暖通空調系統的自動控制探討

王羽

（西安藍天實業有限公司，陜西 西安 710089）

暖通空調自動控制系統主要進行凈化控制和溫度控制，相關人員要對其控制方式和原理進行了解，解決系統自動化控制中的問題，對各種控制指標的控制方式了如指掌。本文主要針對暖通空調系統自動化控制進行探討。

1 暖通空調自動控制系統的控制方式

1.1 DDC控制

這種控制方式需要借助多種數字化技術，在正式控制中，控制裝置的系數參數處于靈活可調控的狀態，如此室內溫度發生變化時，空調系統可利用該種方式對參數進行調整控制，使室內溫度重新歸于適宜，如此電能消耗會減少。控制裝置對溫度的調節能力與裝置最初的設定值呈正相關關系，而后者大小又與系數選擇呈正相關關系，所以可通過控制系數大小來提高裝置的控制能力，但這會對系統的運行狀態產生負面影響。相關系數大小的選擇不能隨意，要與室內溫度變化的實際情況、室內規模要求相適應，這不僅可以保證裝置運行的穩定性，還可以最大程度減少能源消耗。該種控制方式的控制原理如圖1所示。

圖1 DDC控制流程及原理

1.2 繼電器控制

繼電器在電氣系統中主要起到保護線路和設備系統的控制調節作用，其在暖通空調系統中也是如此，其控制作用使得系統自動化控制的效果更佳。在系統運行中，電流會有大小之分，流態物質流量也有差異，繼電器可以實現對這兩者的控制，大電流控制則建立在小電流控制的基礎上。繼電器有多種類型，可通過電磁感應控制、時間以及熱敏感控制來發揮其作用。

1.3 PLC控制

PLC控制在自動化控制系統中的應用最為廣泛，因為這種方式最可靠，其主要通過控制程序的編制來實現邏輯控制，所以該種裝置設備也被稱為可編程邏輯控制器。這種裝置體積小，可以安裝在控制對象附近，以實現對暖通空調系統的實時監控。

2 暖通空調系統中的自動化控制

2.1 控制流程

暖通空調系統中的自動化控制技術主要依賴于自動化控制系統，該系統主要由4種設備裝置組成，分別是傳感器、調節器、執行機構和調節機構。暖通空調在對調節對象的調節參數進行調節時，調節前后，雖然調節參數有發生明顯變化，但還不能與實際需求參數值保持一致，這是暖通空調系統基本功能實現中的精度偏差，而自動化控制所有裝置則負責善后，對照給定的設計值，對調節參數實際值進行調節，以使新的調整參數值符合需求。相關的自動化控制流程為：在調控對象的附近，會設置傳感器，該種裝置主要對調控對象的運行狀態進行感應，并對相關的感應信號進行分析，如果出現異常或發生變化，傳感器會借助變送器對信號進行轉化，使其與調節器的信號標準一致，然后將其傳遞給調節器。調節器中設置給定設計值，在控制流程中，該種裝置會對兩種信號進行對比，如果兩種數值相差甚遠，調節器會立即對執行機構下達指令，執行機構中的調節裝置立即基于偏差，對數值進行調整，使兩者相差無幾，相關的偏差也會在可允許的范圍之內。

2.2 對室內溫度的自動控制

暖通空調的主要作用之一便是溫度調控。在這種自動控制系統中，相關的傳感器主要為干球溫度傳感器，在執行自動控制流程中，會將擾量作為監控對象，在其發生變化時，傳感器負責收集信號，最終調節機構會根據數值的變化來調控送風溫度。

在溫度調控中，加熱器和送風裝置會受到調控，如果需要升溫，加熱器的加熱量會增多，送風裝置中的新回風混合比也會作出對應的調整。熱水和熱蒸汽會為溫度升高提供幫助。在自動化控制系統中，一般采取電加熱方式來使室內溫度重新適宜。

不同結構類型或不同規模大小的建筑，室內溫度的調控要求不同，受到的干擾因素也不同，房間圍護結構的保溫效果有差異，基于此，相關人員還要選擇合適的溫度調控方式。可供選擇的方式有多種，比如雙位控制、比例積分控制等。

在自動化控制系統中，施工人員要對溫度傳感器的安裝位置進行確定，該種裝置的安裝環境以及與暖通空調的距離都會影響傳感器對溫度信號的感應效果。對于太陽輻射比較嚴重的地方或其它能產生熱源的設備，都要遠離。如果是安裝在墻體圍護結構附近，還要對其溫度進行測量。要避免傳感器與墻體結構的直接接觸，在正式安裝應用中，可懸掛，使其不受墻體溫度的影響。

大多數建筑的室內溫度在四季都有變化，尤其是冬、夏季節，溫度變化非常大，這意味著空調要做出不同的調整措施，所以暖通空調的給定值不是同一個。在自動化控制中，要使室溫控制實現變動控制，如此在人感到不舒適時，該系統會自動調節溫度，使室內外有溫差的區別。對于不需要空調的季節，自動化控制系統也會對空調的運行狀態進行控制，不浪費電量。

2.3 對室內相對濕度的自動控制

主要包括兩方面，一是間接控制法。室內濕度與空調機器設備露點溫度有直接關系，在對室內相對濕度進行控制時，還要看室內濕度變化的具體情況，如果變化不大，不用直接調整相對濕度，只需要調整機器露點溫度，濕度也會作出相關改變，并符合室內濕度的要求。二是直接控制法。這種方法主要針對室內前后濕度變化較大的情況，對于這種情況，可操作暖通空調的自動化控制系統，執行自動控制流程，利用傳感器或濕球，對溫度變化進行感應，調節機構在對其進行給定值對照后，控制調節執行機構來完成糾偏工作。溫度調整后，室內的熱濕負荷會重新變回正常值，在這種自動控制中，室內相對濕度的調整程度往往能使人的感官滿意度達到最佳。

2.4 表面冷卻器的控制

表面冷卻器是暖通空調系統中不可缺少的設備，該種設備在溫度調控和凈化控制中起著關鍵作用。這種裝置在自動控制中，相關的控制方法主要包括以下兩種。

一是表面冷卻器。這種是用來加熱升溫的裝置，在正式調節中，調節閥是關鍵的調節介質，在該種裝置中，二通或三通調節閥是常用形式。在調節閥的應用中，干管流量會受到控制，同一水系統中的元器件之間可以相互影響，所以在選擇調節閥的形式類型時，要注意做好影響因素的調節控制工作，使各元器件之間不會相互干擾。如果選擇的調節閥是二通形式，則需要施加恒壓控制裝置來減少元器件運行中的干擾。恒壓控制裝置的控制方式可以分為兩種，一種是將進水口中進入的水作為研究對象，在恒溫條件下，對其流量進行控制。自動控制系統中的傳感器和調節器作用后，三通閥會受到調節，主要通過閥門的開關來對進水量進行控制，使盤管中的水流量受到控制，以此來調控進出口處的水溫。如此該種控制裝置便可以應對溫度負荷的變化。另一種則是恒量條件，對溫度進行調控。在盤管中的水量保持不變時，通過控制器的調節作用，三通閥受到調控，進水溫度也會做出相應變化，這種方式比較適用于對溫度調節要求精確度比較高的溫度調控中。

二是直接蒸發式表面冷卻器。這種控制裝置主要利用了雙位控制方式，主要調控目標對象是電磁閩，溫度傳感器和調節器是中間介質。該種裝置在控制中，膨脹閥會發揮作用，對盤管出口冷劑吸氣溫度進行控制，使其在控制中保持恒溫，并且該過程屬于自動調節控制，自動化程度高。如果建筑室內的暖通空調系統規模比較大，相關人員還要靈活選擇控制裝置和控制方式，直接蒸發式冷卻盤管是主要的調控裝置，這種裝置主要采用并聯方式。在控制中，該裝置會對調控對象進行分段調控。如果空調機組規模比較小，壓縮機則是主要的調控對象，可按照自動化控制流程來對其進行調控。

3 結語

暖通空調系統自動化控制相關技術和設備的發展方興未艾，相關的控制技術和設備的優勢還未得到深度挖掘。要加大對此的研發力度，以使暖通空調的自動化程度更高，使自動化系統的調控功能更加簡單有效。