中央空調(diào)系統(tǒng)的自動控制設計和節(jié)能思路探討

蔣華 陳學平

摘要：本文首先闡述了中央空調(diào)系統(tǒng)的自動控制設計思路，然后從冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)能量輸送部分、空調(diào)新風機系統(tǒng)這三部分提出了中央空調(diào)系統(tǒng)的自動控制設計與節(jié)能思路，最后提出了中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能策略。希望對中央空調(diào)技術的研究人員提供幫助，促進自動控制與節(jié)能技術的繼續(xù)提升。

關鍵詞：中央空調(diào)系統(tǒng)；自動控制；節(jié)能思路

引言：

隨著時代的發(fā)展，人們對自身工作環(huán)境的要求越來越高，在這樣的程度下，中央空調(diào)系統(tǒng)得以被廣泛的利用，該系統(tǒng)的自動控制設計不僅可為人類提供一個優(yōu)越的室內(nèi)環(huán)境，還有一定的節(jié)能功效，利于降低能耗，下面就來研究一下中央空調(diào)系統(tǒng)中自動控制的設計與節(jié)能技術。

1.中央空調(diào)系統(tǒng)的自動控制設計思路

現(xiàn)階段，我國中央空調(diào)的自控系統(tǒng)一般使用模塊化的集散控制方式，在設計時主要要設計出中央控制器、末端設備與現(xiàn)場控制器等多種裝置，這些裝置聯(lián)合作用才能實現(xiàn)自動控制。其中中央控制器主要起到統(tǒng)一控制的作用，其既能接收、監(jiān)測設備的參數(shù)，還能實現(xiàn)遠程設定與控制。其設計思路主要有以下幾點，第一，操作站的軟件通常可以為Microsoft Windows，其中的運行程序要有兼容性。第二，為了實現(xiàn)實時監(jiān)控的功能，要安裝可視化的監(jiān)控軟件，還要使用開放性的數(shù)據(jù)庫。第三，在設計系統(tǒng)時要注重系統(tǒng)的構成，要帶有警報信號功能。第四，設計應該遵循危險分散的原則，降低故障的波及程度[1]。例如，當中央控控制器出現(xiàn)問題時，要降低其他設備受影響的程度。第五，在設計時要考慮到冷熱源系統(tǒng)的自啟問題，要科學測量水管路等設備的參數(shù)，實現(xiàn)能量調(diào)節(jié)，從而達成綠色節(jié)能的目的。

2.中央空調(diào)系統(tǒng)的自動控制設計與節(jié)能思路

從節(jié)能環(huán)節(jié)來考慮，通常中央空調(diào)的機電設備是用于冷熱源與輸送系統(tǒng)上，所以在設計這兩個部分時要格外注意節(jié)能問題。

2.1冷熱源系統(tǒng)

中央空調(diào)的熱冷源中的單元控制器非常重要，其可以對進出口水流溫度進行調(diào)節(jié)，為了使其達到自動啟停與調(diào)節(jié)的目的，在設計時還需安裝水管與流量傳感器等輔助設備，以對主機進行監(jiān)控。具體控制設計的思路是，空調(diào)的冷水機組工作時，應該實現(xiàn)由主機控制水溫的功能。當水溫符合設置值時，空調(diào)主機就會停機休息，當空調(diào)的冷負荷較低時，主機無需立即啟動，可以向其他系統(tǒng)發(fā)出指令，暫停電動蝶閥，從而實現(xiàn)節(jié)能的效果。如果主機故障，風機與水泵也應該停止工作，除非在超低溫停機時，二者可以進行保護性的運轉。其節(jié)能設計是，可以通過優(yōu)化空調(diào)冷凍機的系統(tǒng)性能，根據(jù)地域氣候與季節(jié)設置室內(nèi)的溫度值，從而實現(xiàn)中央空調(diào)的自動調(diào)節(jié)。

2.1.1夏季冷水系統(tǒng)

對夏季冷水系統(tǒng)的自控應該進行如下的設計，第一，要設置現(xiàn)象智能操作臺，使其發(fā)出指令，對風機及冷凍器等進行有序的調(diào)控。第二，夏季冷水系統(tǒng)要實現(xiàn)對冷水機組和塔風機的監(jiān)控，要根據(jù)水溫等情況對運行時間以及數(shù)量進行控制。第三，可以對室內(nèi)需要的冷負荷進行計算，具體要先確定出冷凍水的流量與供回水溫差這兩個數(shù)據(jù)，然后再進行計算，最后對冷水機組傳遞信號，進行對應的自動調(diào)節(jié)，最大程度的降低能耗。第四，夏季冷水系統(tǒng)要與中控室操作臺達成配合，在季節(jié)過渡期間，冷水系統(tǒng)要對負荷進行限定，盡量減少開、停機次數(shù)，也要實現(xiàn)冬夏季節(jié)的自動切換。第五，冷水系統(tǒng)還要調(diào)取到重要空調(diào)的運行參數(shù)，并將其傳送到智能操作臺上，具體要調(diào)取的信息有空調(diào)水流量、膨脹水箱液位等相關信息。在傳送到操作臺以后，操作臺再對啟動的臺數(shù)進行控制，并統(tǒng)計工作時間。

2.1.2冬季熱水循環(huán)系統(tǒng)

要實現(xiàn)中央空調(diào)的自動控制，還要設計出冬季的熱水循環(huán)系統(tǒng)，在這方面的設計需要做到以下幾點。第一，要考慮到熱水鍋爐的流量與壓力問題，通過科學的計算方式得出單耗的數(shù)據(jù)信息，第二，該系統(tǒng)還要能夠調(diào)節(jié)熱交換器的閥門，實現(xiàn)熱交蒸汽和切換與聯(lián)動控制。第三，在其與智能操作臺配合過程中，也要向操作臺提供關于熱水機組運行情況與熱負荷量等相關信息，并且及時接收操作臺的信號，自動按照預定設置機組。為了達成以上的這些自動控制工作，工作人員可以對監(jiān)控點進行控制，通過計算機數(shù)據(jù)模擬量與數(shù)字量，進行中央空調(diào)系統(tǒng)的自動控制。

2.2空調(diào)能量輸送部分

中央空調(diào)除了冷水系統(tǒng)之外，其能量輸送也是非常重要的。在這部分內(nèi)容中，也需要進行自控與節(jié)能的設計。空調(diào)是有冷卻塔、冷卻水泵和管道提供出冷卻水實現(xiàn)制冷的，所以要保證冷凝器組有充分的冷卻水進入和通過，才能達到制冷的目的。這需要自動控制冷卻中心和水路電動閥門，并檢測到冷卻水輸送的狀態(tài)。在對冷卻水輸送環(huán)節(jié)設計的時候，需要考慮到以下幾點要求。第一，要對冷熱水的水溫差進行控制，以降低系統(tǒng)的水流量，從而降低系統(tǒng)的能耗。第二，可以設計變流量以及變風量的自動控裝置，這樣就可以降低水泵和冷水機組的能源消耗。第三，工作人員還要分析自控系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，按照空調(diào)的實際運行需求來對水流量加以調(diào)控，讓水流在一定的流速狀態(tài)下進行輸送，從而實現(xiàn)節(jié)能效果。第四，一定要隨時保證空調(diào)冷凝器中有充足的水流過，在此前提下，可以盡量降低水泵的能耗[2]。第五，在室外氣溫允許的條件下，盡量使空調(diào)入水口的溫度降低，以強冷凍機的COP。

2.3空調(diào)新風機系統(tǒng)

隨著時代的發(fā)展，在空調(diào)冷熱負荷中，新風量的占比逐漸提高，所以要對新風機自動化裝置進行設計與控制。具體設計需要實現(xiàn)以下幾種功能，第一，要求增加定時控制功能，實現(xiàn)系統(tǒng)風機的自動停起，正常情況下，一天可以設置三個開停的時間段。第二，要對新風過濾器兩側的壓差進行勘測，一旦壓差超過范圍時，風機要進行警報，并且將警報信息傳送到中控室。第三，還要設計出防凍保護器，例如，在較為寒冷的條件下，空氣中的熱盤管的溫度低于設定值時，風機就可以自動的關閉風門，并開啟熱水閥，將水溫升高，從而保護裝置，避免盤管凍壞。

3.中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能策略

要想使中央空調(diào)的節(jié)能水平提高，可以從以下幾個方面入手。第一，在進行空調(diào)空間設計時，應該布置隔熱裝飾，以降低冷負荷的失散率。第二，可以在空調(diào)設計中使用冰蓄能技術，在夜間蓄冰，使之白天融化從而實現(xiàn)供冷。還要注意對中央空調(diào)的日常維護管理工作，科學的設置運行時間及溫度。在冬季時，要設置保溫設備管道，避免空調(diào)中的冷負荷損失過大，消耗能量增多。總之，要想節(jié)約空調(diào)等能耗，除了有效的利用好自動控制技術以外，還要考慮到實際運行中的各個方面，從實際入手，提高節(jié)能意識。

結束語：

綜上所述，現(xiàn)階段，隨著科技水平的不斷提高，空調(diào)自控系統(tǒng)的控制技術也在不斷的發(fā)展與完善之中，其主要向系統(tǒng)集成方向發(fā)展，使得空調(diào)自控功能提升，這樣的設計，不僅可以為提供舒適的室內(nèi)環(huán)境，也可以實現(xiàn)節(jié)能的目的。在未來，技術人員應該繼續(xù)研發(fā)新技術，將新功能應用在空調(diào)系統(tǒng)中，這樣才能設計出更節(jié)能的系統(tǒng)，為大眾帶來便利。

參考文獻：

[1]陳利東.房間空調(diào)用制冷機組自動控制系統(tǒng)的設計和應用[J].科技經(jīng)濟導刊，2018，26（21）：45+47.

[2]丁勇，劉學等.空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能量測量與驗證方法的應用分析[J].暖通空調(diào)，2018，48（07）：47-54.