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空调自动化系统的控制技术研究

陈仕伟

上海瑞远安装建设工程有限公司,上海市徐汇区,200030

摘要: 随着人们生活水平的不断提高,对生活、工作环境的空气温度、湿度、洁净度和风速都有一定的要求,空气调节就是为了满足这些要求出现的,此外,由于空调设备长期运行,耗能巨大,对其进行实时的自动监控,也是整个系统优化管理、节约人力、降低能量的需要。因此,本文主要分析空调系统的控制的基础内容,并以新风机组自动控制为例子,探讨如何进行自动化控制。
关键词: 空调;自动化系统;控制技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157101
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在人民生活提高和社会生产要求增加的背景下,学习、工作和生活对空气质量要求越来越高,合理地应用空调系统,可以有效控制和调整温度、湿度、速度,是建筑室内空气调节的主体。如果空调系统出现维护不利、参数设计失误等问题,会出现空调系统能耗过大,空气调节质量不高等现象。为了确保空调系统的功能,实现空调系统自动化和经济化的运行,应该在体系和技术的层面上做好空调系统的控制,创建新时期的空调自动化系统,以自动化和智能化的高效运行来实现空调自动化系统的节能、功能和安全目标。

1空调自动化系统的控制的基本内容

1.1空气温度控制 

按照人类生理要求和生活习惯,根据生产工艺的要求,空气调节系统的控制就是建立一个满足要求的温度环境。空气温度的控制是空调系统最主要、最基本的功能。

1.2 空气湿度控制

室内的空气过干活过湿都会让人感觉到不适,进而会影响生活、学习,在工业生产和科研活动中也需要对空气湿度的严格要求,从两个方面来讲,新时期的生产和生活都离不开对湿度的控制。空调自动化系统可以有效调整室内的湿度,以特定的湿度范围来满足生产与生活的独特需要。

1.3空气气流速度调节

人生活在以低流速流动的空气环境中,比在静止的空气环境中会感到舒适。而处于变流速的空气环境中比恒流速更舒服。监控气流时,通常选距地面 1.2 m的空气流速作为监测标准。空调制冷时,水平风速以 0.3 m/s 为宜;空调制热时,水平风速以 0.5 m/s 为合适,过高或过低的流速也会给人带来不适。

1.4 空气质量控制

在室内,空气中存在各类悬浮物,大量的人员活动会造成含氧量不足,二氧化碳含量过高,这样的空气质量会影响人体的主观感受,同时也会影响人体的健康。空调自动化系统可以通过触媒杀菌、悬浮物聚合、新风传送等方式,提高空气的清洁度与含氧量,在提高室内空气质量的同时,给人一个清新、健康的室内空气空间。

1.5空气压力调节

在一些特别的空调空间,如有超洁净度要求的电子、光学、化学、制药等特 殊的生产工艺环境,通过控制使超洁净环境中的空气相对于外部环境的空气维持一定的正压,就避免了外部空气的进入,有利于保证空调空间的洁净度;也有一些空调空间可能有负压要求,如在有毒、有害气体的空调环境中,为避免有毒、有害气体泄漏至内部环境,可使该空调空间的气压相对于其他空间的气压保持一定的负压,以保证有害气体不向外泄漏造成环境的污染和损害 。

1.6空气的特殊控制工艺 

对于一些和生产工艺密切相关的空调系统,除了对空调系统的参数如温度、湿度、压力等有要求以外,还可能要求具备一些特殊的定时、逻辑控制功能。如在某生物培养问,除要求温度、湿度的总体要求和各个房 间维持相对压差外,还要定期进行通风清洁、通风消毒的逻辑程序控制工艺。这些特殊的控制要求和空调空 间的生产工艺密切相关 。空气调节设备有新风机组 、空气处理机组、风机盘管、变风量系统(VAV)、送风崩风系统等类型,下面在各类设备中,将选择有代表性的新 风机组 自动控制设备作为例子,进行具体的分析与探讨。

2、目前空调自动化系统控制技术的发展

2.1.空调设备的自动化集中启停系统控制技术。

该系统控制技术的突出特点是可以通过自身强电系统开关、继电器、接触器以及强电联线路使得空调内部设备可以远距离地实现启停,同时还可以通过进行部分指示目标的设置严格准确得显示出空调设备当前的运行状况,进行启停的判断和控制。

2.2.模拟的仪表式自动化系统控制技术。

在模拟的仪表式自动化系统控制技术中,最为重要的是调节器也就是控制器的功能和特性。常用的控制器主要有双位式控制器、比例式控制器、比例式积分调节器以及比例式积分微分调节器。在传统的模拟调节器中,特性的参数是固化的,不能够根据使用现场需求进行调整和变更。然而随着科学技术不断进步,产品逐渐更新换代,基本上都能够根据控制的内容以及要求,实现特性的参数的现场调整。模拟的仪表通常都可靠性较好,适应性较强且价格较低,因此模拟的仪表式自动化控制技术目前依旧在众多的空调设备和系统中广泛使用。模拟式的自控系统中有些仪表能够和电力系统相组合,对部分自控性参数实行单点、多点式巡回的监测与显示。同时也能够进一步实现在远距离下集中进行空调设备启停的功能。3、国内空调自动化系统的控制技术设计和分析

3.1.自动化信息点的设计和选择。

每次完成控制、测量等任务都是依靠获取系统信息,进行信息的处理以及发出系统信息的整个过程。自动化系统的信息获取是利用传感器测量系统数据,或者利用执行器进行信号的反馈,又可能是利用运行负责人输入的各项指令。各种系统控制的测量目标都是通过系统信息的采集以及处理来实现的。因而只要建立系统控制技术,就必须要选择好传感器以及执行器各种系统性的硬件类设备,确定好测量目标的各项信息选择源。

3.2.系统性硬件的设备选择。

对每项控制技术以及测量目标的分析,都能够清楚得明白每项任务中控制技术需要进一步获取和发送的信息。因此,明确各项技术目标所需的传感器种类、测量的范围以及各项精度的要求,还需要进一步明确好执行种类和调节的范围。其基本的步骤和流程就是信息点设计选择、各类信息来源确定、终端性设备选择,最后是各项系统功能最终确定。

3.3.通讯性协议。

每个控制性人物角色完成必须是在每个功能性子系统的运行情况都能够得到全面性掌握基础之上。硬件性的各项设备间实现良好通讯以及信息传递都是利用二进制数字的编码实现,尽可能使用相同编码的协议以及通讯式协议硬件性设备,才能实现相互地理解。通讯的网络协议应当着重解决使用各项通讯性设备兼容的问题。

3.4.控制性策略实现灵活地改变。

在国内建筑的系统日常运行中,运行的负责人可以进行不断调整和优化内部系统的运行策略以及控制的技术算法,能够进一步改善空调系统的运行状况。通讯式网络也应当尽可能地满足各项控制性策略实现灵活地改变。通讯式网络组织结构不能妨碍到控制性策略的灵活改变,控制性逻辑更不应影响通讯式网络的组织形式。

总结

在国家节能环保、降低能耗政策的社会大背景之下,空调的技术发展日益提高,自动化控制显得更为重要。实现了空调自动化系统的技术控制,不仅能够提高空空调的调节质量,降低能量损耗,还能够更好地降低工人的劳动强度,提高其劳动效率以及管理的水平。通过对国内空调自动化系统技术控制的发展分析,有理由相信,随着国内科学技术不断得发展,各行各业共同努力和实践,我国空调自动化系统的控制技术应用能够更加合理,为我国进一步实现绿色环保的能源利用做出应有的贡献。

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