【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和節(jié)能減排的要求，小型獨立式空調(diào)逐步被替代，中央空調(diào)在大型商場、車站醫(yī)院和企業(yè)等大型公共場所中的應用越來越普及。與此同時，對中央空調(diào)的自動化控制要求也越來越高，中央空調(diào)的應用也正朝著智能化的方向發(fā)展，本文就中央空調(diào)的自動控制系統(tǒng)的原理和實現(xiàn)方法進行了研究和分析，并且對空調(diào)自動化控制的節(jié)能提出了行之有效的方法和思路。

【關鍵詞】中央空調(diào) 自動控制 節(jié)能

1 概述

中央空調(diào)的自動化控制系統(tǒng)不僅能夠為用戶提供一個舒適、安全和便利的生活環(huán)境，而且可以使能源的消耗大大減少，物業(yè)管理的成本大大降低，從而使建筑物整體的經(jīng)濟效益得到提高。

2 中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)的構成和設計原則

當今，我國中央空調(diào)的自動控制系統(tǒng)往往應用模塊化設計和集散控制方式。其主要由中央控制中心、現(xiàn)場控制部分和終端設備等部分組成。中央控制中心設置在建筑物的監(jiān)控中心，對中央空調(diào)控制系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理?？刂浦行耐惭b計算機并配備打印機，在對系統(tǒng)設備運行狀況和現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行監(jiān)控的同時，又可以通過網(wǎng)絡對現(xiàn)場空調(diào)的進行數(shù)據(jù)設定和啟停控制。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析，使空調(diào)按照事先設定的程序和參數(shù)運作。[1]中央控制中心的配置一般為：

（1）控制中心計算機應使用Intel i3及以上處理器的電腦，2M以上內(nèi)存，160G以上硬盤16寸以上顯示器，兩個RS232通訊口，一個RS442通訊口，一臺針式彩色打印機。

（2）電腦操作系統(tǒng)可配置微軟win7操作系統(tǒng)和與之相兼容的自動化控制監(jiān)控軟件，并采用TCP/IP協(xié)議與設備進行通訊。

（3）中央空調(diào)自控系統(tǒng)的正常運作是系統(tǒng)配置的前提條件，同時系統(tǒng)必須可以對系統(tǒng)故障和突發(fā)事故有應急措施和處理方法，以保證整個系統(tǒng)的安全。

（4）系統(tǒng)的設置應盡量減少不必要的故障，對于可能發(fā)生的故障應采取措施使故障可能的影響范圍盡量小，從而使系統(tǒng)部分環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，盡量不影響整體的使用。

（5）系統(tǒng)設計應盡量降低成本，同時系統(tǒng)應保留必要的端口，方便日后系統(tǒng)功能和規(guī)模的擴展。

3 中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)的結構特點和節(jié)能需求

設計中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)時可以從以下幾方面入手：

（1）供水管道和主機調(diào)節(jié)的；自動控制和裝置的運行和停止；

（2）空調(diào)機組、管道基本數(shù)據(jù)的檢測；

（3）能量的常規(guī)調(diào)整控制

（4）節(jié)能節(jié)電控制。

如今，建筑物的中央空調(diào)主要由主機、能量傳輸、供風機組、風機管路等裝置、閥門和對應的管道構成。通常，中央空調(diào)的電機設備的能耗大約為建筑物能耗的一半，而設備的能耗往往消耗在主機和傳輸系統(tǒng)，因此，空調(diào)主機和輸送設備是中央空調(diào)節(jié)能設計的核心部分。

3.1中央空調(diào)的主機系統(tǒng)

空調(diào)的主機系統(tǒng)主要由冷凍設備、熱泵、熱水機組成，同時配有各種水泵、冷卻設備、熱交換設備、膨脹水槽、控制閥門等。主機系統(tǒng)是空調(diào)系統(tǒng)的核心，同時也是其主要的能量消耗部分。主機系統(tǒng)一般自帶CPU與其他裝置形成連鎖控制，接受控制中心的動作指令，從而達到最優(yōu)的節(jié)能狀態(tài)。

在春秋兩節(jié)，早晚溫差變化往往比較大，負荷變化也很大，所以對主機和水泵運行數(shù)量的控制可以達到顯著的節(jié)能效果。同時根據(jù)實際應用發(fā)現(xiàn)，應用回水溫度控制主機數(shù)量比傳統(tǒng)的根據(jù)供回水壓差控制有著明顯的節(jié)能優(yōu)勢。同時，我們也應該注意到當冷凍水溫度達到預設值時，主機會停止運行，如果此時負荷比較小，主機可能不必再繼續(xù)工作，此時，我們可以經(jīng)過一段時間的延時，使與主機相對應的水泵和冷卻設施風機停止運行，并且關閉對應的電動閥門。從而達到節(jié)能的效果。但是，當主機發(fā)生停機故障導致主機和冷卻設施停止運行時，若故障是低溫停機，為了蒸發(fā)器的安全，水泵應繼續(xù)運行。另外，冷凍機額定運行的能量消耗大約為整體設備的60%。因此，冷凍機性能的優(yōu)化同樣是節(jié)能控制的重要手段。即當冷凍機主機負荷達到90%時，啟動輔助冷凍機，負荷小于80%時關閉輔助機組，并且冷凍機葉片根據(jù)水溫控制。[2]

3.2中央空調(diào)的能量輸送部分

此部分主要由冷凍、熱水和傳輸管路等部分組成。實現(xiàn)此部分的自動控制和節(jié)能，控制流量是核心。設計重點為：（1）增加供水和回水的溫度差；（2）采用變頻控制，調(diào)節(jié)風機水泵，以減少流量損失和電能消耗；（3）對系統(tǒng)整體參數(shù)進行分析，制定最優(yōu)運行參數(shù)；（4）根據(jù)室外溫度，在安全范圍內(nèi)，盡可能降低冷凝進口水溫度，使冷凍機的COP得到提高。

3.3供風機組控制

供風機組的控制每天應至少分三個時段進行。過濾器兩側應有壓差檢測，進行濾網(wǎng)堵塞警報。供風機組應可以根據(jù)氣溫控制啟停，在冬季運行時，應有防凍動作。當建筑內(nèi)部有顯著的人員變化時，其風量應可以自動控制。

4 中央空調(diào)的自動化控制和節(jié)能新技術

中央空調(diào)是在擾動環(huán)境中運行工作的，外界環(huán)境時刻變化，難以預測。為了使整個系統(tǒng)能夠更好滿足用戶要求?？蒲腥藛T進行了不懈的研究，研究出更多的新技術。

（1）應用微計算機處理器進行控制調(diào)節(jié)，采用模糊控制的數(shù)學模型，應用神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行控制和調(diào)節(jié)，在反應速度和精度上使系統(tǒng)呈現(xiàn)出更加卓越的控制效果。

（2）采用PID自動閉環(huán)控制和變頻調(diào)節(jié)技術，使系統(tǒng)控制更加簡單，能耗變得更低。

（3）可編程控制器得到更加廣泛的應用，使系統(tǒng)的配置更加靈活，控制愈發(fā)簡便可靠。[3]

5結語

隨著計算機技術的發(fā)展和新思路的不斷產(chǎn)生，中央空調(diào)的控制系統(tǒng)自動化控制日趨完善，節(jié)能效果更加明顯。作為相關系統(tǒng)的設計者，應不斷研究，努力探索，并且兼容并包，吸取他人經(jīng)驗。使我國中央空調(diào)自動化系統(tǒng)等到更加長足的進步和發(fā)展。

參考文獻：

[1]空氣調(diào)節(jié)設計手冊.電子工業(yè)部第十設計研究院主編.

[2]陳之啟.可編程序控制器在空調(diào)冷水機組自動控制中的應用.

[3]梁華編.實用建筑弱電工程設計資料集.中國建筑工業(yè)出版社，1999年.

作者簡介：石明煒（1983-），男，江蘇鎮(zhèn)江人，工學學士，工程師，主要從事建筑節(jié)能及調(diào)適相關工作。