空調自動控制系統的設計研究

李曉彥

【摘? 要】當前，在我國越來越多的高層建筑物當中，中央空調屬于必不可少的機電設備。對于中央空調系統來講，在運轉過程中冷凍主機的負荷會伴隨季節變化以及氣溫變化進行自動調節，但是與冷凍主機相連接的冷凍泵卻不能夠進行自動調節負載作業，在一般情況下其長期處于100%負載運行狀態，所以能量的浪費現象非常嚴重，而且使得中央空調的實際運行環境及質量受到破壞。因此，論文就中央空調系統的自動控制系統的設計工作進行分析研究。

【Abstract】At present， among the growing number of high-rise buildings in China， central air conditioning is an essential mechanical and electrical equipment. For the central air conditioning system， in the process of operation， the load of the refrigeration main engine will be adjusted automatically with seasonal changes and temperature changes. However， the freezing pump connected with the refrigeration main engine can not carry out automatic load adjustment operation. In general， it maintains a state of 100% load operation for a long time， so the? phenomenon of energy waste is very serious. And it damages the actual operating environment and quality of the central air conditioning. Therefore， this paper analyzes and studies the design work of automatic control system of central air conditioning system.

【關鍵詞】中央空調;自動控制;系統;設計

【Keywords】central air conditioning; automatic control; system; design

【中圖分類號】TU831? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）08-0188-02

1 引言

隨著現今社會經濟發展水平以及科技發展水平的提升，在人們的日常生活過程中對生活質量的要求越來越高，所以在當前建筑物當中，中央空調系統的應用已經變得越來越廣泛，對于人們的日常生活質量提升具有非常重要的作用，已經成為人們日常生活中不能夠缺少的一項重要工具。但在中央空調使用過程中，對于能源的需求是非常大的，而且當前的中央空調運行會產生較大的資源浪費，所以應基于當前社會發展中節能減排這一政策要求，對中央空調實際運行過程中的自動控制工作進行深入研究，實現全面自動控制，降低能源消耗以及浪費是一項重要工作。

2 中央空調自動控制系統設計研究的重要性

因為從當前全球發展背景來看，全球范圍內的能源緊張問題越來越凸顯，所以也節能問題已經成為現如今全世界所關注的首要問題。而對于我國來講，雖然我國屬于資源大國，但是因為在過去經濟發展過程中對于資源進行不合理開發及粗放型利用，所以我國資源的減少速度是非常快的，有一些資源甚至已經接近枯竭狀態。因此，在當前社會發展背景下，節能型社會發展已經成為我國未來社會的重要發展方向。而對于中央空調的使用來講，雖然其在極大程度上滿足了人們的生活品質要求，但是也增加了用電的能源消耗，而且在空調運轉過程中，所產生的電能浪費現象也比較嚴重。所以基于節能減排的社會發展需求，應當針對中央空調系統進行自動控制系統的設計研究。這不僅僅是為了保障節能減排政策的落實，同時，也是為了能夠對當前中央空調的使用效率進行提升，并對生態環境進行維護，實現自然資源的可持續發展與應用。

3 中央空調系統的工作原理

3.1 中央空調系統的結構

對于中央空調系統來講，其本身屬于在我國當前大型建筑物內進行使用的一種集中空氣調節并管理的設備，所以對于整個中央空調系統來講，包含的設備有空氣處理設備、送風機以及回風機、送風通道以及回風通道、空氣分配裝置以及冷熱源等，各種設備共同組成了中央空調系統。并且在實際使用過程中，可以根據中央空調的使用需求進行組合變換，在多種設備的不同組合下形成不同形式的系統。在大型建筑物中安裝中央空調系統時，需要根據建筑本身的用途以及建筑物性質和熱濕負荷特點，以及所投入的資金和運行維護費用進行空調系統的合理選擇優，這樣才能夠保證合理應用，并且不會造成資金浪費。

3.2 中央空調系統的工作原理

對于中央空調系統來講，在實際工作過程中，氣態制冷工質經過壓縮機壓縮之后，形成高溫高壓氣體，然后進入空調系統的冷凝器當中。在冷凝器當中，高溫高壓氣體會和水進行等壓熱交換，然后變成低溫高壓液態液體。這些液態工質，會經過過濾以及干燥等工序，將液態工質當中所存在的水分和雜質進行剔除，然后輸送到膨脹閥進行節流減壓，之后形成低溫低壓液態工質，并在蒸發器內進行氣化反應。對于液體的汽化來講，在發生氣化過程中需要吸收汽化潛熱，而且液體本身的壓力不同，所表現出的飽和沸點也不同，如果壓力越低那么沸點也就越低。所以對于中央空調系統來講，在使用過程中只需要創造一定程度的低壓條件，就可以通過氣化過程來獲得想要達到的低溫環境。根據此原理，在實際工作過程中，氣化過程吸取冷凍水所產生的熱量，使冷凍水的溫度降低，之后制冷工質在蒸發器內吸取熱量，溫度升高變成過熱蒸汽，最后再進入壓縮機當中。整個過程不斷循環，這就是中央空調系統的工作原理，也是工作過程。

4 中央空調自動控制系統設計

4.1 變頻器的設計選擇

對于中央空調自動控制系統來講，變頻器主要是為系統調壓調頻電源進行電力轉換提供幫助，從其電路形式區分變頻器的主電路可以分為兩種，分別是電壓型電路以及電流型電路。在當前中央空調自動控制系統設計過程中，對于變頻器的選擇是Micro Master 440，即新一代用于控制三相交流電動機速度和轉距的多功能標準變頻器。該型號的變頻器是通過微處理器進行控制的，而且在變頻器設計過程中應用了具有現代先進技術水平的絕緣柵雙極型晶體管作為變頻器的功率輸出組件，能夠在極大程度上保證變頻器的實際工作運行的可靠性以及功能的多樣性。而且變頻器采用脈沖頻率可選的專用脈寬調制方法，能夠使中央空調系統的電動機在運轉過程中實現低噪聲運行。除此之外，該型號變頻器所擁有的缺省的工廠設置參數，是當前數量眾多的可變速控制系統供電所需的理想變頻傳動裝置，所以其本身的應用覆蓋范圍非常廣。而且在使用過程中，因為擁有全面和完善的控制功能，所以相關參數設定之后，本身變頻器既可以在單獨傳動系統當中進行使用，同時，也能夠在更高級的電動機控制系統當中進行使用，能夠在自動化系統當中進行集成，完全符合中央空調自動化控制系統的設計需要。

4.2 PLC控制器的選擇

可編程邏輯控制器的簡稱為PLC，在該控制器當中選用了一類能夠進行編程的存儲器，在內部進行程序的存儲，然后本身又可以進行邏輯運算，以及具有順序控制和定時等相關技術功能，這些功能都是由用戶所發出的相關指令進行操控。在可編程邏輯控制器當中，通過數字以及模擬式的輸入和輸出，對機械以及生產過程進行全面的自動化控制。對于中央空調自動化控制系統的設計來講，為了能夠便于今后進行系統化的升級和改造，所以可編程邏輯控制器需要留出一定的I/O點，作為未來拓展使用，所以選擇的型號是西門子S7-200PLC。該型號的可編程邏輯控制器非常小巧，所以在各行各業當中都能夠進行廣泛的使用，能夠用于檢測、監測和控制自動化功能的實現。所以在中央空調自動化設計工作當中，應用S7-200PLC能夠使其本身的各項功能得到全面的發揮，而且對于中央空調自動化控制系統的設計工作來講，其本身的各項功能能夠完全滿足當前中央空調自動化控制工作需要。

5 結語

綜上所述，對于中央空調自動化控制系統設計工作來講，在實際設計過程中最主要的部分就是各項控制功能的自動化實現結構，也就是可編程邏輯控制器以及人機界面。所以在中央空調自動化控制系統設計研究工作過程中，應當基于自動化控制工作的全面實現，對自動化控制單元進行深入研究，從而提高自動化控制工作水平。通過不斷提高中央空調自動控制系統設計工作水平，避免中央空調系統實際運行過程中所產生的能源浪費現象，為節能減排工作全面落實及實施提供助力。

【參考文獻】

【1】趙顏佳.空調自動控制系統的設計研究[J].科技創新導報，2008（8）：112-113.

【2】胡漢江，白曉明，李海祥.P3實驗室通風空調系統自動控制的設計與探討[J].潔凈與空調技術，2006（S1）：39-42.

【3】潘云鋼.我國暖通空調自動控制系統的現狀與發展[J].暖通空調，2012，42（011）：1-8.

【4】王衛平.余熱利用中央空調自動控制系統的設計研究[D].長沙：湖南大學，2004.

【5】陳一玫.暖通空調自動控制系統存在的問題與解決對策[J].時代農機，2018（05）：186-187.

【6】況光彥，林峰.二灘水電站通風空調自動控制系統設計[J].水電站設計，1998（03）：98-102.