楊燁峰
摘 要:本文主要從中央空調(diào)自動化控制的作用及特點、中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)的主要組成部分工作特點以及自動控制技術在中央空調(diào)系統(tǒng)中的改造應用實例等三個方面,分析自動控制技術在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應用,希望對人們認識中央空調(diào)系統(tǒng)的自動化控制技術有一定幫助。
關鍵詞:空調(diào);自動控制;中央空調(diào)系統(tǒng);應用
中圖分類號:TU831 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)10-0057-02
隨著社會發(fā)展和科技的進步,自動控制技術在中央空調(diào)中的應用變得越發(fā)普遍,應用的范圍也逐漸拓展,不僅僅局限于商場和工廠,很多家庭也安裝了中央空調(diào)。相較于普通空調(diào)設備而言,中央空調(diào)的組成部分更加復雜,眾多子部件、系統(tǒng)共同作用,才能保障中央空調(diào)的安全穩(wěn)定運行,而且中央空調(diào)具有環(huán)保節(jié)能的特性,運行安全系數(shù)也高出傳統(tǒng)空調(diào)很多。自動控制技術在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應用主要是通過PID自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)的,初代的中央空調(diào)設備通常是使用繼電器來實現(xiàn)自動化控制的,但繼電器組成十分復雜,且運行過程中會消耗大量的電能,而且繼電器運行的穩(wěn)定性較差,經(jīng)常會出現(xiàn)各種意外狀況,影響整個空調(diào)系統(tǒng)的正常有效運行。伴隨著智能化控制時代的到來,繼電器逐漸被取代,中央空調(diào)使用直接數(shù)字控制器實現(xiàn)自動化,雖然直接數(shù)字控制器彌補了繼電器能耗較大的短板,但這種數(shù)字化的控制器極易受到外界條件的干擾,且結(jié)構具有較大的局限性,隨著PID智能控制系統(tǒng)的出現(xiàn),逐漸被市場所淘汰。
1 中央空調(diào)自動化控制作用及特點
中央空調(diào)自動化控制的作用主要體現(xiàn)在通過空調(diào)自身配置的傳感器接受需要調(diào)控空間相應的溫度、濕度和風速等信號,并將接受到的信號傳遞到調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器能夠智能化地完成信號的識別和對比工作,通過和事先設定好的數(shù)值比較實現(xiàn)差異識別,如果出現(xiàn)差異,再由調(diào)節(jié)器發(fā)出相應的指令到執(zhí)行器,實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能的智能化,達到智能控制既定空間的溫度、濕度和風速的目的。所以當在自動化中央空調(diào)控制下的空間出現(xiàn)外部影響因子改變時,都能得到及時調(diào)整,實現(xiàn)對空氣指標的控制,保障空氣質(zhì)量。自動化中央空調(diào)的作用主要體現(xiàn)在三個方面,分別是能效管理、管理角度和能源。就能效管理方面而言,自動化控制的中央空調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等系統(tǒng)的相互融合,使既定空間能夠在一個相對系統(tǒng)的管理體系之下運行,提高了運行的穩(wěn)定性和安全性;從管理角度而言,相對于其他溫控設備,智能化的中央空調(diào)能夠在一定程度上有效降低運行的人力、物力和財力成本,具有高效性和經(jīng)濟性;就能源方面而言,中央空調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測并調(diào)節(jié),能有效減少能源浪費。
一般來說,中央空調(diào)自動化控制的特點可以從五個方面體現(xiàn),分別是中央空調(diào)的運行容易受到外界因素的影響、溫度和濕度作為兩個相關聯(lián)的因素對中央空調(diào)運行的影響、溫度和濕度以及空氣品質(zhì)的調(diào)節(jié)、多工況下運行及轉(zhuǎn)換控制和中央空調(diào)對既定空間控制的整體性等。
2 中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)的組成部分
中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)是由多個子部件組成,其中包括檢測傳感器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、加熱器、加濕器、防護裝置、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風機相關裝置、冷凍主機以及冷卻塔等設施,這些部件組合到一起相互協(xié)調(diào)工作,使中央空調(diào)得以在各種不同工況下自動化運行(圖1)。
2.1 空氣狀態(tài)參數(shù)的檢測傳感器
中央空調(diào)的檢測系統(tǒng)是由傳感器、變送器和顯示器等三個部分組成。其中最為重要的子部件是對中央空調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)劑精度有直接影響的檢測傳感器,中央空調(diào)都配備的檢測傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、風速傳感器和壓力傳感器,能夠識別一定范圍內(nèi)空氣的溫度、濕度、風速以及壓力等信息。中央空調(diào)對既定空間的智能化調(diào)節(jié)的基本判斷依據(jù)是傳感器采集傳遞的信息,而檢測傳感器的布置位置又決定了其所采集的信息,所以一般情況下,布置有檢測傳感器的地方空氣參數(shù)都能得到較好的控制。要想讓中央空調(diào)調(diào)控空間的空氣質(zhì)量得到良好的控制效果,就必須綜合考慮檢測傳感器布置的位置,以實現(xiàn)最優(yōu)調(diào)節(jié)。
2.2 空氣狀態(tài)參數(shù)的自動調(diào)節(jié)
空氣狀態(tài)參數(shù)的自動調(diào)節(jié)是中央空調(diào)實現(xiàn)智能化的核心部分。智能化控制是中央空調(diào)最主要的作用,與傳統(tǒng)空調(diào)相比較,中央空調(diào)的調(diào)節(jié)空氣質(zhì)量具有穩(wěn)定性、高效性和經(jīng)濟性等優(yōu)勢。中央空調(diào)運行時多個子部件同時參加工作,整體運行具有系統(tǒng)性,運行的安全穩(wěn)定性能夠得以保障;中央空調(diào)運行具有實時性,能夠及時對外部環(huán)境變化發(fā)出相應的變更指令,保障空氣質(zhì)量,提高運行效率;中央空調(diào)通過對既定空間進行及時合理的調(diào)控,在保障空氣質(zhì)量的同時還有效降低了對能源的浪費,提高了中央空調(diào)的經(jīng)濟效益??諝鉅顟B(tài)參數(shù)的自動調(diào)節(jié)主要是通過控制既定空間中溫度和濕度來實現(xiàn)。自動調(diào)節(jié)一般是通過PID調(diào)節(jié)控制實現(xiàn),PID調(diào)節(jié)控制是動態(tài)系統(tǒng)過程控制的主要發(fā)展方向,其通過將PID控制時具有良好穩(wěn)定性和適應性與人為有效經(jīng)驗相結(jié)合實現(xiàn)對空氣質(zhì)量控制,具體體現(xiàn)在PID能夠智能實現(xiàn)模式控制和參數(shù)修正,而模式和參數(shù)的設定都是依托在人的知識和經(jīng)驗的判定和修正。在自動化中央空調(diào)調(diào)節(jié)過程中,作為主要調(diào)節(jié)因素的是溫度和濕度,其調(diào)節(jié)功能的實現(xiàn)是相對獨立的,當然在設計過程中必須考慮到溫度和濕度的耦合關系。
2.3 空調(diào)工況的判斷及自動切換空調(diào)最優(yōu)工況
空調(diào)工況的判斷依據(jù)基于我們事先對既定調(diào)控空間全年工況分區(qū)圖的繪制,主要要考慮季節(jié)負荷影響。但中央空調(diào)在實際運行過程中會出現(xiàn)對邊界重疊現(xiàn)象辨識度差等狀況,這種狀況的產(chǎn)生主要源于檢測傳感器布置位置以及檢測傳感機自身測量精度。為了避免這種意外情況的發(fā)生,保證中央空調(diào)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、高效性和經(jīng)濟性,必須將工況轉(zhuǎn)換時間間隔控制在小于制冷機等設備允許的最短開\停時間內(nèi)。
2.4 建筑物和設備的安全保護
自動化的中央空調(diào)包含眾多子部件,每一個部件都為空調(diào)的穩(wěn)定運行提供了保障,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)狀況都會在一定程度上影響空調(diào)的正常運行,核心部件如果出現(xiàn)故障,不僅會中斷空調(diào)的有效運行,甚至會危害整個系統(tǒng)安全,造成嚴重事故。因此,中央空調(diào)所有的子部件設備都必須配備能夠保障其安全運行的控制線路,維持其穩(wěn)定有效運行。舉個簡單的案例,只有在有風的工況下才能完成加熱器接通工作;有必要的防護裝置能夠在建筑物發(fā)生火災工況下發(fā)揮自動調(diào)節(jié)保護作用,保障建筑物和設備的安全。
3 自動控制技術在中央空調(diào)系統(tǒng)中的改造與思考
自動控制技術在中央空調(diào)系統(tǒng)中的改造一般要經(jīng)過以下幾個步驟,即了解被改造對象的概況、針對具體情況設計改造方案、實現(xiàn)自動化硬件設備的連接工作,最后是相應監(jiān)控軟件的安裝環(huán)節(jié)。改裝后的中央空調(diào)能夠有效減小空調(diào)系統(tǒng)日常管理人員工作量和費用的支出,運行過程平穩(wěn)高效節(jié)能。
隨著技術的進步和社會的發(fā)展需要,中央空調(diào)的自動化調(diào)控將更加趨向于智能化、節(jié)能化和安全化。如今,自動化調(diào)控的中央空調(diào)依舊存在一些問題,如中央空調(diào)實際運行過程中會出現(xiàn)對邊界重疊現(xiàn)象辨識度差的狀況,需要綜合空調(diào)、采暖和通風等方面的技術才能有效實現(xiàn)中央空調(diào)的智能化。為人們提供更優(yōu)質(zhì)的空調(diào)生活,這是當下我們所有電氣工作者的責任和義務。
參考文獻
[1]陳思.自動控制技術在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應用[J].電子技術與軟件工程,2017,(10):140.
[2]孫罡,雷學云,張杰,周志軍.中央空調(diào)系統(tǒng)中自動控制技術的應用[J].科技展望,2015,25(26):167.
[3]黃榮濤.簡述中央空調(diào)系統(tǒng)中自動控制技術的應用[J].科技與創(chuàng)新,2015,(12):134-135.