空氣調節中中央監控系統的發展與應用研究

李杰

（哈爾濱商業大學 黑龍江哈爾濱 150028）

1 空氣調節中的中央監控系統

1.1 空氣調節內涵

空氣調節簡稱空調，是通過對建筑物的溫度、濕度等因素進行調控，為使用者營造良好的建筑環境的設備設施，空氣調節根據使用的環境不同、作用的范圍不同在設備規模、價格上有所不同，但是基本原理大同小異，空氣調節的作用原理可參見圖1，在技術的進步和推動之下，空調系統的原理也趨向復雜，但是基本原理都是相同的，其通過智能化監控，協同壓縮機、冷卻水泵、蒸發機、冷卻塔、水冷管盤等多設備共同為建筑物使用者帶來良好的使用體驗。

1.2 中央監控系統作用原理

空氣調節中的中央監控系統是指集中式空調搭載的大型空氣調節系統，其能對室內的溫度和濕度進行監控，并且實現室內的溫度和適度維持在一個穩定的取值范圍內，因為空氣調節系統的作用對象是人，因此中央監控系統的監測調節數據也是以服務建筑物使用者、給使用者一個舒適的空間體驗為目標，主要影響因素有室內物理因素和人體舒適度，并且從空氣溫度、空氣流速和空氣相對濕度進行調節。在技術的進步之下，中央空調監控系統一定是趨向復雜化的，這里參照的是最基本的監控系統作用原理。

2 中央監控系統的演變和發展

空氣調節中央監控系統的發展史建立在技術的革新和進步中完成，并且在計算機技術的數據處理能力和設備控制能力的提升之下，越來越多自動化的系統技術也在不斷出現。空氣調節中央監控系統的演變可從20世紀70年代后開始分析，這個時候微型計算機和單片機等設備的問世，也意味著自動化監控系統的發展和演進。

2.1 微機巡回檢測數據處理

該系統主要是通過計算機處理數據，并以打印機和微型計算機顯示數據為參考，工作人員對中央空調的控制儀表進行手動操作，進而影響設備的運行效果。生產過程中設備上搭載的監測傳感器會對環境信號收集并傳入微機檢測系統，并形成微機和生產過程的巡回處理，這一階段下，主要的調節操作需要人為完成。

圖1 空氣調節系統作用原理

2.2 微機操作指導控制系統

該系統是在微機巡回檢測系統的基礎上的進階發展。計算機不僅能進行數據處理，也能將巡回檢測系統中，人為操作的部分交由計算機完成，在系統設計之初，程序設計人員通過生產需要的參數，對系統輸入運行算法，計算機識別生產過程的數據，并與標準值進行比照進行調節操作。

2.3 微機直接數字控制系統

微機直接控制系統（簡稱DDC）是通過控制器、傳感器、執行器和中央監控系統軟件來完成空氣調節功能，該系統的出現，意味著空氣調節已經具備完善的控制軟件，既能集中控制，也能獨立工作，推動了空氣調節中央監控系統的集散化發展，該系統主要應用于冷凍站、新風機組等多回路控制。

2.4 微機監督控制系統

微機監督控制系統（簡稱SCC）將DDC計算機控制系統結合起來，實現了計算機監督控制設備的運行。其采取雙重控制的模式，DDC計算機控制空調機組的運行，SCC計算機對DDC計算機的行為進行監控，加上了對DDC計算機控制的環節，將空氣調節系統更加智能化。

2.5 微機集散控制系統

該系統也稱為分布式控制系統，該監控系統是在DDC監控和SCC監控的基礎上，再加上MIS控制（management information system）協同作用，實現了多級計算機的控制。MIS控制中的管理計算機，對SCC監控計算機進行監督控制，SCC計算機對DDC計算機控制，形成一種三級調控模式，如此一來空氣調節的監控更加系統化智能化，分工明確但又聯系密切。

2.6 現場總線控制系統

現場總線控制系統（FCS系統）的出現意味著中央空調的發展進入全數字化階段，從最高決策設備到底層運行設備，都有精密的控制系統作為支撐，智能儀表成為空氣調節的“大腦”，能根據對監測數據實時分析，精確控制子設備儀器，實現區域環境的優化和調節。此外，黨空氣調節機組出現問題的時候，監控系統也負責對故障進行報警，以便中央空調管理人員及時排查機組運行風險。

3 中央監控系統的工作影響因素

調房中的空氣影響因素取值主要參照溫度-濕度指數公式，還要考慮到部分影響人體健康的氣體含量。空氣調節的中央監控系統應當為改善建筑使用人的生產生活環境為目標，并根據建筑物的具體的使用用途進行分析。

3.1 室內氣溫

氣溫的高低會影響到人體的冷熱感，并對人體機能的工作產生不同的影響，實驗證明，在室內溫度為25℃的時候，思維的敏銳性最高，這時候最適合上班族工作，但是在低于18℃和高于35℃的時候，人類的思維能力和工作效率會降低，甚至會因為溫度過高和過低對機體的健康產生影響。

3.2 室內濕度

當人的身體表皮過于干燥的時候，會導致人體的舒適感下降，但是如果室內濕度太高，會給室內的霉菌和細菌大量滋生產生條件，因此在中央系統的監控調節過程中，也要對室內的濕度進行監測控制，主要的計算公式為：THI=TDd-0.55（1～RH）（Td-58），在不同的溫度下，為了保證環境的舒適性，其濕度調節都是不同的，其調節目標都是以人體對熱濕環境滿意為標準。

3.3 室內風速

風速與室內的溫度和濕度調節相掛鉤，風速越大，人體的散熱速度就越快，人更容易感覺寒冷并干燥，一般0.5m/s的風就會對人的主觀感覺產生影響了，誠然，風速越大會帶走一定的細菌和病毒，還會提升人體的熱舒適度，但是風速過大也會對人體的健康產生一定的影響。

4 空氣調節中中央監控系統的發展趨勢

在科學技術不斷發展的當下，空調的中央監控系統也趨向復雜化和智能化，也空氣調節也不僅僅是簡單意義上的制冷制熱的功能，也承擔著其他的功能，如改善空氣質量、為使用人營造健康舒適的生活生產環境。通過對中央監控系統的發展趨勢分析，系統的升級是在完善控制系統，實現自動化智能化操作的要求下開展的，從最簡單的人為調節，到不再需要人力參與的自我控制和自動運行，再到網絡化控制，都是在技術的進步之下不斷演進發展的。影響中央監控系統工作的因素，都是圍繞著為使用人營造良好的生產空間，或者滿足生產生活需要設計的，當然目前也有很多恒溫恒濕空調的面世，給空氣調節工作帶去了更多的科技含量，因此，未來空氣調節中央監控系統的發展，應當在滿足中央空調的基本功能如調節室內溫度和適度、自然換風和清潔空氣、殺滅細菌和消除污染等的基礎上，實現智能化、網絡一體化和節能化發展。未來高精度的溫度和濕度控制、低能源消耗、高效管理和網絡化管理的空氣調節設備，也成為發展趨勢，因此中央監控系統也將向著這一趨勢發展演進。