):接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥A(熱水)當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然降溫;當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能升溫;最終室溫趨近于設(shè)定溫度。接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥B(冷水)關(guān)閉。

夏季時(shí)室外環(huán)境溫度高，室溫屬自然上升趨勢(shì)。制冷模式時(shí):通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥A(冷水)當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體打開，功能降溫;當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度或低于設(shè)定溫度2℃時(shí)，閥體關(guān)閉，自然升溫;最終室溫趨近于設(shè)定溫度。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥B(無循環(huán)水)關(guān)閉。

制熱模式時(shí):通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接盤管控制器控冷端子的電動(dòng)閥A(冷水)關(guān)閉。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接盤管控制器控?zé)岫俗拥碾妱?dòng)閥B(無循環(huán)水) 由于管中無循環(huán)水，故電動(dòng)閥B不論開閉與否不影響室溫，自然升溫;最終室溫趨近于環(huán)境溫度。

結(jié)論:傳統(tǒng)四管制控制程序、增加繼電器轉(zhuǎn)換開關(guān)的接線方式在冬季制冷模式可使室溫最終趨近于環(huán)境溫度，制熱模式下使室溫最終趨近于設(shè)定溫度;在夏季制冷模式可使室溫最終趨近于設(shè)定溫度，制熱模式下使室溫最終趨近于環(huán)境溫度。故整體使室溫趨近于設(shè)定溫度或環(huán)境溫度，可以滿足用戶需求。

5 結(jié)論

由于本項(xiàng)目空調(diào)水系統(tǒng)是特殊四管制:A閥管道水系統(tǒng)冬季管道內(nèi)通熱水，夏季管道內(nèi)通冷水;B閥管道水系統(tǒng)冬季管道內(nèi)通冷水，夏季管道內(nèi)無循環(huán)水。故客房?jī)?nèi)風(fēng)機(jī)盤管控制器可通過客房控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)各個(gè)風(fēng)機(jī)盤管控制器下發(fā)冬夏季工作控制程序，且可達(dá)到使用功能。而裙房風(fēng)機(jī)盤管在冬夏季轉(zhuǎn)換時(shí)采用更改風(fēng)機(jī)盤管控制器內(nèi)置程序成本最低，但人工量相對(duì)較大，且容易出現(xiàn)誤操作(冬季打到夏季模式，夏季打到冬季模式)和漏操作問題，故不建議采用。建議采用通過增加樓宇自控系統(tǒng)DDC控制器中的數(shù)字量輸出端子控制相應(yīng)冬夏季轉(zhuǎn)換繼電器實(shí)現(xiàn)冬夏季接線的自動(dòng)切換，其功能穩(wěn)定，并不會(huì)出現(xiàn)上述問題。

第一作者:郭懿，北京泰豪智能工程有限公司，大學(xué)本科，助理工程師，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)建造師;

第二作者:位永輝，西安思源學(xué)院電子信息工程學(xué)院，教師、助教、碩士研究生