自动控制技术在中央空调系统中的应用

陈 敏

浙江省二建建设集团安装有限公司

1、自动控制的基本工作原理

几乎所有的中央空调系统在其各个功能部件上都采用自动控制，通过控制器自动调节各个控制对象，将被控区域所要求的空气的各个参数控制在一定范围内，而且整个控制调节运行过程不需要人们手动操作。中央空调系统的自动控制理论经历了由最初的控制理论发展到现代的空调自动控制理论的历程，现在的空调自动控制由传感器、控制器、执行器和被控制对象等几大单元组成。常见的中央空调温度控制系统原理图如图1所示：

图1 常见的中央空调温度控制系统原理图

2、中央空调系统中的自动控制技术

2.1 冷热源及水管系统的调节

对于中央空调的主机系统而言，其自身所带有的单元控制器能够提供出冷凝器与蒸发器等设备的进出口温度以及水流开关压缩机的压力等多项指标因素。在这一过程中，系统所采取的主要也是一种群控模式，由此很好的实现了对热泵的自动化管控，而且也发挥出了一种很好的监控、查询及报警等功能。在机组平时的运行过程中一旦出现故障，系统主控制器便会立刻出现相应的显示并发出警报；此外，还能够对系统所设定的相关数值进行调整和改变等操作。比如在一天的不同时段，如晚上和白天，系统所设定的数值存在着较大的差异。针对系统压缩机结合相关命令进行操作，参照冷冻机房出口的设定值来调整压缩机入口导叶阀。在这一过程中也可以针对冷冻水的出库温度进行设定，并对主机的运行状态可通过水流量传感器与温度传感器等来进行实时的监控。

2.2 定风量系统控制

定风量空调系统风量稳定性强，可无视负荷变化带来的影响，风机持续维持全风量运行状态，以改变送风温度的方式来对室内冷热负荷进行调节，达到调节室内温湿度的目的。一般中央空调系统包括供暖、供冷、除湿以及加湿等基础功能，利用智能控制技术来控制排风口、回风机以及电动风门，满足不同情况下的全新风、循环式以及自动混合式运行需求，具有比较明显的节能效果。将模糊控制技术应用到定风量系统中，可实现空调回风温度自动调节、回风阀与排气阀比例调节、空调回风湿度自动调节等。第一，回风温度调节。其为定值控制系统，由智能模糊控制器比较回风温度传感器所测得回风温度，同时按照控制规律来对表面式换热器回水调节阀开度进行调节，控制好冷冻水添加量，控制室内温度维持在设定的恒定值。在这个过程中可将新风温度看作为系统扰动量，调节后保证其可以滞后于新风温度的变化，并且将新风温度传感器反映的新风温度作为前馈信号加入到回风温度调节系统中看，还可以提高系统调节可靠性。第二，回风湿度调节。调节控制模式与回风温度调节系统相似，以提前设定的控制规律来对加湿器阀开度进行调节，改变加湿蒸汽流量大小，来达到控制室内湿度的目的。

2.3 新风和空调机组的参数测量

为了更好的提升室内空气洁净程度和新鲜度以及室内舒适度，需要中央空调系统能够对新风进行及时的补充。一般情况下，在新风空调机组送风通道的位置需要进行温度以及适度传感器的安装，并通过加湿法的应用来有效的控制流量，由此更好的满足设计要求。中央空调系统还能够结合室内温、适度的计算负荷来完成风挡的自行更换，进而也成功的实现了对送风量的有效控制。此外，空调系统还能够结合室内外温湿度以及系统所预定温湿度调整风阀的开度，并对排风阀实施一种联动控制，进而也达成了一种降耗节能的效果。

新风阀与排风阀在机组运行停止之后就会处于一种关闭状态，此时回风阀应当保持全开，对于中央空调系统的自动化管控可应用DOC控制器来实现。在实践过程中，结合新风温度，对水阀通过PID进行调节，从而有效的保证了送风度为预定值，同时通过控制蒸汽阀与加湿阀，保证了冬季风机出口空气温度的达标。而且系统还能够对风机出口的温湿度以及新风过滤器的两侧压差进行实时监控，一旦这些数值出现异常，系统将随即发生自动报警。

2.4 中央空调系统中的风机盘管监控

对于中央空调系统而言，冷暖设备有新风机组、空调机组，且还有大量的应用风机盘管。从当前的市场情况看，主要有2种风机盘管控制器：①DDC控制器。其可与主机进行有效通讯，可实现有效的中心管控，能对调节冷水、冷机进行控制，但其价格相对较高。②不具备通讯能力的盘管控制器。对于该种类型的控制器而言，建议根据水系统的连接状况对风机盘管进行分组，每一组支路的入口位置需安装流量计、供回水温度传感器和供回水压差变送器等。目前，在中央空调系统自控过程中，还无法完全利用DDC技术进行控制，进而在系统风量调试、制冷效果调节过程中，无法通过各风阀的自动调节来使风量均匀达到设计要求。针对该问题，常用的方法为“基准风口法”，即采取手动操作的方式对风量进行适当调整。一般而言，在调整中央空调系统的风量前，应先对所有风口的风量进行初测，计算出每一个风口的初测值、设计风量比，确定比值最小的风口，并将其作为基准风口。

总之，随着智能化和自动控制技术的不断发展，中央空调系统中采用了自动控制技术，这样不仅能够给我们提供一个舒适的生活和工作环境，而且还能够延长中央空调系统的使用寿命和节约运行成本，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

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