中央空調系統的自動控制設計和節能思路探討

蔣華 陳學平

摘要：本文首先闡述了中央空調系統的自動控制設計思路，然后從冷熱源系統、空調能量輸送部分、空調新風機系統這三部分提出了中央空調系統的自動控制設計與節能思路，最后提出了中央空調系統的節能策略。希望對中央空調技術的研究人員提供幫助，促進自動控制與節能技術的繼續提升。

關鍵詞：中央空調系統；自動控制；節能思路

引言：

隨著時代的發展，人們對自身工作環境的要求越來越高，在這樣的程度下，中央空調系統得以被廣泛的利用，該系統的自動控制設計不僅可為人類提供一個優越的室內環境，還有一定的節能功效，利于降低能耗，下面就來研究一下中央空調系統中自動控制的設計與節能技術。

1.中央空調系統的自動控制設計思路

現階段，我國中央空調的自控系統一般使用模塊化的集散控制方式，在設計時主要要設計出中央控制器、末端設備與現場控制器等多種裝置，這些裝置聯合作用才能實現自動控制。其中中央控制器主要起到統一控制的作用，其既能接收、監測設備的參數，還能實現遠程設定與控制。其設計思路主要有以下幾點，第一，操作站的軟件通?？梢詾镸icrosoft Windows，其中的運行程序要有兼容性。第二，為了實現實時監控的功能，要安裝可視化的監控軟件，還要使用開放性的數據庫。第三，在設計系統時要注重系統的構成，要帶有警報信號功能。第四，設計應該遵循危險分散的原則，降低故障的波及程度[1]。例如，當中央控控制器出現問題時，要降低其他設備受影響的程度。第五，在設計時要考慮到冷熱源系統的自啟問題，要科學測量水管路等設備的參數，實現能量調節，從而達成綠色節能的目的。

2.中央空調系統的自動控制設計與節能思路

從節能環節來考慮，通常中央空調的機電設備是用于冷熱源與輸送系統上，所以在設計這兩個部分時要格外注意節能問題。

2.1冷熱源系統

中央空調的熱冷源中的單元控制器非常重要，其可以對進出口水流溫度進行調節，為了使其達到自動啟停與調節的目的，在設計時還需安裝水管與流量傳感器等輔助設備，以對主機進行監控。具體控制設計的思路是，空調的冷水機組工作時，應該實現由主機控制水溫的功能。當水溫符合設置值時，空調主機就會停機休息，當空調的冷負荷較低時，主機無需立即啟動，可以向其他系統發出指令，暫停電動蝶閥，從而實現節能的效果。如果主機故障，風機與水泵也應該停止工作，除非在超低溫停機時，二者可以進行保護性的運轉。其節能設計是，可以通過優化空調冷凍機的系統性能，根據地域氣候與季節設置室內的溫度值，從而實現中央空調的自動調節。

2.1.1夏季冷水系統

對夏季冷水系統的自控應該進行如下的設計，第一，要設置現象智能操作臺，使其發出指令，對風機及冷凍器等進行有序的調控。第二，夏季冷水系統要實現對冷水機組和塔風機的監控，要根據水溫等情況對運行時間以及數量進行控制。第三，可以對室內需要的冷負荷進行計算，具體要先確定出冷凍水的流量與供回水溫差這兩個數據，然后再進行計算，最后對冷水機組傳遞信號，進行對應的自動調節，最大程度的降低能耗。第四，夏季冷水系統要與中控室操作臺達成配合，在季節過渡期間，冷水系統要對負荷進行限定，盡量減少開、停機次數，也要實現冬夏季節的自動切換。第五，冷水系統還要調取到重要空調的運行參數，并將其傳送到智能操作臺上，具體要調取的信息有空調水流量、膨脹水箱液位等相關信息。在傳送到操作臺以后，操作臺再對啟動的臺數進行控制，并統計工作時間。

2.1.2冬季熱水循環系統

要實現中央空調的自動控制，還要設計出冬季的熱水循環系統，在這方面的設計需要做到以下幾點。第一，要考慮到熱水鍋爐的流量與壓力問題，通過科學的計算方式得出單耗的數據信息，第二，該系統還要能夠調節熱交換器的閥門，實現熱交蒸汽和切換與聯動控制。第三，在其與智能操作臺配合過程中，也要向操作臺提供關于熱水機組運行情況與熱負荷量等相關信息，并且及時接收操作臺的信號，自動按照預定設置機組。為了達成以上的這些自動控制工作，工作人員可以對監控點進行控制，通過計算機數據模擬量與數字量，進行中央空調系統的自動控制。

2.2空調能量輸送部分

中央空調除了冷水系統之外，其能量輸送也是非常重要的。在這部分內容中，也需要進行自控與節能的設計?？照{是有冷卻塔、冷卻水泵和管道提供出冷卻水實現制冷的，所以要保證冷凝器組有充分的冷卻水進入和通過，才能達到制冷的目的。這需要自動控制冷卻中心和水路電動閥門，并檢測到冷卻水輸送的狀態。在對冷卻水輸送環節設計的時候，需要考慮到以下幾點要求。第一，要對冷熱水的水溫差進行控制，以降低系統的水流量，從而降低系統的能耗。第二，可以設計變流量以及變風量的自動控裝置，這樣就可以降低水泵和冷水機組的能源消耗。第三，工作人員還要分析自控系統的各個環節，按照空調的實際運行需求來對水流量加以調控，讓水流在一定的流速狀態下進行輸送，從而實現節能效果。第四，一定要隨時保證空調冷凝器中有充足的水流過，在此前提下，可以盡量降低水泵的能耗[2]。第五，在室外氣溫允許的條件下，盡量使空調入水口的溫度降低，以強冷凍機的COP。

2.3空調新風機系統

隨著時代的發展，在空調冷熱負荷中，新風量的占比逐漸提高，所以要對新風機自動化裝置進行設計與控制。具體設計需要實現以下幾種功能，第一，要求增加定時控制功能，實現系統風機的自動停起，正常情況下，一天可以設置三個開停的時間段。第二，要對新風過濾器兩側的壓差進行勘測，一旦壓差超過范圍時，風機要進行警報，并且將警報信息傳送到中控室。第三，還要設計出防凍保護器，例如，在較為寒冷的條件下，空氣中的熱盤管的溫度低于設定值時，風機就可以自動的關閉風門，并開啟熱水閥，將水溫升高，從而保護裝置，避免盤管凍壞。

3.中央空調系統的節能策略

要想使中央空調的節能水平提高，可以從以下幾個方面入手。第一，在進行空調空間設計時，應該布置隔熱裝飾，以降低冷負荷的失散率。第二，可以在空調設計中使用冰蓄能技術，在夜間蓄冰，使之白天融化從而實現供冷。還要注意對中央空調的日常維護管理工作，科學的設置運行時間及溫度。在冬季時，要設置保溫設備管道，避免空調中的冷負荷損失過大，消耗能量增多?？傊?，要想節約空調等能耗，除了有效的利用好自動控制技術以外，還要考慮到實際運行中的各個方面，從實際入手，提高節能意識。

結束語：

綜上所述，現階段，隨著科技水平的不斷提高，空調自控系統的控制技術也在不斷的發展與完善之中，其主要向系統集成方向發展，使得空調自控功能提升，這樣的設計，不僅可以為提供舒適的室內環境，也可以實現節能的目的。在未來，技術人員應該繼續研發新技術，將新功能應用在空調系統中，這樣才能設計出更節能的系統，為大眾帶來便利。

參考文獻：

[1]陳利東.房間空調用制冷機組自動控制系統的設計和應用[J].科技經濟導刊，2018，26（21）：45+47.

[2]丁勇，劉學等.空調系統節能量測量與驗證方法的應用分析[J].暖通空調，2018，48（07）：47-54.