自控在暖通空調系統中的應用和發展

殷志超（江蘇揚安集團有限公司，江蘇揚州 225007）

自控在暖通空調系統中的應用和發展

殷志超
（江蘇揚安集團有限公司，江蘇揚州 225007）

為了系統的分析了解在空調領域中的自動控制的特點以及分類，顯示并指示出基于傳統系統上的PID控制系統以及現代的DDC控制系統在暖通空調系統運作中的具有著普遍性的的應用方面，并積極地預測了人工智能技術控制系統在暖通空調系統中發展應用并推廣的廣闊前景。隨著科學技術的第一生產力地位，科技的不斷地發展跟進，特別是在針對發展計算機技術與工業自動化儀表以及興建高層的智能建筑等方面，從而更深層次的推動了空調的自動化控制水平的提高。

前饋調節 串級控制 DDC控制 模糊控制

伴隨著中國的崛起，中國人民在市場經濟大潮中是自身的生活水平得到了良好的穩健的提升，致使傳統的暖通空調系統被廣泛的應用在了各類的工業與民用的建筑之上。而與此同時，那么要如何才能更有效地將日新月異的計算機技術有效有機的結合起來，在越來越多的各種舒適性和工藝性的空調工程中將國內外各種自動化的儀表充分的利用，并且設計出技術先進、適合各種用戶需要的要求的、經濟合理的空調自動控制系統，從而形成空調領域的現實挑戰。

1　自控系統的特點

1.1很多的干擾性

外擾與內擾共同的構成了空調系統。外擾其主要是送風與圍護結構傳熱的干預擾動，內擾通常是指屋內的電器、工藝設備的啟停、照明散熱以及屋內外的物品的流動變化等活動對于屋內溫度以及濕度所產生的影響。目的是抑制或是消除這些干擾性的活動。除了將空調工藝與建筑熱工方面增加控制措施外，在自動控制的設計中間也應該來系統分析干擾的來源以及影響程度的大小，并選擇適合有效的控制方案。

1.2針對調節對象的特性

空調的自動控制的主要的任務即是維護好空調房間的一定的溫度以及濕度，對于控制效果的又是怎樣的，很大的程度上常常的取決于對于空調系統的本身而并不是自動控制的那部分，因此，通過了解分析空調的對象的特征條件極為關鍵以及重要的一個方面，調節器的主要特性闡述主要是包括于放大系數、純滯后時間以及時間常數的［1］。

1.3空調系統的整體控制性與溫濕度之間的相關性

在空調的系統中占主要地位的是對于相對溫濕度進行的控制，于此兩個參數則常常是在一個調節對象里面同時進行的調節的兩個被調量，兩個參數寓于調節的過程中是互相影響作用的。若房間的溫度明顯提高的時候，若也在含濕量的不變化的情況下，則是需要相對的濕度的下降，而對此在自動控制的過程中是要充分的考慮到濕度以及溫度的相關性聯系的。

空調的自動控制系統是將空調房間的溫度以及房間中的濕度作為控制的中心的，通過工作情況的轉換與處理空氣的過程中，每個環節都是要緊密的相互聯系在一個整體的控制系統當中的。若是任意一個環節出現了問題，都是會對于空調房間的濕度、溫度的調節產生極大影響的，更有甚者使整個調節系統無法工作。

1.4具有工作狀況轉換功能的控制

空調的系統將是按照工作的狀況進行運作的，所以，自動控制系統應該包括工作狀況的自動轉換的部分。例如夏季工作狀況在表冷器的工作，冷水量的控制，室內溫度的調節等，但在冬季則有需要轉換到加熱器來工作，使熱媒受到控制，調節溫度，上述為最為基本的工作狀況的轉化。于此之外，根據節能出發的進行的工作狀況轉換的控制。在全年的工作的空調系統中，使用工作狀況的處理方式方法能夠達到節能減排的目的的［2］。

2　自控系統的發展

對于自動化裝置的探索，人類很早就進行了簡陋自動化的探索，但是都局限于技術與科技理論的落后，直到1788年以前，都是處在一個沒有巨大科技突破的一個工匠階段。

1788年瓦特發明了改良型蒸汽機，標志著人類進入到了蒸汽時代，也就是說標志著人類社會的工業革命開始了。同樣也標志著自動化領域的技術化與理論化都逐漸開始并形成，1920年，反饋理論被廣泛的應用到了電子放大的器件當中，同一年里，美國也產生了PID調節器件，1948年，對于控制理論的經典部分都以基本的提出來了，社會在科技的推動下，進入到了一個技術化與理論化的階段。

伴隨著高新技術的崛起，計算機隨之問世并以驚人的速度日益完善與強大，隨著體積的不斷微型化，用計算機來代替調節區成為了現實，社會也隨之進入到了一個新的時代，智能化階段隨之而來。

當今社會，全球化的形成，全世界正在進入網絡化的時代，空調也逐步將系統進行網絡化的更新改造，空調系統的信息化已經到來了。1998年由歐洲發達國家的兩家電子巨頭西門子以及梅洛尼都推出了自己的新的科技產品。西門子的家庭電子系統是基于微軟的windows95系統的家庭控制系統，并且利用這個系統是可以實現對多種加點器具網絡性的控制的，以及完成傳真、郵件等對外的通信與聯絡功能。意大利的梅洛尼則推出了家庭智能檢測器，同時也具備了相類似的功能，作為信息化的空調系統，除了具有常規的制冷系統的功能之外，還用具備以下兩個條件：（1）具有完善的工程通訊聯網的功能，使用戶能夠從遠程的計算機上連接對其進行有效的遠距離遙控控制，對于參數設定具有雙向的通訊的功能。（2）使用數字化的傳感器件。數字化的傳感器元件是具有雙向的通訊功能的以專用的微處理器件控制的先進的傳感器系統，而微處理器是能夠既定的程度針對傳感器來實施軟件的控制的。將傳感器從單一功能的變成了多樣功能的從而消除與模擬電路有關的誤差源，并以此來提高測量和控制的精確度。通訊網絡漸漸成為了控制系統中的最重要的環節［3］。

3　結語

在當今社會中面臨著能源的嚴重缺失，作為使用有效的自動控制的空調系統，需要達到既舒適又節能的目的的，所以，這就要求專業的空調人員不但要熟悉專業性的技術工藝，也要了解并掌握自控理論和技術。

［1］呂紅麗.Mamdani模糊控制系統的結構分析理論研究及其在暖通空調中的應用［D］.山東大學，2007.

［2］趙永國.過程辨識與PID自整定理論及其在暖通空調系統中的應用研究［D］.山東大學，2008.

［3］王厲.基于（火用）方法的暖通空調系統熱力學分析研究［D］.湖南大學，2012.