中央空調控制技術在殼牌瀝青技術實驗室裝修工程中的應用研究

劉蘇飛

摘? ? 要：本文闡述了中央空調控制系統在二次裝修工程中控制的特點，空調系統進行改造能夠滿足二次裝修后日常運營的需求，控制系統的選擇利用不僅能夠減少投資成本并且能夠實現較高的節能率，能夠高效的利用能源，控制技術是空調系統中極為重要的部分，空調系統使用的舒適性與節能率，控制系統起著至關重要的作用。結合殼牌二次裝修工程中央空調新增以及改造實況，詳細論述了中央空調控制技術在裝修實際工程中的特點、重難點、控制要點等。研究成果可為相關應用與研究提供參考。

關鍵詞：中央空調控制;全新風空調控制;VRV控制系統

1? 引言

殼牌瀝青技術實驗室負責通過把瀝青進行乳化試驗、熱拌試驗、改性試驗和養護試驗，制備不同類型的瀝青樣品，實驗室屬于化工實驗室入駐位于中瑞鎮江生態工業園的一棟五層建筑的一層，建筑面積為1574.7m2。化工實驗室帶有污染的排放物的排氣安裝在建筑物的屋頂上，整個實驗室采用全新風系統，辦公區采用VRV系統。實驗室新做全新風系統采用PLC控制系統，辦公區VRV改造大樓原有系統，增加VRV集中控制管理系統。

筆者就職于精裝修公司，按照新設計平面新增及改造現有空調系統，以滿足使用要求，理論聯系實際，并結合項目實例，總結出空調控制系統改造新增要點，如何在有限的投資下最大化改造完善空調系統，滿足使用要求，希望能為裝修工程中，中央空調控制系統提供技術指導。

2? 殼牌瀝青技術實驗室中央空調系統簡介

殼牌瀝青技術應用中心由乳化瀝青操作室，膠結料測試室，瀝青混合料操作室，集料實驗室四個實驗室，清潔間以及輔助用房以及辦公區組成。

2.1? 實驗室AHU全新風系統組成

冷熱源（風冷熱泵機組），變風量空調機組（AHU機組）、排風熱回收，控制系統（PLC控制），見圖1、圖2。

實驗室空調系統：采用全新風空調系統設備由2臺風冷水泵主機（HP01與HP02），2臺AHU機組（AHU01與AHU02），4臺排風機（EF01-EF04）組成。AHU01為乳化瀝青操作室，瀝青混合料操作室，集料實驗室，清潔間與輔助用房提供新風，AHU02為膠結料測試室提供新風，乳化瀝青操作室，膠結料測試室利用EF01排風，EF01排風安裝熱回收裝置，以利于節能。瀝青混合料操作室利用EF02排風，輔助用房利用EF03排風，集料實驗室，清潔間利用EF04排風。

2.2? 辦公區空調系統組成

開放辦公區利舊大樓原有空調設備，在會議室，經理室新增風管式室內機，兩間大會議室共用一臺全熱交換器，辦公區，茶水間與接待區共用一臺熱交換器。增加大金空調集中控制，實現每個獨立區域可本地手動控制，亦可遠程集中控制，優先于遠程控制。

2.3? 實驗室AHU全新風系統要點

全新風空調新做系統，主機設備均放置于一層綠化帶，排風機放置于屋頂及室內系統選擇可變送風與可變排風。總排風量等于設備排風量加上房間排風量，設備排風管和房間排風管安裝可變風量（VAV）調節閥由PLC實現控制，當實驗室設備排風，總排風量不能達到最小排風量要求（房間8次換氣次數）時，采用PLC控制變風量閥，增大房間排風量， 當實驗室設備排風量超過最小排風量要求（房間8次換氣次數）時，采用PLC控制變風量閥，變小房間排風量。新風管安裝可變風量（VAV）調節閥采用PLC控制調整風量，空調始終保持總送風風量和總排風在實驗室保持負壓，形成一定的余風量。PLC監控實驗室和走道之間的房間壓差，如果房間壓差改變，應當改變送風風量和總排風， 變風量空調送風應當控制房間溫度，房間壓差， 變風量空調送風應當能夠滿足，當房間制冷/制熱負載大于最小風量（0.85×最小排風量）時， PLC控制空調送風變大，滿足制冷/制熱負荷，并且要求同時能夠滿足實驗室內負壓。

2.4? 辦公區VRV系統要點

（1）根據精裝修平面布置，移位，拆除，拆改，新增室內機，匹配原系統，利用多種不同的室內機形式替換原有機型，達到每個區域均有空調使用。（2）除利用原有空調系統，在經理室，會議室等等小房間新增一套新的VRV系統。（3）增加空調集中控制，每套獨立系統采用手拉手方式重新布置信號線，電源線。

VRV系統的改造，采用新技術，使VRV空調系統更方便，快捷，節省成本。

3? AHU01/AHU02中央空調控制技術

實驗室全新風空調系統，24h運行，系統采用PLC控制。具體控制方式如下。

3.1? ?AHU01/AHU02季節模式控制

夏季，冬季及過渡季控制模式。當風冷熱泵供冷水時為夏季模式，供熱水時為冬季模式，熱泵停止工作時為過渡季模式。熱泵的制冷制熱模式轉換控制由業主自行手動確認，在觸摸屏上進行修改。

3.2? AHU01/AHU02送風壓力控制

根據送風總管上的靜壓傳感器測量實時值與送風壓力設定值對比控制，當實時值低于設定值時，PLC調節變頻器頻率升高，使送風壓力實時值增大，直到實時值與設定值無限接近;當實時值高于設定值時，PLC調節變頻器頻率降低，使送風壓力實時值減小，最終是送風壓力穩定在設定值。

3.3? AHU01/AHU02送風溫度控制

（1）夏季模式。熱泵機組運行制冷模式，當送風溫度低于送風溫度設定值（22℃，可改）時，PLC控制電動兩通閥開度關小 ，使送風冷量減少，直到送風溫度與送風溫度設定值無限接近，當送風溫度高于送風溫度設定值（22℃，可改）時，PLC控制電動兩通閥開度加大，使送風冷量加大，直到送風溫度與送風溫度設定值無限接近。

（2）冬季模式。熱泵機組運行制熱模式，當送風溫度低于送風設定值（26℃，可改）時，PLC控制水管電動兩通閥開度加大，水管流量加大，使送風熱量增大，直到送風溫度與送風溫度設定值無限接近，若水管電動兩通閥全開仍無法滿足時，分段控制電加熱功率，電動兩通閥配合控制升溫，直到送風溫度與送風溫度設定值無限接近。當送風溫度高于送風設定值（26℃，可改）時，若電加熱器運行，則PLC先分段減少電加熱功率，使送風溫度逐漸接近設定值，如果電加熱器全關后，送風溫度仍然高于設定值，則緊靠電動兩通閥開度控制。使送風熱量減少，直到送風溫度與送風溫度設定值無限接近。

（3）過渡季模。熱泵處于停機模式，此時沒有冷源或者熱源，PLC控制電動兩通閥關閉，風機把新風直接送入房間。

3.4? AHU01/AHU02室內溫濕度控制

（1）夏季模式/冬季模式。根據室內溫度實時值與室內溫度設定值（24度，可改）對比控制，夏季/冬季模式，當室內溫度實時值高于設定值時，PLC控制增大/減小送風VAV開度，增大/減小冷/熱量進入房間，直到室內溫度與設定值接近;當室內溫度實時值低于設定值（24℃，可改）時，PLC控制減小/增大送風VAV開度（不低于最低換氣次數）減少/增加冷/熱量進入房間，直到室內溫度與設定值接近。

（2）過渡季模式。根據室內溫度實時值與室內溫度設定值對比，首先對比送風溫度與室內溫度，當送風溫度低于室內溫度時，即送風作為冷量作用。當室內溫度高于設定值時，PLC控制增大送風VAV開度，加大冷量進入室內，直到室內溫度實時值與設定值接近;當室內溫度實時值低于設定值時，PLC控制減小送風VAV開度，減少冷量進入室內（不低于最低換氣次數），直到室內溫度實時值與設定值接近。當送風溫度高于室內溫度時，即送風作為熱量作用。當室內溫度實時值高于設定值時，PLC控制減小送風VAV開度（不低于最低換氣次數），減少熱量進入室內，直到室內溫度實時值與設定值接近;當室內溫度實時值低于設定值時，PLC控制增大送風VAV開度，增加熱量進入室內，直到室內溫度實時值與設定值接近。

（3）夏季濕度控制。根據室內濕度實時值與室內濕度設定值對比，當濕度實時值大于室內濕度設定值，采用露點送風，PLC控制電加熱開啟，再熱除濕后提高送風溫度，從而達到濕度變小目的，控制室內濕度，當濕度實時值小于室內濕度設定值，PLC控制AHU回水管的電動兩通閥開度控制送風溫度從而控制室內濕度;當溫濕度信號矛盾時，溫度優先控制，并開啟電加熱，避免因除濕造成室內溫度過低。

（4）冬季溫濕度控制。根據室內濕度實時值與室內濕度設定值對比，PLC調節電加濕器控制室內濕度;根據室內濕度，調節熱盤管回水管的電動兩通閥開度控制室內溫度;當熱盤管全開仍，無法保證濕度時，開啟電加熱進行補充，當溫濕度信號矛盾時，溫度優先控制，并開啟電加熱，避免因除濕造成室內溫度過低。

（5）排風壓力控制。根據排風機總管上的靜壓傳感器測量實時值與排風壓力設定值對比控制，當實時值低于設定值時，PLC調節變頻器頻率升高，使排風實時值增大，直到實時值與設定值無限接近;當實時值高于設定值時，PLC調節變頻器頻率降低，使排風實時值減小，最終排風壓力穩定在設定值允許的上下，室內通風換氣控制，PLC控制實驗室余風量恒定，并且保證房間送風VAV送風量大于或等于維持最低通風換氣要求的風量值。

（6）房間余風量微負壓控制。當送風VAV因為溫度開大時，此時PLC控制開大排風VAV，保證實驗室室內余風量恒定。當開啟通風設備時，此時PLC控制關小實驗室內房間排風VAV并開大送風VAV，保證余風量恒定，以此保證室內微負壓環境穩定。通過室內壓差傳感器監測實驗室與走廊之間的壓差余風量穩定所以房間負壓穩定。

（7）熱回收三通閥控制。熱回收系統最大程度回收能量，降低能量損耗。熱回收三通閥開啟隨系統AHU機組聯動，AHU開啟時，自動打開電動三通閥，AHU機組停機時，關閉電動三通閥。正常情況下三通閥全開，最大程度回收能量。當系統冷量（或熱量）滿足要求后，且AHU空調機組的電動兩通閥都已關閉，且系統內冷量（或者熱量）仍過剩時，繼續減少電動三通閥開度，降低能量回收。若冷量（或熱量）不足時，開大電動三通閥增大熱回收能量，若三通閥全開仍不能保證時，繼續調節開啟AHU機組電動兩通閥。直到滿足系統要求。

4? VRV新增空調集中控制系統

集中控制系統（如圖3、圖4），每套獨立系統采用手拉手方式重新布置信號線，電源線。

空調集中控制系統可實現功能：（1）可選擇制冷、制熱、通風、除濕等等模式;（2）溫度設定;（3）風速設定;（4）定時開關機;（5）遠程開關機;（6）一鍵開關所有設備;（7）空調運行參數讀取;（8）空調運行狀態讀取;（9）設備故障查詢。

5? 結論與展望

5.1? 結論

觸摸屏自動控制與可編程控制器PLC，VRV空調集中控制，簡化了空調運行控制系統，除此之外，程序通常還包括以下幾點。

（1）程序初始化等等。對數據區所需數據、所需計數器等進行恢復初始設置

（2）故障診斷、檢測、顯示等。程序相對獨立，在基本完成程序設計時添加。

（3）PLC控制實現保護、連鎖等。PLC控制程序可根據系統要求設計，實際操作中可逐步完善系統功能，程序以滿足系統控制要求為主線，逐一編寫實現各控制功能。在正常使用之余，可實現保護、連鎖功能，PLC集風機壓差異常報警，報警為不停機報警，報警時機組正常運行只是把報警記錄到觸摸屏中，實際操作中，設備AHU01/AHU02送風機故障，EF01/EF02/EF03/EF04排風機故障，循環水泵故障及風冷熱泵的故障為停機報警，連鎖保護設備不受損壞（即有故障時，切斷控制輸出指令，并且把報警記錄到觸摸屏中）

（4）可根據不同使用要求，遠程調整，開關空調。

（5）業主可以自行查看空調使用記錄，以及報警記錄。

5.2? 展望

隨著科學技術的更新，各種新技術在暖通工程中的應用層出不窮，結合各種常見空調的問題，采取相應的技術措施進行控制，保證各種設備穩定運行，達到空調的使用目的，高效的控制不僅滿足人的舒適性的需求，更達到節能的目標。

隨著自然環境的日益惡劣，中央空調在人們的生活和生產中起到了越來越重要的作用， 消耗了大量的電力資源，這便使得空調的節能環保更為重要，而控制方式的實現是節能最直接的體現.筆者希望更多的工程人員能夠在學習理論知識的同時更加了解空調控制系統，結合工程實際狀況，進行全方位的整體考慮，能夠更好的實現節約的同時，使空調更好地為人類服務。

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