自动控制在暖通空调系统中的发展与应用

李静玮

摘要：最近这些年，国民经济的快速发展，为人们提供了良好的生活条件，改善了人们的生活品质。然而，随着暖通空调系统在人们生活中的大量应用，造成了一定的环境问题和能源消耗问题，尤其是空气污染等方面获得了社会关注。不论单位还是个人应用空调造成的能源消耗基本占总建筑能耗的1/2，以中央空调为例，中央空调消耗的电能基本占整栋建筑电能消耗的六成左右。空调的应用在带来极大的生活便利的同时，也造成了能耗和环境问题，因此需要深入研究空调使用过程中的节能工作，促进国家社会与经济的可持续发展，建立环境友好型社会。

关键词：自动控制;暖通空调系统;发展与应用

暖通空调能充分的利用我国的制冷能源，提供给社会居民日常所需要的热量，而且居民在使用的过程中不会产生任何有害的气体，目前主要在一些相对寒冷的地区得到较大的发展及应用。一般很多大型暖通空调所需的冷量都是通过多个制冷站点连接在一起组成的，但我国目前还有很多地区对于自动控制系统的应用还没有制定出详细的计划，使得暖通空调不能稳定的进行供冷功能，不能完全的展现出暖通空调自身的特性，对于暖通空调自动控制系统在实际使用过程中出现的技术问题，企业的技术管理人员应提出有效的措施进行解决，促进自动控制系统在暖通空调方面的应用。

一、自动控制在暖通空调系统中的应用主要特征

当前各行各业都对自动化控制和生产有着一定的要求，因此相关领域对于自动化控制提出了较高的要求。目前，国内空调自动化控制已经有了一定成果，但是还需要深入在科研领域进行探索。在暖通空调系统中，自动化控制的应用涉及如下三个阶段：

1）20世纪80年代左右，所采用的中央空调控制系统仅有简单的一个开关键，其借助热继电器或压力继电器进行管理，从而达到对设备进行自动控制的目的。2）工业技术的不断发展带来的新变化，PID控制器在自动管理领域的实际应用使得自动控制系统更加完善和健全，在PID的基础上来改造和完善控制设备，有超过80%的空调控制系统采用了该控制系统和理念。3）当前研究阶段，智能技术的发展使得空调系统也在逐渐追求智能控制和更高等级的自动化控制，国内逐渐将新的智能控制系统应用于暖通空调系统。

二、自动控制方式

（一） PLC控制方式

PLC在自动控制系统内得到了广泛运用。这主要是因为PLC控制方法安全可靠，可以利用编程来实现，所以这种方法也被叫做编程控制器。它具有的体积比较小，可以把它安装在控制对象的附近，实时监测暖通空调系统。

（二） DDC控制方式

DDC这一控制方式主要是结合数字化技术，在控制的过程中可以把所需要的控制参数转变成数字模拟量，可以通过控制数字模拟量，来达到调控所控参数的目的。例如室内温度如果出现了变化，空调系统在这个时候就可以把温度值转变成电流值，同时对应相应的数字模拟量，通过调节空调系统的风机或者是阀门等，将室内的温度值逐渐逼近设定值。运用这种方法进行调控，可以让室内温度始终保持适宜，维持供求平衡，进而使能耗降低。DDC控制器调节温度是和初始设置的数值呈现正相关的关系，与此同时，初始设置的数值和系统动作调节之间的关系也是呈正相关的。所以在确定装置控制力时可以利用系统规模大小，但控制系统具有的规模大小需要和所控系统规模相匹配，如果不匹配就会对系统运行产生一定程度的不良影响。所以在选择控制系统的过程中，工作人员不应当大意，需要和所控参数及相关的控制规模相结合，进而作出选择。这样不但可以保证装置能够稳定运行还可以在一定程度上降低能耗。

（三）继电器控制

继电器具有的控制力原理就是通过小电流来控制大电流的运作，这同样也在暖通空调系统内发挥这样作用。在空调系统运行时，如果电流存在大小不同的情况，流量也会变得不同，但是继电器能够将两者控制好，大电流需要建立在小电流控制的基础之上。继电器具有的种类比较多，比如电磁继电器和时间继电器等，可以通过运用继电器来延迟时间和通断流量等。

三、自动控制在暖通空调系统中的发展与应用

（一）遗传算法的运用

遗传算法并不是新兴的研究方向，事实上，早在20世纪60年代美国就开始使用了遗传算法，其一般是通过对数学模型的分析和研究来构建一套借助空间搜索来达到随机搜索的一种运行模式。在初期空调系统设计阶段，遗传算法就开始被慢慢的引入到PID管理系统中，并且运行过程中，发现与传统的PID系统相比，遗传算法具有更高的应用价值，遗传算法不需要依赖数学模型，具有非常强的信息搜索能力，与模糊控制进行结合能够实现对空调系统的变频控制，从而促进了相关领域的技术发展，从其他思路实现了对能源的节约。

（二）模糊控制的应用

在暖通空调的自动控制系统内，模糊控制就是模糊的感知以及预测房间温度，研究人体温感并进行很好的对比，进而实现对整个系统的管理以及控制。将模糊控制运用到暖通空调自动系统内，控制系统的运行回路是比较好，比较完整的，在运行实验的过程中也可以保持很好的稳定性。比如在大型客运站内的中央空调控制系统包含了主要三个控制系统，它们建立的暖通空调控制系统都是在模糊控制运用基础上进行的。与传统PID控制系统相比，这种新型控制管理系统能够使管理变得更加节能，让运行更加的稳定。实际上操作PID控制系统的原理十分简单，如果问题出现了就可以进行快速维修的工作，PID控制系统的应用范围也十分广泛。但是这一个系统的运行并不十分稳定，整体运行的效率也是很低。运用模糊控制的暖通空调管理系统具有的性能比较好，运用的范围也十分广。

（三）神经网络控制的应用

1）风机盘管热水系统。与传统的PID系统相比，神经网络控制系统具有更强的水温控制能力，这就意味着神经网络控制系统能够对控制能源的消耗问题给予准确的预测，这样不仅可以达到节能减排的目的，而且还可以实现对环境的保护。2）在暖通空调控制过程中，应用神经网络控制系统可以实现对系统整体运行状态与周边环境条件进行有效控制，从而实现对整个设备更精准有效的控制，在此技术上对于设备的控制也能够更加科学合理，从而提供良好的节能效果。

（四）流程自动控制的应用

自动化控制系统主要是依附在自动控制技术上，它主要是由传感器，执行机构，调节器和调节机构组成的。在调节参数的过程中，虽然参数会在调节的前后存在明显变化，但是仍然没有办法与实际的参数相一致，这一问题的出现主要是由于偏差的存在，但是自动化控制可以给定数值结合起来进行调解，让新参数值能够达到要求。具体的流程包括：设置传感器时需要在调控对象的附近进行，它的作用主要是占用系统运行的状态，分析发出的信号，如果存在了异常现象，就会利用变送器转变为和调节器相一致的信号，并将其传到调节器。与此同时，对给定设计值进行设置，对两种信号进行对比，如果相差的比较大，调节器这时就可以下达指令，之后执行机构会马上进行调整，进而把两者间的偏差能够控制在规定的范围之间。

四、结语：

自控系统在暖通空调系统中具有较好的应用前景，智能技术在自动控制中的融合能够实现对空调系统更加精准的控制。因此还需要相关技术人员不断进行深入研究，进一步提高暖通空调的使用性能。

参考文献：

[1]刘秋琼，李志生.自动控制在暖通空调系统中的发展与应用[J].建筑节能，2017（7）：104-107.

[2]翟虹杰.探讨自动控制在暖通空調系统中的发展与应用[J].中国科技投资，2017（31）：316.

[3]石绪安.自动控制在暖通空调系统中的发展与应用[J].中国科技投资，2017（28）：337.