建筑中央空調電氣自動化調控技術的應用

摘 要：中央空調在建筑中屬于耗電較大的設備，其耗電量幾乎占到總耗電量的60%。為了有效降低建筑中央空調的耗電量，需要對其進行一系列的優化設計。電氣自動化技術被廣泛應用在電氣節能的設計中，并且已經取得了不錯的成效。因此想要減少中央空調的資源浪費和能源消耗需要合理應用電氣自動化調控技術。文章將分別論述電氣自動化調控技術在建筑中央空調中應用所需遵循的原則和具體方法。

關鍵詞：建筑中央空調；電氣自動化調控技術；應用

電氣自動化調控技術的應用一般是基于系統集成，利用信息化網絡技術和綜合布線系統，將各種控制設備、PC、電子檢測設備以及信息和數據等聚集到協調、統一的系統中，實現信息資源的有效共享，提高管理效率[1]。科學技術和經濟水平的提高，不僅加速了建筑規模的擴大，而且也加大了對中央空調電氣化調控技術的應用。

1 建筑中央空調應用電氣自動化調控技術需遵循的原則

在建筑中央空調中應用電氣自動化調控技術不僅是技術上的突破，同時也是面臨的挑戰。建筑的空間和面積都比較大，尤其是高層商業建筑，內部結構復雜，對于中央空調的要求更高，所以需要盡快將電氣自動化調控技術應用在建筑中央空調中，在具體的應用過程中需要切實遵循以下原則：

1.1 需遵循節能性原則

所謂節能就是要做到高效利用能源，實現對資源浪費的控制。對于中央空調的應用而言，任何和其無關的消耗都屬于浪費能源，所以設計需要考慮線路損耗和自身消耗，從而實現電氣設備能源的均衡消耗。

1.2 需遵循適用性原則

適用性指的是電氣自動化調控技術在應用的過程中應該符合建筑的設計要求和節能原理，另外也需要根據建筑的實際用途和目標制定具有針對性的設計方案[2]。比如在建筑中央空調中應用電氣自動化調控技術就需要以用電設備的最大用電荷載量和所需要動力資源為基礎。另外，為了使中央空調的用電可靠性和用電質量得到有效提高，需要優化設計配電線路，實現電能的安全實用。

1.3 需遵循實際性原則

電氣自動化調控技術在建筑中央空調中的應用也需要遵循實事求是的原則，不能進行盲目投資，有效減少不必要的經濟損失。在應用時也需要考慮到成本因素，選擇合適的節能材料，制定科學有效的控制方案，因此在設計之前需要做好準備工作。

2 電氣自動化調控技術在建筑中央空調中的應用

2.1 應用于空調冷熱源設備

作為中央空調系統中的重要組成部分，溫度的自動調節功能可以通過冷熱源系統的調節進行實現。建筑中的空調系統整體負荷比較大，根據調查數據顯示：熱負荷最大值為5000kW左右，冷負荷最大值為7000kW，冷熱源設備看起來十分龐大[3]。為了能夠促進電氣自動調控技術在中央空調中的應用，建筑中的中央空調通常是分布在頂層或者是地下層中，這樣不但可以使空間有效節省，而且也能夠減少管道距離，避免資源浪費。

建筑中央空調中，電氣自動化調控的冷源系統受到分水器、集水器、膨脹水箱等方面的監控。電氣自動化調控系統按照預先編訂好的程序或者根據建筑的供暖以及供冷的實際需求，以現場溫度監測點進行不同工作狀態的轉換。通過電氣自動化調控系統對整個系統的控制和監控。及時的計算設備的運行時間和及時開關各種設備，使每臺設備的運行時間保持相對均衡，避免設備出現不必要的運行，造成人員浪費。

建筑中央空調中，電氣自動化調控的熱源系統包含熱水循環泵、鍋爐供暖管、集水器和分水器等。電氣自動化調控系統能夠對水溫進行檢測，進而調整設備狀態，比如熱水如果溫度過低，需要在調控制器的作用下，使蒸汽閥的開度擴大，使水溫升高。

2.2 應用于空調風柜冷凍水控制

中央空調風柜的冷熱水閥通過電氣自動化控制設備制定PID閉環調節策略，另外也能夠實現基本的狀態監測和采集信號等，從而控制環境的濕度和溫度。

冷熱水閥門的調控方法需要根據季節的不同有所調整，比如在冬季，空調系統的供水為熱水，應該根據回風溫度和設定值的偏差，利用比例積分微分等規律實現對回水電動二通閥的開度等動作。比例積分微分控制則是在眾多建筑物中央空調控制中比較常見的三階PID控制模型，包括一階積分、比例控制和一階導數等。夏季中空調系統供水為冷水，也應該根據設定值或者回風溫度的偏差等控制回水電動二通閥的開度等。夏季和冬季理想控制模式圖表現出很大的差異，圖1中的a圖和b圖分別為冬季和夏季電動二通閥的理想控制模式圖。

2.3 應用于空調風系統送排風設備

空調風系統中包含風速、風道和送風口等。因為空調風系統不同季節所需要的送風量不同，所以對送風量的控制能夠幫助減少空調運行的費用。另外，送風的溫差也會對需要的風量產生影響。根據實踐數據研究表明，當空調的送風溫差介于4℃-8℃之間時，每增加一度，送風量大約能夠減少1%-5%。根據上述分析，采用電氣自動化調控技術對風閥進行控制應該根據空調機組的實際運行狀態確定控制風閥的開度，并且對其狀態進行檢測。風閥開度調節需要在確定外部環境濕度和保證回風溫度滿足用戶的實際情況之下進行調節，也可以發揮室外空氣自然調節的作用，使建筑空調制冷的開啟時間推遲。空調風柜通風系統變風量和變頻的控制也可以通過改變風柜中風機交流變頻的途徑得到實現。新風量的控制則需要根據二氧化碳的濃度進行控制。新風系統如果室內二氧化碳和濃度為基礎，并且采用變頻調速進行調節，這樣不僅能夠滿足人們的舒適感而且也能實現節能的目的。電氣自動化調控風閥根據檢測到的二氧化碳濃度值，采用PID對送風機和新風閥的開度進行調度控制，控制的基本模型和風柜冷凍水PID控制模式基本類似。

3 結束語

隨著我國建筑規模的不斷擴大，建筑中央空調使用了不斷增加，造成了一定的資源浪費。電氣自動化調控技術已經被廣泛應用在我們的生活中，得到了不少人的認可。將電氣自動化技術應用在建筑中央空調的控制中，不僅實現了技術創新而且還做到了節能環保，具備良好的應用前景。

參考文獻

[1]杜澤明.高層建筑中央空調電氣自動化的調控技術探討[J].電子世界，2017（2）：45-46.

[2]賈海燕.高層建筑中央空調電氣自動化的調控技術分析[J].門窗，2014（3）：229.

[3]崔耀，李二郎福.淺談高層建筑中央空調電氣自動化的調控技術[J].科技風，2013（3）：63.

作者簡介：蔡毅，職稱：副高，研究方向：空調制冷。