暖通空调自动控制系统相关研究

发表时间:2021/8/5   来源:《建筑实践》2021年40卷第3月第8期   作者:李双春
[导读] 现如今,城市化进程不断深入,人们对生活质量的要求也越来越高
        李双春
        身份证号:2327241984****0512 黑龙江  哈尔滨150000
        
        摘要:现如今,城市化进程不断深入,人们对生活质量的要求也越来越高。然而,随着暖通空调系统在人们日常生活中的应用,造成了一系列的问题,如环境和能源的过度消耗,特别是在空气污染方面。无论个人或单位是否使用空调或空气调节,均占整幢大厦总耗电量约百分之六十,空调的应用不但为市民的生活带来极大方便,亦会带来能源消耗和环境问题。而自动控制技术是提高暖通空调节能的重要手段。因此,有必要加强自动化在暖通空调系统中的应用,研究暖通空调系统的节能问题,促进国家社会和经济的可持续发展。
        关键词:暖通空调;自动控制
        引言
        自动控制技术的不断改革与创新,使得自动控制系统在各个领域都取得了显著的成就。自动控制技术在暖通空调系统领域的应用前景十分广阔,并有很大的发展空间,通过对自动控制技术的不断提高,可以实现对空调系统的精准控制。
        1暖通空调自动控制系统的应用现状与特征
        1.1应用现状分析
        现代科学技术在各行各业的发展,中国自主研发的比重以快速增长的速度提高。相关领域的研究人员不断加强对自动控制系统和理论的研究,自动控制技术和暖通空调系统相结合的节能减排改善了暖通空调系统的环境保护。随着我国对节能减排的认可,空调设计与研究的其中一个最相关的标准就是实现节能和环保。然而,由于各种不可控因素的影响和制约,相关的理论体系还不完善,使得我国空气调节的节能极限值很低,最高只能达到30%。近年来,通过不断研究发现,在空气调节运行过程中,混频器可以通过系统输出频率进行调节,从而实现对泵速的有效控制,控制能量的消耗,减少电能功率的浪费。为当前暖通空调系统的节能减排指标提供一定的研究和指导。
        1.2应用特征分析
        各个行业对生产的自动控制都有着严格的要求。因此,相关技术领域对自动控制提出了很高的要求,目前我国的空调自动控制已经取得了很好的成绩,但还需要进一步的研究和探索。在暖通空调系统中,自动控制的应用包括以下三个阶段:其一,在20世纪80年代,空调控制系统只需要非常简单的开关步骤,通过热继电器或压力继电器管理,就能实现对设备的自动控制;其二,工业技术的飞速发展带来了新的变化,PID控制器在自动化管理领域的应用使自动控制系统更加完善。在对控制设备进行PID改造和改进的基础上,多数空调控制系统都采用了这种控制系统和控制思想;其三,在目前的研究阶段,智能技术的飞速发展使得空调逐渐追求智能控制和更高层次的自动控制,新型智能控制系统正逐步应用于我国暖通空调系统。
        2自动控制技术在暖通空调应用中存在的问题
        首先,相关人员对暖通空调系统的研究和了解还存在较为片面的现象。在设计方面,相关人员对暖通空调系统没有充分地认识与了解,夏季与冬季虽然可以处理与暖通空调有关的一系列控制问题,但全年使用设备节约能源,这不是季节性能源效率的问题,因此在针对该方面问题设计自动控制系统时,应多注意技术性的东西,通过提升设计人员的综合素养与技术水平才能达到设计方面的需求;其次,暖通空调自动控制系统是暖通空调工程与自动控制技术的有机结合,在设计过程中所有相关设计人员都应加强实时沟通性,确保自动控制技术与暖通空调系统的高度契合,而目前很多同项目中开发设计人员的相关沟通动作不到位,易导致设计中出现不合理的地方,进而影响自动控制技术在暖通空调中应用优势中的发挥。
        3选择空调系统的具体类型
        定风量全空气空调系统,风机盘管加新风空调系统、单元式空调机是常见的三种空调系统。

它们的特点各有不同,要根据建筑工程的具体特点选择不同类型的空调系统:(1)定风量全空气空调系统。其主要特点是,送回风管系统复杂、支风管口和风口数量较多、各个风管互相串通,可以严格控制各个房间的室内温度与室内相对湿度,可以对空气进行严格过滤,气流分布比较理想,可以根据室外气象参数与室内负荷的变化实现全年多工况节能运行调节,使用寿命长,造价高。若建筑工程空间大、室内温度、湿度控制要求严格,可选择定风量全空气空调系统。(2)风机盘管加新风空调系统。其主要特点是,风管系统较小,若直接安放到室内,可以不接送风管、回风管。采用风机盘管加新风空调系统,建筑工程内各个房间可以根据各自的负荷变化、以及对参数的具体要求各自进行温度、湿度调节。但风机盘管加新风空调系统的空气过滤性能差,气流分布也受到约束,不能根据室外气象参数与室内负荷的变化实现全年多工况节能运行调节。若建筑工程内各个房间布置分散、各个房间使用空调的时间各不相同,或无法为建筑工程设置集中式冷热源,可选择风机盘管加新风空调系统。(3)单元式空调机。单元式空调机安装在室内时,可以不接送风管、回风管,单元式空调机灵活性大、节能效果好,使用寿命长;但单元式空调机过滤性能较差、气流分布受一定制约,不能实现全年多工况节能运行调节。若建筑空间对室内温度、湿度控制要求不高,或建筑工程的楼层数较少,可酌情考虑选择单元式空调机。
        4自动控制技术在暖通空调系统中的应用与发展
        4.1模糊控制技术的应用
        在暖通空调自动控制系统中,模糊控制技术主要是对建筑室内温度进行模糊的感知与预测,并与人体温感进行对比,实现对暖通空调系统的管理与控制。模糊控制技术在运用中有着较为良好的稳定性与安全性,可以维持暖通空调系统性能的良好,通过提前对系统控制参数进行相关设定,并根据实际情况进行应用,可以很好地探测并感知温感,保证室内温度的舒适性。
        4.2流程自动控制的应用
        自动控制技术是实现暖通空调自动控制系统的关键技术,主要由传感器、执行器、调节器、调节机构组成。在对参数进行调整时,尽管参数会在调整的前后有着较为明显的变化,但仍然无法与实际参数相匹配,这个现象的出现主要是因为存在偏差,通过利用自动控制技术,可以与给定数字进行结合完成对新参数值的设定,并保证新参数值与实际参数相匹配。具体过程包括:在控制对象附近对传感器进行设置,占用系统运行状态,对发出的信号进行分析,若存在异常,则利用变送器将信号转成与调节器相匹配的信号,并传输至调节器,同时设定给定的参数值,将两种信号进行比较,若差异较大,调节器发出相应的指令,执行器收到指令后立即执行,确保参数值在调整前后的数值偏差可以控制在设定范围内。
        4.3加强自动控制技术与暖通空调系统的融合力度
        对于现如今暖通空调的现状,对暖通空调的运行和管理实行集中监控,要求该行业的专业技术人员参与到集中监控中来,可以在很大程度上突破暖通空调与自动化技术相结合受到的制约,为了实现暖通空调自动控制系统的高效运行,可以在空调自动化设计中尽量选择综合素养较高的专业设计人员,提高技术研发水平,在研究中将暖通空调与电气自动化进行有机融合,实现自动化控制技术在暖通空调系统中的高效运用。
        结语
        自动控制技术实现了暖通空调系统的智能化自动控制,对减少人力物力资源、实现安全运行、节能减排等都具有重要意义。在今后的研究与探索中,暖通空调相关设计人员应与时俱进,不断加强自动控制技术在暖通空调系统应用的研究力度,设计开发出高效的暖通空调自动控制系统,提升我国的暖通空调自动化技术,为人们生活提供便利的同时,实现能源节约与资源保护。
        参考文献
        [1]田凌浒.关于暖通空调的自动控制及运行维护[J].信息记录材料,2020,21(7):198-199.
        [2]刘金涛.自动控制在暖通空调系统中的发展与应用[J].山东工业技术,2021(10):157.
        [3]许莹莹.暖通空调与自控在设计与运行中的协调操作[J].建材与装饰,2021(1):223-224.
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