基于DDC與變頻技術的凈化空調控制系統的應用

張 展 旗

(山西四建集團有限公司，山西 太原 030024)

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基于DDC與變頻技術的凈化空調控制系統的應用

張 展 旗

(山西四建集團有限公司，山西 太原 030024)

為了實現凈化空調系統改善工廠環境空氣質量達到國家認定的標準，提出了對凈化空調進行系統性的控制，從DDC空調自控系統的介紹、凈化空調系統的要求以及DDC與變頻技術在凈化空調控制系統中的應用三個方面進行簡要論述，實現了良好的節能、環保、經濟效益。

DDC，變頻技術，空調控制系統

為了保證房間或者工廠所需空氣溫度、空氣濕度、風力大小、空氣壓強以及凈化指數等要求，經常進行的措施就是向房間或者工廠內部輸送定量通過凈化的空氣，以此來減少房間或者工廠內部各種污染物以及空氣狀況，為了實現對空氣處理的目的，就需要相應的空氣處理設備，這樣的設備就是凈化空調系統。凈化空調系統是生產加工環境中必不可少的設備構成，能夠改善空氣質量，由于凈化空調系統的能源消耗是通常制造業生產總能源消耗的30%以上，因此，使用凈化空調系統能夠有效節約能源。

1 DDC空調自控系統介紹

DDC自控系統一般是由五個部分組成的，分別是中央管理站、DDC控制器、傳感器、執行機構以及變頻控制柜。這五個部分協調工作能夠實現多種控制以及管理功能的網絡系統。

1.1 中央管理站

中央管理站一般是由三部分組成，分別是PC機或計算機、顯示器以及打印機，中央管理站通過與以太網連接，從而達到與外界進行信息交換的目的。中央管理站對整個廠房的凈化空調設備進行集中管理與顯示，程序員以用戶的要求為依據進行組態，提供簡單易學的操作界面，操作人員在了解簡單的操作技能以后便可對設備的啟動、信息顯示等方面進行控制。

1.2 DDC控制器

DDC控制器既可以進行獨立的工作，同時又可以加入到網絡中，從而執行比較復雜的控制、監測以及能源管理工作。DDC的輸入信號有：DI，代表數字量輸入，即開關量；AI，代表模擬量輸入。DDC的輸出信號有：DO，代表數字量輸出，即開關量；AO代表模擬量輸出。它們的工作過程是：首先，通過讀取外部的測量與反饋信號，接下來，利用DDC內部用戶程序進行判別、計算之后，最后，將信號通過DO或AO傳送給控制系統外部的執行器、驅動器，從而完成相應的功能。

1.3 傳感器

凈化空調系統中的傳感器主要包含了溫度傳感器、濕度傳感器、流量傳感器以及壓差傳感器等，這些傳感器將監測到的信號轉變成模擬量信號，并將其反饋給DDC控制器，DDC控制器再將這些反饋信號傳輸給中央控制器，最后運用用戶程序進行計算、處理后用于控制、驅動等。

1.4 變頻器

一般來說，變頻器主要是通過電力半導體器件的通斷作用，從而將工頻電源有效轉化為另一頻率的電能控制裝置。變頻器通過CPU與外接電路實現對整個主電路的控制，并通過整流電路將交流電轉變成直流電。

1.5 執行器件

一般來說，執行器件包括了調節閥、風閥執行器以及風機等設備。通常情況下，它是運用上位機設定后，DDC驅動調節閥調節風門的開度、冷水閥門的開度、設備的啟停等功能。

2 凈化空調系統的要求

一般來說，我國對于凈化空調系統的要求具體有以下幾個方面：第一，從溫、濕度要求上來說，首先，從溫度上來說，生產工藝對溫度沒有嚴苛的要求時，那么潔凈室的溫度必須保持在20 ℃～26 ℃，而人員凈化用室與生活用室的溫度應該保持在16 ℃～28 ℃。其次，從濕度上來說，一般情況下對濕度應該控制在45%～70%之間。第二，從壓差上來說，對于等級層次不相同的潔凈室與潔凈區同非潔凈區之間的靜壓差，一般應大于4.9 Pa，此外，潔凈區域同室外的靜壓差應該大于9.8 Pa。第三，從風量、風速上來說，對于它們而言有嚴格的技術要求，必須在標準指標范圍內。

3 基于DDC與變頻技術的凈化空調控制系統應用

3.1 凈化空調系統的結構

對于凈化空調系統的自動控制來說，運用DDC控制器對凈化系統進行有效的監測，通過采集風速、壓差、溫度以及濕度等傳感器信號并進行相應的轉換，此外，再利用反饋信號對變頻器的頻率、空調與風機的起停等方面的控制，從而實現凈化空調系統的高效工作。如圖1所示，為凈化空調系統功能及控制的一般工藝圖。

在圖1中，包含了一整套的組合空調器的功能結構與控制點表。具體來說，新風段起到的功能是作為室外新風的入口；初效過濾段1起到的功能是對進來的新風進行過濾；混合段起到的功能是將過濾后的新風與回風進行有效的混合；初效過濾段2起到的功能是將混合后的空氣進行二次過濾；表冷段起到的功能主要是用于冷凍水，同時還能夠對空氣的冷熱進行交換，從而達到空氣冷卻的目的，此外，它還具有除濕的功能；風機段起到的功能主要是安裝風機并進行送風工作；加熱段起到的功能主要是對空氣進行加熱；加濕段起到的功能主要是對空氣進行加濕作用；中效段起到的功能主要是對空氣進行過濾；臭氧段起到的功能主要是運用臭氧進行空氣消毒；送風段起到的功能主要是將潔凈的空氣送入室內。

3.2 對凈化空調系統的控制

1)對溫度的控制。一般來說，溫度控制是空調系統的一個重要參數，我國對潔凈室內的溫度要求是20 ℃～26 ℃。對凈化空調系統的溫度控制而言，主要是以回風段的溫度與設定溫度的差值為控制對象，從而進行PID調節。一般情況下，運用DDC的AO都端子將PID算法的結果送出，從而用來控制冷水調節閥或者是蒸汽調節閥。此外，凈化空調系統是以回風溫度傳感器為依據，對加熱器或表冷器的電動二通閥進行有效控制，從而使室內溫度可以保持在20 ℃～26 ℃之間。

2)對空氣凈化的控制。在凈化空調系統中，對空氣凈化的處理主要是運用空氣過濾器實現的。當安裝了初效過濾器與中效過濾器之后，室內空氣潔凈度通常可以達到10 000級，倘若要想達到更高級別的潔凈度，那么可以通過安裝高效過濾器來實現。

在過濾器的長期使用中，由于灰塵慢慢堆積于濾料上，這樣會嚴重影響凈化空調系統的換氣量與換氣次數，最終導致室內的空氣凈化不能達到預期的效果。針對這一問題，可以運用差壓法測量過濾器前后的壓差Pd，再通過Pd對變頻器的輸出頻率進行調節，從而使送風機電機速度加快，這樣便能有效克服過濾器的阻力，與此同時，還可以對這一壓差值進行設定報警信號，從而可以對其進行更好的維護。

3)對濕度的控制。從加濕控制來說，一般可以運用蒸汽加濕器進行控制。在加濕的過程中，應以濕度控制要求為依據，或是通過對磁閥進行有效的位式控制實現，也可以通過對二通調節閥的連續調節而實現。

從除濕控制來說，一般可以運用表冷器進行控制。在除濕的過程中，可以運用調節表冷器的冷媒流量來實現控制的目的，即濕度值超過要求值的時候，可以加大冷水閥的開度從而進行除濕控制，反之即是減小冷水閥的開度。

4)對正壓的控制。一般來說，對于室內的送回風、換氣量以及換氣次數是固定的，因此，在凈化空調系統的運行過程中，要想對正壓進行有效控制可以利用排風機入口壓力信號，通過調節排風機的轉速，從而實現正壓控制。

4 結語

將DDC與變頻技術應用于凈化空調系統的控制中，可以實現系統的自動化控制，這樣不僅可以使系統安全運行的各項指標控制在有效的范圍內，同時還順應了我國節能、環保的號召。此外，由于自動化控制的實現，這就大大降低了人員的開支，提高了管理水平，帶來了較大的經濟效益。

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Application of air-conditioning system on the basis of DDC and frequency-converting technique

Zhang Zhanqi

(Shanxi4thConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030024,China)

In order to clean air-conditioning system and improve workshop environment air quality and achieve national criteria, the paper suggests to control air-conditioning system, and briefly discusses DDC air-conditioning system control, cleaning air-conditioning system demands and frequency-converting techniques in air-conditioning control system, and finally achieves good energy-saving, environmental protecting and economic benefits.

DDC, frequency-converting techniques, air-conditioning control system

1009-6825(2015)18-0127-03

2015-04-11

張展旗(1977- )，男，工程師

TU831

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