空調自控系統的模塊化設計

摘 要：空調系統在溫度濕度較高的地區是一個很龐大的系統，所用到的空調機有組合式空調機組、螺桿式冷水空調機組、風冷柜式空調機、風機盤管、恒溫恒濕空調機組等五種空調機之多，而且數量也很多，像這樣龐大的系統如果不進行模塊化設計在短時間內很難高質量完成設計。文章主要對空調自控系統的模塊化設計進行研究，最終實現整個系統的模塊化設計，以期在發電廠設計中縮短空調自控系統設計的周期，減少重復性設計工作，提高系統設計效率、設計質量。

關鍵詞：空調自控系統；模塊化設計；設計優化

當設計工作任務重、工期緊時，需要在短時間內完成大量的設計工作，大力開展設計流程優化工作勢在必行。通過進行設計流程分析，對設計工作形成模塊化設計，達到縮短設計周期，減少設計工作，提高設計效率、設計質量。

模塊化設計是在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析、劃分并設計出一系列功能模塊，然后通過模塊的選擇和組合構成不同的顧客定制的產品。是設計過程中的一種創新思維，模塊化設計的關鍵是模塊劃分。

模塊化設計方法的最初目的是通過分解問題來降低整個系統的復雜度，在設計過程中應用模塊化設計方法將一個系統分解為多個模塊化子系統，提高設計成果的可重用度。每個模塊化子系統都可認為是重用單元，伴隨著系統復雜度的提高，如何令設計人員模塊化設計成功的關鍵就在于實現提高模塊化子系統的重用度。

空調自控系統的模塊化設計關鍵就在于如何將如此龐大的系統分解為多個模塊化的子系統。根據不同空調機組分成不同的小模塊化子系統，可提高模塊的可用度?？偨Y多個工程的空調系統，常用到的空調機組主要有：組合式空調機組、螺桿式冷水空調機組、風冷柜式空調機組、風機盤管機組、恒溫恒濕空調機組等。空調機組的模塊化設計：主要是接口問題，要求制造廠按照標準的接口進行設計，這樣設計時一方面可以減少制造廠資料的制約，掌握設計的主動權，另一方面還可以減少控制系統的點數，精簡空調自控系統。

現將各個空調機組的模塊化介紹如下：

1 組合式空調機組模塊

組合式空調機組一般包括下列各段：回風段、回風消音段、回風機段、新排風調節段（節能段）、初效過濾段、中效過濾段、表冷段、加熱+加濕段、送風機段、送風消音段、送風段及部件。每臺組合式空調機組還有新風閥、排風閥、混風閥、送風閥、回風閥、水閥，顯而易見組成一臺組合式空調機組的設備是很多的，如果每臺組合式空調機組的控制都由空調自控系統完成，工作量是很大的，并且IO點數也會增加很多，這樣整個空調自控系統就顯得很復雜、很龐大。

因此需要先將組合式空調機組進行模塊化設計，首先要求組合式空調的控制由空調機制造廠商完成，并包括以上所有設備的供貨，設備統一由制造廠供貨后可以實現組合式空調機組的機電一體化設計，這樣大量工作可以在工廠內完成，減少很多設計及現場施工的工作量。

組合式空調機組的控制由制造廠完成，是需要制造廠完成對整個空調機組所有設備的控制，包括新風閥、排風閥、混風閥、送風閥、回風閥、水閥這六個閥門的控制，還有組合式空調機組送、回風口溫濕度傳感器，組合式空調機初、中效過濾段壓差開關等所有需要監視及連鎖的測點，如果組合式空調機組帶有加熱器，則加熱器的控制也需要由制造廠統一控制。

所有設備均由空調機組制造廠完成后，不僅減少了空調機組與空調自控系統之間的配合工作，也為模塊化設計提供了前提條件。這樣就可以統一要求制造廠提供與遠方控制的接口清單，在技術規范書中就可以這樣寫：“應配供組合式空氣處理機組的電控柜，并預留遠方控制的接口，接口位置在電控柜的端子排上。提供每臺機組應留有與空調自控系統的硬接線接口，包括：空調機組遠程啟動指令、停止指令，空調機組故障及報警反饋、運行反饋、停止反饋、遠方允許反饋，空調機組溫濕度設定、溫濕度反饋。賣方提供與空調自控系統接口所需的資料及其他支持，以實現空調自控系統監控機組的運行?！?/p>

將組合式空調機組模塊化以后，每臺空調機組至少可以減少18個DI點、8個DO點、3個AI點、3個AO點，這樣每臺空調機組至少可以減少32個IO點數，如果一個工程使用4臺組合式空調機組就可以減少128個IO點，數量是相當可觀的，這樣就可以大大精簡空調自控系統，簡化了空調自控系統的控制邏輯。而且還減少了設備訂貨、供電、接線等大量配合及現場施工工作。

2 螺桿式冷水空調機組

螺桿式冷水空調機組與組合式空調機組的要求一樣，空調機組本身所需的所有設備均由制造廠配套提供并完成控制，只需空調機組預留6個硬接線接口以便于電廠DCS系統能監控機組運行，這6個硬接線接口分別為：“機組遠程啟動指令、停止指令、機組運行狀態、停止狀態、就地/遠方狀態、故障報警信號”。并提供螺桿式冷水空調機組冷凍水的流量開關及安裝。

另外還需注意一般螺桿式冷水空調機組還有配套使用的冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔，數量一般與空調機組的數量一一對應，這些設備的控制也要求制造廠配套完成，并預留每臺設備的遠程啟動指令、停止指令、機組運行狀態、停止狀態、就地/遠方狀態、故障報警信號6個硬接線接口，提供以上設備就地控制箱的電氣原理圖及端子排接線圖。

3 風冷柜式空調機及風機盤管模塊

風冷柜式空調機及風機盤管的控制比較類似，所以可以作為一種模塊，這兩種空調機組也是要求預留機組遠程啟動指令、停止指令、機組運行狀態、停止狀態、就地/遠方狀態、故障報警信號6個硬接線接口。

另外需要注意的是每臺風機盤管入口有個電動三通水閥，這個水閥是根據房間的溫度用來調節風機盤管的進水量，實現對房間溫度的調節，由于風機盤管一般是每個房間有一臺，風機盤管所需的溫度傳感器以及電動三通水閥均需要由制造廠配供，并負責完成風機盤管機組根據溫度調節的自控控制。否則還需要為每臺風機盤管訂購溫度傳感器、電動三通閥，還要負責相關接線及電動三通閥的配電，而且風機盤管的數量一般比較龐大，這些瑣碎的工作一般處理起來就比較困難。

按照上述要求即可以完成模塊化設計，可以減少很多現場工作量，還可以簡化控制系統，對供貨、施工、設計、運行等都方便了很多。

4 恒溫恒濕空調機組模塊

恒溫恒濕空調機組與組合式空調機組類似也是屬于復雜的空調機組，都有很多設備組成，這里就不再贅述。不過為了達到模塊化設計的要求，對恒溫恒濕空調機組的要求與其它空調機組的要求是一樣的，恒溫恒濕空調機組也留有6個硬接線接口信號以便于電廠DCS系統能監控機組運行，6個硬接線接口信號分別為：“機組遠程啟動指令、停止指令、機組運行狀態、停止狀態、就地/遠方狀態、故障報警”，這樣就與其他空調的接口信號一致，可以做到不同空調接口信號的模塊化。

完成空調機組的模塊化設計后，可以要求不同的制造廠按照相同的要求完成空調機組的控制及供貨，這樣就實現了模塊化設計，不管最終選用哪個制造廠的空調機，要求是一樣的，預留的接口是一樣的，設計也是一樣的，最終實現整個系統的模塊化設計。

5 結束語

這樣就可以實現整個空調自控系統的模塊化設計了，不管最終選用那個制造廠的空調機，不管軸流風機、排煙閥與排煙風機有多少臺我們的要求是一樣的，預留的接口是一樣的，最終設計出來的成品也是一樣的。從而減少了大量的重復性設計工作，縮短了空調自控系統設計的周期，提高了本系統設計效率、設計質量。

參考文獻

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