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摘要:近年来随着自控技术的不断发展和硬件成本的持续下降,计算机自控在暖通空调领域有了更多应用。妥善地将自控技术运用于暖通空调系统的控制管理中,可以有效地改善系统运行品质,节省运行能耗,提高管理水平,并减少运行管理劳动强度,取得良好的经济效益和社会效益。本文针对自控技术在中央空调系统中的应用进行探讨。对广大建筑设备与环境专业的从业者具有一定的借鉴意义。
关键词:自动控制技术;中央空调系统;应用
引 言
在中央空调中应用自动控制技术,不但可以提升空调系统整体的调控精度,提高其运作效率,同时还可以减少能量的消耗,有效节约大量的人力成本与经济成本。加之自动控制技术的逐渐成熟,其还可以延长中央空调的寿命,降低运作成本,能够使人们在更加舒适的环境中工作、学习。
1 中央空调系统和自动控制技术概述
1.1 中央空调系统构造
(1)主机:主机是中央空调的“心脏”,是中央空调系统的主要制冷源。主机中含有冷媒,它在整个中央空调系统中起着关键的作用。
(2)冷冻水循环系统:冷冻水循环系统主要包括冷冻水泵和一些冷冻水管路。主机蒸发器流出的低温冷水在冷冻水泵的压力下送入冷冻水管道,这就是通常所说的出水,进入被控区域后进行热交换,此时低温冷水变为高温冷水,重新流入主机的蒸发器中,这是通常所说的回水,与冷媒进行热传递,热量被冷媒吸收,冷量则由盘管风机传到被控区域。
(3)冷却水循环系统:冷却水循环系统包括冷却水泵、冷却水塔和管路系统。冷却水循环系统在被控区域进行热交换的同时,必将会带走大量的热能,该热能通过主机中的冷媒传递给冷却水,使冷却水温度升高;升温后的冷却水经冷却泵加压后压入冷却水塔(出水),使之与外界大气进行热交换,降低温度后再送回主机的冷凝器中(回水),整个循环系统都在遵循能量守恒定律。
(4)风机盘管系统:风机盘管系统主要包括风机、电动机、盘管、空气过滤器以及温度传感器等检测元件。该系统的功能就是让被控区域的空气与外界环境进行空气交换,并与冷水进行热交换,同时给被控区域提供新风,确保被控区域的温度和湿度等指标,适宜人们的工作和生活所需的环境。
2 自动控制技术的控制原理
自动控制技术的应用就是通过具备控制功能与自动控制系统实现控制要求,同时保证整个控制按照规定的要求执行,并且实现预定的目标。通常情况下,主要的参数控制涉及到以下几个方面:
2.1 对湿度与温度的控制
中央空调系统中对于自动控制技术的应用主要是通过温度的合理掌控,在夏季的时候负责制冷,在冬季的时候可以加热。其中的制冷就是利用空调内部的时钟控制设定夏季的温度,然后对比温度传感器收集的回风温度,结合PID、调节制冷盘与模糊控制算法等不同的调节阀保证回风温度达到规定的要求,从而起到制冷的效果。另外的冬季制热其工作的原理与其很像,只是将设定的温度进行合理的调高,达到预期的效果就可以。另外,在湿度的控制中,中央空调系统可以对回风湿度进行合理的测试,然后设定湿度的对比分析,在加湿阀门的控制作用下,保证加湿功能的实现。
2.2 风机的合理控制
针对于空调的风机来讲,我国市场中的主要控制系统就是DDC控制器与可通讯控制器,但这种自动化控制装置市场价格较高,在风量自动调节方面还存在一些问题。
2.3 中央空调系统的安全控制原理
在系统风机启动之后,如果空气流量的开关检测到风压的时候,就需要及时的开启温控程序,提高整个系统的运行安全与稳定。另外,在风机启动之后,过滤网前后也会形成风压。如果过滤器较脏就会在风压变大的时候,关闭接触器的干接点,因此产生警报信息。
3 自动控制技术在中央空调系统的具体应用
3.1 新风与空调机组
为了确保室内空气具有较高的洁净度与新鲜度、人们可以在室内感觉到舒适,中央空调系统要及时补充新风。通常情况下,需要在新风空调机组的送风位置安装温度传感器与湿度传感器,并利用加湿阀加强自动控制技术在空调系统中的应用力度。并且中央空调在自动控制技术的应用下,可以在室内温湿度计算符合相关标准后进行风挡自行更换动作,从而有效控制好送风力量。除此之外,中央空调系统可以依照室内外的温湿度与系统设定好的温湿度对风阀开度予以调整,同时对排风阀施以联动控制,进而可以达成节能降耗的效果。在机组停运后,空调系统中的新风阀与排放阀会出于关闭状态,并且回风阀保持全开状态,此时中央空调系统可以利用DOC控制器实现自动管控功能。
在实际运行中,为了保证中央空调的送风速与系统预设值相匹配,需要结合新风温度、利用PID来调节。与此同时,还要对系统中的蒸汽阀和加湿阀予以控制,以此确保冬季来临时,空调的风机出口空气温度符合相关标准规定,具体来说,在冬季,热盘管温度若是低于系统设定值,那么其会发生防冻保护器工作,自控系统会自动终止风机的运行,同时关闭新风的风门,热水阀会100%开启,以此保护盘管不会被低温冻裂。在自动控制技术的支持下,中央空调系统可以对风机出口位置的温湿度、新风过滤器两次风压差予以实时监控,当此些数值出现异常问题时,中央空调系统就会进行自动报警,提醒使用者及时进行维修。
3.2 水系统与冷热源
对于中央空调的主机系统而言,其自身所带有的单元控制器能够提供出冷凝器与蒸发器等设备的进出口温度以及水流开关压缩机的压力等多项指标因素。在这一过程中,系统所采取的主要也是一种群控模式,由此很好的实现了对热泵的自动化管控,而且也发挥出了一种很好的监控、查询及报警等功能。在机组平时的运行过程中一旦出现故障,系统主控制器便会立刻出现相应的显示并发出警报;此外,还能够对系统所设定的相关数值进行调整和改变等操作。比如在一天的不同时段,如晚上和白天,系统所设定的数值存在着较大的差异。
针对系统压缩机结合相关命令进行操作,参照冷冻机房出口的设定值来调整压缩机入口导叶阀。在这一过程中也可以针对冷冻水的出库温度进行设定,并对主机的运行状态可通过水流量传感器与温度传感器等来进行实时的监控。
3.3 中央空调系统中风机盘管的监控
中央空调系统中的冷暖设备主要由空调机组、新风机组以及大量的风机盘管。其中风机盘管目前市场上主要由DOC控制器与具备通讯能力的控制器两种类型;其中DOC控制器具备与系统主机的通讯功能,能够对冷机、冷水进行很好的控制,这种类型的控制市场价格一般较高;而具备通讯能力的盘管控制器,在应用过程中建议要参照水系统的连接情况对风机盘管进行分组,并在每组支路的入口侧进行流量计、水温传感器以及水压变送器的安装。目前,在中央空调的自动化控制过程中,还无法实现完全依靠DOC技术进行控制,所以在系统的制冷效果控制与风量调试等过程中也就无法应用各类风阀的自动化调节功能来达到风量均匀的设计要求。针对此类问题,一般比较常用的方法就是“基准风口法”,也就是用手动方式实现对风量的调整。
结束语
在建筑工程的应用过程中,中央空调系统属于重要的一部分,通过在这一系统中使用自动控制技术可以确保系统的稳定运行,发挥建筑工程的使用性能。同时还会起到良好的节能减排效果,为我国社会生态环境的全面可持续发展奠定良好的基础。而这一技术也会提高系统的控制效率,为我国建筑工程中中央空调系统的合理使用创造良好的基础条件。
参考文献:
[1]简述中央空调系统中自动控制技术的应用[J].黄荣涛. 科技与创新.2015(12)
[2]自动控制技术在中央空调系统中的应用初探[J].尚海. 科学技术创新.2019(30)
[3]大厦中央空调系统节能分析[J].何锡明. 中国盐业.2015(09)
[4]关于提升中央空调系统使用效果的探讨[J].陈忠良. 浙江建筑.2017(06)
[5]建筑工程中央空调系统安装施工管理[J].宋世显. 科技创新与应用.2020(04)
[6]变频技术在中央空调系统中的应用[J].朱希珩. 南方农机.2020(04)