自動(dòng)控制技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

呂貴瑜 丁垚

（蘭州生物質(zhì)品研究所有限責(zé)任公司 甘肅省蘭州市 730046）

目前，我國(guó)很多房屋建筑都融入了中央空調(diào)的設(shè)計(jì)，為此，中央空調(diào)應(yīng)大力提升科技手段，來滿足消費(fèi)者的需求，很多中央空調(diào)在建設(shè)時(shí)融入了自動(dòng)控制技術(shù)，來提升中央空調(diào)的使用價(jià)值[1]。將自動(dòng)化控制技術(shù)融入到中央空調(diào)的設(shè)計(jì)中，不僅提升了中央空調(diào)的品質(zhì)，同時(shí)也為中央空調(diào)的持續(xù)發(fā)展做好鋪墊。因此，要著重提升自動(dòng)控制技術(shù)水平，更好的服務(wù)于中央空調(diào)的設(shè)計(jì)，使中央空調(diào)能夠更廣泛地運(yùn)用在房屋設(shè)計(jì)中。中央空調(diào)的運(yùn)行流程如圖1 所示。

1 簡(jiǎn)述自動(dòng)控制技術(shù)

1.1 自動(dòng)控制技術(shù)原理

當(dāng)下，隨著科技發(fā)展進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)逐步成熟，很多行業(yè)在建設(shè)時(shí)都使用了自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以提升項(xiàng)目的品質(zhì)，同時(shí)也加快了行業(yè)的進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在很多方面了[2]。自動(dòng)控制技術(shù)是一種能夠通過軟件自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)起到一定控制效果的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是通過設(shè)定一套相應(yīng)的程序，使得系統(tǒng)可以按照預(yù)期程序自動(dòng)進(jìn)行，不需要人員一步一步地操作就可以實(shí)現(xiàn)。想要很好的應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，首先要對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的分析，掌握控制系統(tǒng)的程序，同時(shí)也要將被控制的對(duì)象進(jìn)行分析，方便程序正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 自動(dòng)控制技術(shù)的控制原理

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制技術(shù)是在一套控制系統(tǒng)上融入自動(dòng)化的體系，使得系統(tǒng)能夠自主完成程序。在中央空調(diào)系統(tǒng)中融入自主控制技術(shù)，有利于中央空調(diào)根據(jù)溫度、濕度等情況自主調(diào)節(jié)，在中央空調(diào)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的原理如圖2 所示。

1.2.1 控制空氣濕度和溫度

將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)中，其監(jiān)測(cè)的主要參數(shù)便是空氣中的濕度和溫度，但空氣中的濕度和溫度發(fā)生變化時(shí)，中央空調(diào)應(yīng)做出合理的調(diào)整。另外，要在中央空調(diào)內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器，來對(duì)屋內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)感應(yīng)，同時(shí)也可以設(shè)置時(shí)間范圍來合理設(shè)定冬季和夏季的溫度。同時(shí)，在冬季或夏季中央空調(diào)制冷或制熱的方式有一定區(qū)別，需要對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行提前設(shè)定。另外，可以在中央空調(diào)系統(tǒng)中加裝回濕溫度測(cè)試系統(tǒng)，通過對(duì)室內(nèi)的濕度進(jìn)行監(jiān)控，來對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)[3]。如果室內(nèi)的濕度較低，則需要開啟加濕裝置。

1.2.2 加強(qiáng)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的安全控制

在設(shè)計(jì)中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要注意對(duì)房間內(nèi)的空氣壓強(qiáng)進(jìn)行監(jiān)控，保障中央空調(diào)系統(tǒng)的安全控制在可控范圍內(nèi)。在中央空調(diào)開始運(yùn)行后，也要對(duì)空調(diào)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)要在風(fēng)機(jī)的過濾系統(tǒng)處增加報(bào)警裝置，一旦出現(xiàn)故障，及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

2 自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用

圖1：中央空調(diào)運(yùn)行流程

2.1 自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

（1）合理利用資源。在房屋建筑設(shè)計(jì)中融入中央空調(diào)系統(tǒng)，不僅可以增加房屋建筑的使用功能，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)資源合理配置。在設(shè)計(jì)中央空調(diào)是可以融入計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制體系，這樣做會(huì)大大降低工作人員的工作量，減輕工作人員的工作負(fù)荷，同時(shí)也能保障空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，使得中央空調(diào)更加安全[4]。另外，在設(shè)計(jì)中央空調(diào)時(shí)使用了先進(jìn)的檢測(cè)器裝置，將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)融入到自動(dòng)控制體系中，幫助中央空調(diào)更好地完成自動(dòng)控制系統(tǒng)。

（2）具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)分析體系在設(shè)計(jì)中央空調(diào)是加設(shè)了監(jiān)測(cè)分析技術(shù)。另外操作人員在設(shè)置中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要對(duì)中央空調(diào)的監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行檢查，避免因中央空調(diào)的監(jiān)測(cè)裝置出現(xiàn)故障而影響整體效果。中央空調(diào)的每一步自動(dòng)控制系統(tǒng)都和計(jì)算機(jī)有密切的聯(lián)系，因此在出現(xiàn)故障時(shí)可以通過計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行分析，找出癥狀所在，及時(shí)處理。

（3）具有完備的數(shù)據(jù)庫。中央空調(diào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)置了完善的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能，將監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存分析，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來監(jiān)控中央空調(diào)的運(yùn)行是否正常。一旦空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障會(huì)發(fā)出警報(bào)，從而自動(dòng)停止空調(diào)運(yùn)行。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫也會(huì)對(duì)空調(diào)的自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行分析，在不完善的方面進(jìn)行改進(jìn)。通過對(duì)中央空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)控，及時(shí)對(duì)中央空調(diào)的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整，以保障空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能順利運(yùn)行。數(shù)據(jù)處理如圖3 所示。

2.2 自動(dòng)控制技術(shù)存在的問題

一些工作人員對(duì)中央空調(diào)的自動(dòng)控制技術(shù)，了解不夠透徹。在設(shè)計(jì)中央空調(diào)的制冷和制熱時(shí)，并沒有完善的設(shè)計(jì)機(jī)制，對(duì)于冬季和夏季的空調(diào)運(yùn)行，自動(dòng)化技術(shù)尚不成熟。同時(shí)中央空調(diào)對(duì)能源消耗比較大，要考慮如何降低中央空調(diào)的耗能，因此要加強(qiáng)對(duì)中央空調(diào)的自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行提升，優(yōu)化自動(dòng)控制體系，來保障中央空調(diào)能夠降低耗能，同時(shí)完善制冷和制熱機(jī)制。

在設(shè)計(jì)中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí)缺乏溝通。將中央空調(diào)和自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行結(jié)合是一項(xiàng)重要的創(chuàng)新項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)過程中涉及的環(huán)節(jié)眾多，需要各個(gè)部門協(xié)調(diào)溝通。只有保障中央空調(diào)和自動(dòng)控制技術(shù)在融合的過程中，設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行有效溝通，共同解決兩種技術(shù)的交融點(diǎn)，將容易出現(xiàn)問題的地方好好磨合，只有這樣才能使自動(dòng)控制技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)中更好的應(yīng)用，從而保證中央空調(diào)更好的發(fā)揮作用。

圖2：中央空調(diào)系統(tǒng)控制原理圖

圖3：數(shù)據(jù)處理過程

圖4：數(shù)據(jù)分析流程

3 中央空調(diào)系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 合理控制空調(diào)的制冷和制熱功能

在中央空調(diào)系統(tǒng)的眾多組成成分中，主機(jī)系統(tǒng)是非常重要的。主機(jī)系統(tǒng)對(duì)中央空調(diào)的自動(dòng)控制有很大影響，它可以通過控制空調(diào)的冷凝器和蒸發(fā)器，來控制空調(diào)的制冷和制熱功能。中央空調(diào)可以通過對(duì)系統(tǒng)的熱泵和冷泵進(jìn)行管理，根據(jù)實(shí)際溫度調(diào)整，空調(diào)的制冷制熱系數(shù)，同時(shí)在出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出警報(bào)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)一體化。如果空調(diào)的主機(jī)在使用時(shí)出現(xiàn)了問題，則會(huì)通過計(jì)算機(jī)向管理人員發(fā)出警報(bào)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)參考，供維修人員及時(shí)維修。

3.2 測(cè)量空調(diào)機(jī)組和新風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)

由于空調(diào)使用過程中處于密閉的房間內(nèi)，因此空調(diào)有必要對(duì)屋內(nèi)空氣進(jìn)行凈化，所以在中央空調(diào)的系統(tǒng)設(shè)置中增加了新風(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，根據(jù)空調(diào)內(nèi)的溫度和傳感器裝置提供的數(shù)據(jù)，設(shè)置相應(yīng)的新風(fēng)供給參數(shù)，根據(jù)屋內(nèi)濕度、溫度的變化，而調(diào)整新風(fēng)供給的頻率，以保障屋內(nèi)空氣清新。同時(shí)中央空調(diào)系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)室內(nèi)的溫度、濕度變化提供合理的風(fēng)速和風(fēng)量，通過程序提前對(duì)空調(diào)的調(diào)節(jié)能力進(jìn)行設(shè)定，使中央空調(diào)在耗能低的情況下，依然能夠正常工作。數(shù)據(jù)分析流程如圖4。

3.3 對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管的監(jiān)控

在中央空調(diào)系統(tǒng)中對(duì)于冷暖設(shè)備的使用主要是空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組與風(fēng)機(jī)盤管。這其中風(fēng)機(jī)盤管在當(dāng)前的市場(chǎng)中主要由DDC 控制器與具備通訊能力的控制器兩種類型，其中的DDC 控制器與系統(tǒng)主機(jī)的通訊功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷機(jī)、冷水的良好控制，在目前的市場(chǎng)中這種形式的價(jià)格比較高。另外的具備通訊能力的盤管控制器需要在使用的過程中，建議根據(jù)水系統(tǒng)的連接情況實(shí)施合理的分組處理，并且對(duì)每組支路的入口進(jìn)行流量計(jì)、水溫傳感器以及水壓變送器的安裝。當(dāng)前的中央空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中，DDC 控制器技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，在此背景下系統(tǒng)制冷效果與風(fēng)量調(diào)試存在自動(dòng)化控制調(diào)節(jié)不理想的問題。針對(duì)這一現(xiàn)象一般會(huì)采用“基準(zhǔn)風(fēng)口法”，利用手動(dòng)調(diào)節(jié)的方法對(duì)風(fēng)量進(jìn)行合理的調(diào)整分析。

3.4 運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)控制空調(diào)風(fēng)量

3.4.1 自動(dòng)控制技術(shù)在變風(fēng)量中的應(yīng)用

將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)中，則會(huì)對(duì)中央空調(diào)的變風(fēng)量產(chǎn)生較大影響。當(dāng)室內(nèi)溫度突然降低時(shí)，則可能會(huì)造成中央空調(diào)的制熱負(fù)擔(dān)急速上升，影響了空調(diào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，造成送風(fēng)量突然增大。但是這樣會(huì)保證空調(diào)送風(fēng)的溫度保持穩(wěn)定，使得室內(nèi)的溫度和濕度保持在人體適宜的范圍內(nèi)。因此為了控制空調(diào)的順風(fēng)溫度，所以要對(duì)空調(diào)的變風(fēng)量進(jìn)行調(diào)控，使空調(diào)通過增加送風(fēng)量而達(dá)到溫度穩(wěn)定的效果。根據(jù)室內(nèi)的溫度濕度情況，自動(dòng)控制技術(shù)可以操控空調(diào)的制熱和制冷裝置。因此，為了保證送風(fēng)溫度，通過自動(dòng)控制技術(shù)來調(diào)節(jié)送風(fēng)量，是非常明智的選擇。

3.4.2 自動(dòng)控制技術(shù)在定風(fēng)量中的應(yīng)用

除了對(duì)中央空調(diào)的變風(fēng)量進(jìn)行控制，同時(shí)也要對(duì)中央空調(diào)的定風(fēng)量進(jìn)行管控。想要保證中央空調(diào)的進(jìn)風(fēng)量穩(wěn)定，就要對(duì)中央空調(diào)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行管控，使空調(diào)的風(fēng)機(jī)保持穩(wěn)定負(fù)荷。同時(shí)，通過對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)中央空調(diào)的送風(fēng)溫度也要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，要加強(qiáng)對(duì)風(fēng)機(jī)溫度的監(jiān)控，保證中央空調(diào)的送風(fēng)溫度在合理范圍。目前，大部分中央空調(diào)不僅具有制冷、制熱的功能，同時(shí)還兼?zhèn)涑凉?、加濕的功能?/p>

4 結(jié)束語

綜上所述，將自動(dòng)控制技術(shù)合理的應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)中，可以保證中央空調(diào)在發(fā)揮正常使用功能的同時(shí)，融入智能化的因素。同時(shí)在中央空調(diào)系統(tǒng)中融入自動(dòng)控制技術(shù)，可以有效地調(diào)節(jié)空調(diào)的出風(fēng)機(jī)制，來達(dá)到節(jié)約能源的效果，為中央空調(diào)的持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。因此，在中央空調(diào)系統(tǒng)中融入自動(dòng)控制技術(shù)是非常明智的選擇。