暖通空調溫度控制系統設計探究

顧華超

摘要：近年來，我國社會經濟、人民生活水平都在迅速提升，與此同時，空調設備已經變成了國民生產生活的必備電器。空調設備的使用，大大提升了我們所處室內空間的舒適度及生產條件，但隨之產生的危害也不容小覷，它關系著地球未來的整體生態。所以，人類慢慢把專注力轉移到低碳環保的能源上，例如，風能、太陽能、地熱能、生物質能等等。我國近些年來在能源上的花費在不斷提高，尤其是建筑行業最是明顯。根據相關資料的分析表面，我國在建筑上對能源的耗損量占到了整個社會耗損量的百分之三十多。不可否認，在二十世紀末期建筑上對能源的損耗只占到了社會整體耗損量的百分之十。在建筑上的所有能源損耗中，空調設備占到了百分之六十多。所以，空調設備的溫度調控非常關鍵，能夠在社會整體能源耗損的縮減上起到重要作用。基于此，本篇文章對暖通空調溫度控制系統設計進行研究，以供參考。

關鍵詞：暖通空調;工藝性質空調;溫度控制;設計方法

引言

最近幾年，從建筑暖通空調的實際運用效率角度而言，依舊存在著一些缺陷與不足，對其運行效率造成不良影響。制冷系統的能源消耗大，和國內可持續健康發展理念背道而馳，在一定程度上導致能源緊缺現象。所以，完善把控暖通空調制冷體系，做好空調系統溫控節能設計是我國節能減排保護環境的重要環節之一。

1暖通空調的常見類型

暖通空調根據差異化的類別劃分標準能夠分成較多不同的類型，最為多見的包括：第一，會按照其應用目的來劃分類型，分為：工藝性質的空調設備與舒適性質的空調設備。其中舒適性較強的空調設備重點安置在辦公室、住宅樓、商場或者劇院等空間內。而具有工藝性質的空調設備重點安置在電子產品制造車間、精密設備制造車間、電腦機房、醫院手術室等對于封閉空間要求比較苛刻的環境中。此外，也可按照空調的整體布局將其劃分成三類，分為：局部式空調設備、半集中式空調設備、集中式空調設備。本文主要研究對象為集中式的工藝性質空調設備

2工藝性質空氣調節簡述

工藝性質的空調設備的核心部件為輸送與調節空氣的集中式空調箱，該部件在運轉中需要耗損的能量占到了整個空調設備耗損能量的近一半，所以溫濕度控制系統的優良與否會直接影響到空調設備整體運行能耗情況，想要排除集中式空調設備能量消耗高這一難題，則需要從溫濕度控制邏輯的改良上入手。在對集中式空調箱溫濕度控制邏輯進行改良時需要根據已有技術與工作參數，對空調箱的運行原理進行詳細了解，另外，還需要掌握空調箱能量消耗多的起因，進而達到對溫濕度控制邏輯改良的目的。

集中式空調箱產出冷氣主要是利用蒸發器外流動的熱空氣與蒸發器內的制冷劑進行換熱來完成的，集中式的工藝性質空調設備除具備必要的空氣降溫功能外，一般都具有再熱、加濕、過濾等功能。集中式空調箱是通過各個功能段協調處理，最終得到我們所需狀態的空氣后再送至室內，各個功能段的運行共同決定了空調系統的整體效率及能耗。

3空調溫度控制現狀

國內外諸如電子產品制造車間、精密設備制造車間、精密實驗室、高端制藥車間等場所采用的工藝性質空調，對于最終送入室內的空氣狀態均具有較高要求：恒溫、恒濕抑或超凈要求。其中對于濕度及超凈空氣的處理及控制過程較為簡單不再贅述，本文主要探討工藝性質空調的溫度控制系統的設計問題。針對具有恒溫要求的空調系統，溫度的控制設計方案一般有兩種：一次回風+其他熱源再熱、二次回風再熱。當前工藝性質的恒溫空調大多設計為一次回風+其他熱源再熱形式，再熱熱源可采用電再熱或蒸汽再熱，此種溫度控制方案的優點是溫控精準、反應迅速、控制邏輯簡單、設備成本低，主要缺點是冷熱直接對沖系統能耗很高。反之采取二次回風再熱的空調系統則能耗會大大降低，但其溫度控制的邏輯更復雜，對于溫控技術要求也更高。因此，從優化系統控制邏輯及溫度控制方法入手，降低工藝性質空調的能耗是完全可行的。

4溫度控制方案

方法一：調節冷凍水的流速

在對空調箱表冷器內冷凍水的交互熱量進行控制的過程中，能夠達到對空調箱內空氣溫度的有效調控。熱量交互的高低主要是由盤管內冷凍水流動的速度決定的。在空調開啟制冷模式以后，如果室內的冷負荷在提升，便可對供水電動閥的打開角度進行加大，提升冷凍水的流量及流速，加劇表冷器內外換熱。反之，則會產生相反的效果。當室內溫度值要求恒定但室內負荷變化時，如果供水電動閥開度保持不變，勢必當室內負荷較低時，就需要額外的再熱熱量進行對沖抵消，造成了能源浪費。因此，設計冷凍水閥門能夠根據室內負荷的變化進行快速的動態調節，可以達到節能的目的

方法二：調節冷凍水的溫度

空調冷凍水機組壓縮機的能力輸出決定了冷凍水的溫度，如果提升了壓縮機的運行能力，便能加大空調的制冷效果，這時冷凍水的溫度也會隨之下降，空調箱中表冷器的熱交互能量也會提升，經過換熱后的空氣可以降到更低的溫度值;如果降低了壓縮機的運行能力，也就降低了其輸出冷凍水的溫度，空調箱中的熱交互能量隨之降低，空調箱所能達到的。此外，冷凍水的溫度和與其換熱的空氣相對濕度也正相關，所以根據室內溫濕度選取合適的冷凍水溫度，也可以節省冷凍水機組的能耗。

方法三：調節送風機的轉速

在調節室內空氣溫度時，可以利用對送風機轉動速度的控制來實現。如果送風機的轉動速度相對較高，便會隨之提升室內送風量;反之，如果送風機的轉動速度相對較低，那么室內接收到的風量就會比較少。這種方式比較直觀、見效快，溫度變化的速度也比較快，屬于空調設備中最多見的調控方式。

方法四：調節風門的開度

對空調設備中風門的打開角度進行調控，能夠達到對室內溫度高低控制的目的。通常來講，不應該對排風閥與新風閥的打開角度設置的太大。如果一個大型空調系統中某一房間內的冷負荷提升，便可加大此房間的送回風閥的打開角度。如果此房間室內冷負荷降低，便可降低其送回風閥的打開角度。應該關注的一點為：風量的變化控制對于有潔凈度要求的場所不適用，調整送回風量會給潔凈室氣體的干凈程度帶來較大影響，也就是說潔凈室送風量相對越高，室內氣體的干凈程度越高，如果降低潔凈室的送風量不能滿足其必要的換氣次數，則潔凈室內的空氣潔凈度無法保證。

想要達成良好的溫度調控成效，一般會從上述4個方式中選出2種方式進行綜合調控。例如，某一空調系統選擇了方式1與方式3相融合的調控方式。將PID調控算法當作基礎，構建出的外環與內環溫度閉環調控模式。能夠獲得安全穩定的調控系統。

5建議

針對暖通空調系統來講，從建筑門窗中流失掉的能量，在空調整體的工作負荷中多占比重很高。建筑的施工架構、密封程度與散熱能力會給能量的損失帶來較大影響，我們不能小覷流失的這些能量，應該通過有效方式充分利用這些能量，可有效縮減空調工作過程中對能源的損耗量。所以，提升建筑整體圍護結構的隔熱保溫水平，亦能夠為空調設備能源耗損量的降低做出貢獻。

結束語

總之，隨著國內工業加工水平以及人們生活水平的不斷提高，其對于空氣調節控制水平和精確度的要求也越來越高。而當前隨著人們節能降耗意識的加強，不斷改進暖通空調系統，提高運作效率，降低耗能則勢在必行。在工藝性質暖通空調行業中對于溫度的控制，最有效的方法就是全面提高暖通空調系統的智能化，在空調系統運行時能夠根據收集到的室內空氣溫度、濕度等指標與空調內設置的標準比對情況，運用精確的智能化技術系統發揮溫度實時調節功能，在提高空氣調節功能及室內舒適度的同時，實現耗能降低。空調系統溫度控制設計的方法遠遠不止這些，仍有更大的發展空間，這就需要人們不斷的進行深入研究，為建筑行業持續的節能環保提供技術支持。

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