自動控制技術在中央空調系統中的應用

陳 敏

浙江省二建建設集團安裝有限公司

1、自動控制的基本工作原理

幾乎所有的中央空調系統在其各個功能部件上都采用自動控制，通過控制器自動調節各個控制對象，將被控區域所要求的空氣的各個參數控制在一定范圍內，而且整個控制調節運行過程不需要人們手動操作。中央空調系統的自動控制理論經歷了由最初的控制理論發展到現代的空調自動控制理論的歷程，現在的空調自動控制由傳感器、控制器、執行器和被控制對象等幾大單元組成。常見的中央空調溫度控制系統原理圖如圖1所示：

圖1 常見的中央空調溫度控制系統原理圖

2、中央空調系統中的自動控制技術

2.1 冷熱源及水管系統的調節

對于中央空調的主機系統而言，其自身所帶有的單元控制器能夠提供出冷凝器與蒸發器等設備的進出口溫度以及水流開關壓縮機的壓力等多項指標因素。在這一過程中，系統所采取的主要也是一種群控模式，由此很好的實現了對熱泵的自動化管控，而且也發揮出了一種很好的監控、查詢及報警等功能。在機組平時的運行過程中一旦出現故障，系統主控制器便會立刻出現相應的顯示并發出警報；此外，還能夠對系統所設定的相關數值進行調整和改變等操作。比如在一天的不同時段，如晚上和白天，系統所設定的數值存在著較大的差異。針對系統壓縮機結合相關命令進行操作，參照冷凍機房出口的設定值來調整壓縮機入口導葉閥。在這一過程中也可以針對冷凍水的出庫溫度進行設定，并對主機的運行狀態可通過水流量傳感器與溫度傳感器等來進行實時的監控。

2.2 定風量系統控制

定風量空調系統風量穩定性強，可無視負荷變化帶來的影響，風機持續維持全風量運行狀態，以改變送風溫度的方式來對室內冷熱負荷進行調節，達到調節室內溫濕度的目的。一般中央空調系統包括供暖、供冷、除濕以及加濕等基礎功能，利用智能控制技術來控制排風口、回風機以及電動風門，滿足不同情況下的全新風、循環式以及自動混合式運行需求，具有比較明顯的節能效果。將模糊控制技術應用到定風量系統中，可實現空調回風溫度自動調節、回風閥與排氣閥比例調節、空調回風濕度自動調節等。第一，回風溫度調節。其為定值控制系統，由智能模糊控制器比較回風溫度傳感器所測得回風溫度，同時按照控制規律來對表面式換熱器回水調節閥開度進行調節，控制好冷凍水添加量，控制室內溫度維持在設定的恒定值。在這個過程中可將新風溫度看作為系統擾動量，調節后保證其可以滯后于新風溫度的變化，并且將新風溫度傳感器反映的新風溫度作為前饋信號加入到回風溫度調節系統中看，還可以提高系統調節可靠性。第二，回風濕度調節。調節控制模式與回風溫度調節系統相似，以提前設定的控制規律來對加濕器閥開度進行調節，改變加濕蒸汽流量大小，來達到控制室內濕度的目的。

2.3 新風和空調機組的參數測量

為了更好的提升室內空氣潔凈程度和新鮮度以及室內舒適度，需要中央空調系統能夠對新風進行及時的補充。一般情況下，在新風空調機組送風通道的位置需要進行溫度以及適度傳感器的安裝，并通過加濕法的應用來有效的控制流量，由此更好的滿足設計要求。中央空調系統還能夠結合室內溫、適度的計算負荷來完成風擋的自行更換，進而也成功的實現了對送風量的有效控制。此外，空調系統還能夠結合室內外溫濕度以及系統所預定溫濕度調整風閥的開度，并對排風閥實施一種聯動控制，進而也達成了一種降耗節能的效果。

新風閥與排風閥在機組運行停止之后就會處于一種關閉狀態，此時回風閥應當保持全開，對于中央空調系統的自動化管控可應用DOC控制器來實現。在實踐過程中，結合新風溫度，對水閥通過PID進行調節，從而有效的保證了送風度為預定值，同時通過控制蒸汽閥與加濕閥，保證了冬季風機出口空氣溫度的達標。而且系統還能夠對風機出口的溫濕度以及新風過濾器的兩側壓差進行實時監控，一旦這些數值出現異常，系統將隨即發生自動報警。

2.4 中央空調系統中的風機盤管監控

對于中央空調系統而言，冷暖設備有新風機組、空調機組，且還有大量的應用風機盤管。從當前的市場情況看，主要有2種風機盤管控制器：①DDC控制器。其可與主機進行有效通訊，可實現有效的中心管控，能對調節冷水、冷機進行控制，但其價格相對較高。②不具備通訊能力的盤管控制器。對于該種類型的控制器而言，建議根據水系統的連接狀況對風機盤管進行分組，每一組支路的入口位置需安裝流量計、供回水溫度傳感器和供回水壓差變送器等。目前，在中央空調系統自控過程中，還無法完全利用DDC技術進行控制，進而在系統風量調試、制冷效果調節過程中，無法通過各風閥的自動調節來使風量均勻達到設計要求。針對該問題，常用的方法為“基準風口法”，即采取手動操作的方式對風量進行適當調整。一般而言，在調整中央空調系統的風量前，應先對所有風口的風量進行初測，計算出每一個風口的初測值、設計風量比，確定比值最小的風口，并將其作為基準風口。

總之，隨著智能化和自動控制技術的不斷發展，中央空調系統中采用了自動控制技術，這樣不僅能夠給我們提供一個舒適的生活和工作環境，而且還能夠延長中央空調系統的使用壽命和節約運行成本，因此進一步加強對其的研究非常有必要。

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