高层建筑中央空调电气自动化的调控技术分析

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第7期   作者:苏江琳
[导读] 当前我国经济发展速度较快,促进人们生活水平提升,人们对于生产生活环境有着更高的温度要求,为满足人们这一要求
        苏江琳
        珠海格力电器股份有限公司    广东省珠海市  519000
        摘要:当前我国经济发展速度较快,促进人们生活水平提升,人们对于生产生活环境有着更高的温度要求,为满足人们这一要求,一些高层建筑中开始应用中央空调。虽然中央空调能够为人们带来适宜的温度,但也会在一定程度上污染环境、浪费能源,中央空调运行需要电能支持,工作组件运行会产生震动噪音和摩擦噪音。针对这些问题,科研人员需要更新相关技术,使用新工艺、新技术以及新材料研制出节能降噪的空调,而电气自动化调控技术应用在中央空调中即能够获得良好的效果,本文将对此进行分析。
        关键词:高层建筑;中央空调;电气自动化;调控技术

        当前人类社会不断发展,使得土地资源愈加紧张,加上科学技术以及建筑行业的发展,城市中出现了许多高层建筑,这些高层建筑外观美观新颖,并且有着完善的功能和越来越高的舒适度,其中应用了具有良好功效的中央空调。但是在中央空调实际应用中会产生一定资源浪费和环境污染问题,这需要暖通设计人员的重视,为了节省能源、保护环境,需要在高层建筑中安装中央空调时采取合理技术。目前电气自动化调节技术应用在中央空调中能够获得比较理想的效果,基于此,本文主要分析中央空调变频调速系统的组成,提出电气自动化调节技术在其中的具体应用以及可发挥的作用,以供参考。
一、中央空调变频调速系统的组成
        下图1为中央空调控制系统主电路图,其中冷冻泵和冷却泵系统都有一台西门子MM42系列变频器,增加接触器KM1-KM8,可基于此选择变频器,并进行启动控制。电机变频调速系统能够通过PLC控制器来控制和切换,变频器调速的控制电路较为简单,能够克服线路容易有故障出现的缺点,使发生事故的几率降低。结合空调系统具体情况,可考虑以下几方面设计要点:(1)在冷冻系统和冷却系统中都装有一台变频器;(2)结合一天内不同阶段冷量需求,对运行方式进行不同设置;(3)能够切换备用状态和常用状态;(4)可切换原控制和变频控制状态;保证设备运行稳定性和安全性[1]。
        

二、高层建筑中央空调中电气自动化调控技术的具体应用
        当前高层建筑中央空调中可应用的电气自动化调控技术有节能调控技术、降噪调控技术、智能调节技术、电气保护技术,这些技术能够发挥出非常重要的作用。而实际应用中可以应用到空调冷热源设备,风柜冷冻水控制以及风系统送排风设备中,可将各项技术的作用充分发挥出来,还能够促进设备在使用中不断创新,为其使用打下坚实基础。
(一)在空调冷热源设备中的应用
        冷热源系统是中央空调系统中主要组成部分,能够自动调节温度。高层建筑之中的空调系统具有较大负荷,结合调查数据可知,最大热负荷大约在5000kw,最大冷负荷为7000kw,有着非常庞大的冷热源设备.为了使电器自动调控技术有效应用到中央空调中,高层建筑通常会将中央空调分布在地下或者是最顶层,这样能够节省空间,并且减少管道距离,防止出现浪费的情况。中央空调中,冷源系统实现电气自动化调控,可实现集水器,分水器和膨胀水箱方面的监控。电气自动化调控系统可结合建筑供冷和供暖实际需求、预先编定程序和现场温度监测点等因素来转换不同的工作状态,运用电气自动化调控系统来监控和控制整个系统,可及时对各种设备开关也能够对设备运行时间加以计算,确保设备有着相对均衡的运行时间,防止有不必要运行产生,浪费能源。中央空调热源系统主要有锅炉供暖管、热水循环泵、分水器和集水器,使用电气自动化调控技术对其进行调控,由此检测水温,调整设备状态。如果热水温度低,即可通过调控制器,扩大蒸汽阀开度,提升水温。
(二)在空调风柜冷冻水控制中的应用
        应用电气自动化调控技术,能够对中央空调风柜冷热水阀进行PID闭环调节,也可基于此,监测空调运行状态,并采集相应信号对环境温度和湿度加以控制。需要在不同的季节下来选择调控冷热水阀门的方法,冬季需要空调系统提供热水,则可结合回风温度以及设定值偏差,通过比例积分微分这些规律来实现回水电动二通阀开度动作。在高层建筑中要空调控制中比例积分微分控制是较为常见的三阶PID控制模型,三阶主要有一阶积分、一阶导数和比例控制[2]。而在夏季需要空调系统提供冷水,则可结合设定值、回风温度偏差对回水电动二通阀开度进行控制。在冬季和夏季,控制模式有着较大差异,下图2即为冬季和夏季理想的电动二通阀控制模式图。
        

(三)在空调风系统送排风设备中的应用
        风速、送风口和风道组成空调风系统,在不同季节下,空调风系统需要有不同送风量,,应用电气自动化调控技术控制送风量,可将空调运行费用减少。除此之外,送风温差也会影响所需风量,结合实际数据研究可知,在空调送风温差在4~8℃之间时,温度每增加1度,大约可减少送风量1%~5%。结合这一分析,使用电气自动化调控技术控制风阀,考虑空调机组具体运行情况,明确对风阀开度进行控制,检测其状态。调节风阀开度,应在明确外部环境湿度和确保回风温度与用户具体要求相符的情况下开展,将调节室外空气的作用充分发挥出来,推迟开启空调制冷的时间;改变风柜之中风机的交流变频,来控制风柜通风系统的变频以及变风量;基于二氧化碳浓度来控制新风量,新风系统将室内的二氧化碳浓度作为基础,调节变频速度。这可满足人们舒适度要求,也能够达到节能目的,调控风阀结合检测到的二氧化碳浓度值,利用PID调节控制新风阀和送风机开度,控制模型与风柜冷冻水PID控制模式类似。
结束语
        在高层建筑中使用中央空调能够提升人们生活质量,但是目前中央空调系统还有一些部分需要完善。在电气自动化技术发展下,应用其调控技术可促进中央空调朝自动化和智能化方向发展,由此节省能源,提升空调运行效率,保证在可持续发展的理念下向人们提供便利条件。
参考文献:
[1]杜泽明.高层建筑中央空调电气自动化的调控技术探讨[J].电子世界,2017(02):45-46.
[2]蒋长伟.中央空调中电气自动化技术的应用研究[J].科学技术创新,2019(15):162-163.
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