中央空調的自動控制

摘要：簡述中央空調系統自動控制，詳細闡述中央空調控制方案中新風空調機組的自動控制。

關鍵詞：中央空調；新風空調機組；自動控制

空調系統是現代建筑的重要組成部分，也是建筑智能化管理系統主要管理內容之一，隨著社會的發展，人們對生活和工作環境的要求越來越高，而中央空調系統的廣泛應用，在改善和提高人們工作和居住環境質量及生活和健康水平上起著至關重要作用。為了使中央空調系統能高效，經濟，安全運行，中央空調多采用自動控制。

1.中央空調的自動控制

1.1中央空調自動控制目的

（1）創造適宜的生活工作環境。空氣調節簡稱空調，它的目的是創造一個舒適的（室內）大氣環境，使人在該環境中感到舒適；或者是保證（室內）大氣環境滿足生產工藝或科學研究，試驗的需要。

（2）節約能源。空調系統能耗通常占整個建筑能耗的40%左右，因此對空調系統進行節能控制具有極大的潛力和巨大的經濟效益，一個進行了綜合節能控制的空調系統節能效果極其可觀。

（3）保證空調系統安全、可靠運行。通過自動控制系統對空調系統各設備的運行進行檢測，可以及時發現系統故障，自動關閉相關設備，并報警通知人們進行事故處理。從而保證系統安全，可靠運行。

1.2中央空調系統的控制特點

從控制角度分析，空調系統的被控對象（空調房間），具有干擾因素眾多、運行多工況性、溫、濕度相關性等特點。

（1）干擾因素眾多，影響房間溫濕度的干擾因素很多，例如，室外空氣溫度通過圍護結構對室內空氣溫濕度的影響；通過窗進入室內的太陽輻射，它隨季節變化，同時受氣象條件影響；通過門、窗、縫隙等侵入室內的室外空氣；引入室內的新風狀態對房間空氣狀態的影響；由于室內人員的變動，照明、電氣設備、工藝設備的開停所產生的余熱余濕變化。

（2）運行的多工況性，中央空調系統對空氣的處理過程具有很多的季節性。一年中，至少要分為冬季、過渡季節和夏季。同時由于空調運行的多樣性，使運行管理和自動控制設備趨于復雜。

（3）溫、濕度相關性，空氣狀態的兩個主要參數溫度和濕度，并不是完全獨立的兩個變量。當相對濕度發生變化時，若通過開啟加濕器或表冷器進行加濕或除濕，則將引起室內溫度波動；而當室內溫度變化時，室內空氣的飽和水蒸氣分子壓力會變化，在絕對含濕量不變的情況下，室內空氣的相對濕度發生變化（溫度升高，相對濕度減少；溫度降低，相對濕度增加）。這種參數之間相互關聯的性質稱為耦合。顯然，在溫、濕度都有要求的空調系統中，進行自動控制時要特別注意這一特性。

1.3中央空調系統自動控制內容

（1）空氣處理過程控制。依據室內溫濕度實測值與設定值偏差，用比例（P）、比例積分（PI）或比例積分微分（PID）算法控制空調系統，自動調節加熱、冷卻、加濕、除濕、空調系統風量等調節裝置，滿足空調要求。

（2）設備間歇運行。通過空調動力設備的間歇運行，來減少設備開啟時間，從而減少能耗。

（3）焓差控制。按新、回風的焓值比較，充分、合理的利用新風能量及回收回風能量，控制新風量，調節新風閥門、回風閥門和排風閥門的開度。

（4）設定值的再設定控制。根據新風溫度，從新設定給定值，通過在夏季減少室內外溫差，冬季提高室內溫度設定值，來提高人們的舒適性，同時節約能量消耗。

（5）夜間運行。在下班時間，降低室內空調要求，使設備低負荷運行，節約能耗。

（6）設備運行監視。監視空調機組各設備的運行狀態，發現故障時執行應急程序，保護設備并報警。

2.新風空調機組的自動控制

新風空調機組是直接將室外新風工況空氣引入空調機組，經過過濾凈化，溫度調節，濕度調節等處理，將新鮮空氣送入室內，滿足室內溫濕度及衛生要求。新風空調機組對溫濕度控制精度要求相對較低。

2.1新風空調機組運行參數及狀態監控點/位

新風空調機組運行參數及狀態監控點/位（如圖1）：（1）送風溫濕度，取自送風風管處溫濕度傳感器；（2）風機運行狀態，取自風機段壓差開關；（3）送風機故障，取自風機電控箱；（4）送風機啟停控制，通過風機電控箱。（5）加濕器電磁閥開閉控制；（6）防凍保護，取自防凍開關；（7）電動兩通冷/熱水閥開度調節控制。（8）初效過濾器壓差報警，取自過濾段空氣壓差開關；（9）新風電動連鎖風閥控制；

2.2新風空調機組連鎖控制

新風空調機組啟動順序：

新風電動風閥開啟 送風機啟動 冷熱水調節閥開啟 加濕閥開啟

新風空調機組關閉順序：

關加濕閥 關冷熱水調節閥 關送風機 關新風電動風閥

2.3新風空調機組運行

（1）溫度調節。新風空調機組的控制通常以出風口溫度值作為被調參數，控制器通過出風口溫度傳感器檢測溫度值與設定溫度值比較的偏差，用PID規律調節冷/熱水調節閥開度以達到控制冷凍（加熱）水量，夏天使房間溫度高于28℃，冬天則低于16℃。

（2）濕度調節。新風空調機組濕度調節與空調系統的溫度調節過程類似，控制器通過出風口濕度傳感器檢測濕度值與設定濕度值比較，自動開閉加濕器，從而保持空調房間相對濕度。

(3) 新風電動風閥控制。新風電動風閥控制主要與空調機組送風機連鎖為主，當空調機組啟動運行時應先打開新風電動風閥，空調機組停止運行時連鎖關閉新風電動風閥，這種控制可以隔絕室外冷空氣，主要對空調機組換熱器可以起到防凍保護作用。

（4）過濾器壓差報警。采用壓差開關測量過濾器兩端壓差，當壓差超過設定值時，壓差開關報警，表明過濾器已經積塵過多，嚴重堵塞，提醒用戶及時清洗更換過濾器。

（5）防凍保護。采用防凍保護器檢測盤管后溫度，當溫度低于5℃時，表明室外溫度過低或換熱器中熱水負荷過小，此時應關閉送風機并同時關閉新風電動風閥，防止換熱器凍裂造成損失。

3.結束語

中央空調通過自動控制不僅可以節大量省人力資源，更好保護空調機組本身，而且可以為人類提供更加舒適，潔凈的工作生活環境，因而得到廣泛應用。

參考文獻

[1]《空調自控設計基礎及圖例集》 中國建筑工業出版社 張禎 周治湖

[2]《樓宇自動化系統原理與應用》 電子工業出版社 王再英 韓養社 高虎賢