中央空调控制技术在壳牌沥青技术实验室装修工程中的应用研究

刘苏飞

摘    要：本文阐述了中央空调控制系统在二次装修工程中控制的特点，空调系统进行改造能够满足二次装修后日常运营的需求，控制系统的选择利用不仅能够减少投资成本并且能够实现较高的节能率，能够高效的利用能源，控制技术是空调系统中极为重要的部分，空调系统使用的舒适性与节能率，控制系统起着至关重要的作用。结合壳牌二次装修工程中央空调新增以及改造实况，详细论述了中央空调控制技术在装修实际工程中的特点、重难点、控制要点等。研究成果可为相关应用与研究提供参考。

关键词：中央空调控制;全新风空调控制;VRV控制系统

1  引言

壳牌沥青技术实验室负责通过把沥青进行乳化试验、热拌试验、改性试验和养护试验，制备不同类型的沥青样品，实验室属于化工实验室入驻位于中瑞镇江生态工业园的一栋五层建筑的一层，建筑面积为1574.7m2。化工实验室带有污染的排放物的排气安装在建筑物的屋顶上，整个实验室采用全新风系统，办公区采用VRV系统。实验室新做全新风系统采用PLC控制系统，办公区VRV改造大楼原有系统，增加VRV集中控制管理系统。

笔者就职于精装修公司，按照新设计平面新增及改造现有空调系统，以满足使用要求，理论联系實际，并结合项目实例，总结出空调控制系统改造新增要点，如何在有限的投资下最大化改造完善空调系统，满足使用要求，希望能为装修工程中，中央空调控制系统提供技术指导。

2  壳牌沥青技术实验室中央空调系统简介

壳牌沥青技术应用中心由乳化沥青操作室，胶结料测试室，沥青混合料操作室，集料实验室四个实验室，清洁间以及辅助用房以及办公区组成。

2.1  实验室AHU全新风系统组成

冷热源（风冷热泵机组），变风量空调机组（AHU机组）、排风热回收，控制系统（PLC控制），见图1、图2。

实验室空调系统：采用全新风空调系统设备由2台风冷水泵主机（HP01与HP02），2台AHU机组（AHU01与AHU02），4台排风机（EF01-EF04）组成。AHU01为乳化沥青操作室，沥青混合料操作室，集料实验室，清洁间与辅助用房提供新风，AHU02为胶结料测试室提供新风，乳化沥青操作室，胶结料测试室利用EF01排风，EF01排风安装热回收装置，以利于节能。沥青混合料操作室利用EF02排风，辅助用房利用EF03排风，集料实验室，清洁间利用EF04排风。

2.2  办公区空调系统组成

开放办公区利旧大楼原有空调设备，在会议室，经理室新增风管式室内机，两间大会议室共用一台全热交换器，办公区，茶水间与接待区共用一台热交换器。增加大金空调集中控制，实现每个独立区域可本地手动控制，亦可远程集中控制，优先于远程控制。

2.3  实验室AHU全新风系统要点

全新风空调新做系统，主机设备均放置于一层绿化带，排风机放置于屋顶及室内系统选择可变送风与可变排风。总排风量等于设备排风量加上房间排风量，设备排风管和房间排风管安装可变风量（VAV）调节阀由PLC实现控制，当实验室设备排风，总排风量不能达到最小排风量要求（房间8次换气次数）时，采用PLC控制变风量阀，增大房间排风量， 当实验室设备排风量超过最小排风量要求（房间8次换气次数）时，采用PLC控制变风量阀，变小房间排风量。新风管安装可变风量（VAV）调节阀采用PLC控制调整风量，空调始终保持总送风风量和总排风在实验室保持负压，形成一定的余风量。PLC监控实验室和走道之间的房间压差，如果房间压差改变，应当改变送风风量和总排风， 变风量空调送风应当控制房间温度，房间压差， 变风量空调送风应当能够满足，当房间制冷/制热负载大于最小风量（0.85×最小排风量）时， PLC控制空调送风变大，满足制冷/制热负荷，并且要求同时能够满足实验室内负压。

2.4  办公区VRV系统要点

（1）根据精装修平面布置，移位，拆除，拆改，新增室内机，匹配原系统，利用多种不同的室内机形式替换原有机型，达到每个区域均有空调使用。（2）除利用原有空调系统，在经理室，会议室等等小房间新增一套新的VRV系统。（3）增加空调集中控制，每套独立系统采用手拉手方式重新布置信号线，电源线。

VRV系统的改造，采用新技术，使VRV空调系统更方便，快捷，节省成本。

3  AHU01/AHU02中央空调控制技术

实验室全新风空调系统，24h运行，系统采用PLC控制。具体控制方式如下。

3.1   AHU01/AHU02季节模式控制

夏季，冬季及过渡季控制模式。当风冷热泵供冷水时为夏季模式，供热水时为冬季模式，热泵停止工作时为过渡季模式。热泵的制冷制热模式转换控制由业主自行手动确认，在触摸屏上进行修改。

3.2  AHU01/AHU02送风压力控制

根据送风总管上的静压传感器测量实时值与送风压力设定值对比控制，当实时值低于设定值时，PLC调节变频器频率升高，使送风压力实时值增大，直到实时值与设定值无限接近;当实时值高于设定值时，PLC调节变频器频率降低，使送风压力实时值减小，最终是送风压力稳定在设定值。

3.3  AHU01/AHU02送风温度控制

（1）夏季模式。热泵机组运行制冷模式，当送风温度低于送风温度设定值（22℃，可改）时，PLC控制电动两通阀开度关小 ，使送风冷量减少，直到送风温度与送风温度设定值无限接近，当送风温度高于送风温度设定值（22℃，可改）时，PLC控制电动两通阀开度加大，使送风冷量加大，直到送风温度与送风温度设定值无限接近。

（2）冬季模式。热泵机组运行制热模式，当送风温度低于送风设定值（26℃，可改）时，PLC控制水管电动两通阀开度加大，水管流量加大，使送风热量增大，直到送风温度与送风温度设定值无限接近，若水管电动两通阀全开仍无法满足时，分段控制电加热功率，电动两通阀配合控制升温，直到送风温度与送风温度设定值无限接近。当送风温度高于送风设定值（26℃，可改）时，若电加热器运行，则PLC先分段减少电加热功率，使送风温度逐渐接近设定值，如果电加热器全关后，送风温度仍然高于设定值，则紧靠电动两通阀开度控制。使送风热量减少，直到送风温度与送风温度设定值无限接近。

（3）过渡季模。熱泵处于停机模式，此时没有冷源或者热源，PLC控制电动两通阀关闭，风机把新风直接送入房间。

3.4  AHU01/AHU02室内温湿度控制

（1）夏季模式/冬季模式。根据室内温度实时值与室内温度设定值（24度，可改）对比控制，夏季/冬季模式，当室内温度实时值高于设定值时，PLC控制增大/减小送风VAV开度，增大/减小冷/热量进入房间，直到室内温度与设定值接近;当室内温度实时值低于设定值（24℃，可改）时，PLC控制减小/增大送风VAV开度（不低于最低换气次数）减少/增加冷/热量进入房间，直到室内温度与设定值接近。

（2）过渡季模式。根据室内温度实时值与室内温度设定值对比，首先对比送风温度与室内温度，当送风温度低于室内温度时，即送风作为冷量作用。当室内温度高于设定值时，PLC控制增大送风VAV开度，加大冷量进入室内，直到室内温度实时值与设定值接近;当室内温度实时值低于设定值时，PLC控制减小送风VAV开度，减少冷量进入室内（不低于最低换气次数），直到室内温度实时值与设定值接近。当送风温度高于室内温度时，即送风作为热量作用。当室内温度实时值高于设定值时，PLC控制减小送风VAV开度（不低于最低换气次数），减少热量进入室内，直到室内温度实时值与设定值接近;当室内温度实时值低于设定值时，PLC控制增大送风VAV开度，增加热量进入室内，直到室内温度实时值与设定值接近。

（3）夏季湿度控制。根据室内湿度实时值与室内湿度设定值对比，当湿度实时值大于室内湿度设定值，采用露点送风，PLC控制电加热开启，再热除湿后提高送风温度，从而达到湿度变小目的，控制室内湿度，当湿度实时值小于室内湿度设定值，PLC控制AHU回水管的电动两通阀开度控制送风温度从而控制室内湿度;当温湿度信号矛盾时，温度优先控制，并开启电加热，避免因除湿造成室内温度过低。

（4）冬季温湿度控制。根据室内湿度实时值与室内湿度设定值对比，PLC调节电加湿器控制室内湿度;根据室内湿度，调节热盘管回水管的电动两通阀开度控制室内温度;当热盘管全开仍，无法保证湿度时，开启电加热进行补充，当温湿度信号矛盾时，温度优先控制，并开启电加热，避免因除湿造成室内温度过低。

（5）排风压力控制。根据排风机总管上的静压传感器测量实时值与排风压力设定值对比控制，当实时值低于设定值时，PLC调节变频器频率升高，使排风实时值增大，直到实时值与设定值无限接近;当实时值高于设定值时，PLC调节变频器频率降低，使排风实时值减小，最终排风压力稳定在设定值允许的上下，室内通风换气控制，PLC控制实验室余风量恒定，并且保证房间送风VAV送风量大于或等于维持最低通风换气要求的风量值。

（6）房间余风量微负压控制。当送风VAV因为温度开大时，此时PLC控制开大排风VAV，保证实验室室内余风量恒定。当开启通风设备时，此时PLC控制关小实验室内房间排风VAV并开大送风VAV，保证余风量恒定，以此保证室内微负压环境稳定。通过室内压差传感器监测实验室与走廊之间的压差余风量稳定所以房间负压稳定。

（7）热回收三通阀控制。热回收系统最大程度回收能量，降低能量损耗。热回收三通阀开启随系统AHU机组联动，AHU开启时，自动打开电动三通阀，AHU机组停机时，关闭电动三通阀。正常情况下三通阀全开，最大程度回收能量。当系统冷量（或热量）满足要求后，且AHU空调机组的电动两通阀都已关闭，且系统内冷量（或者热量）仍过剩时，继续减少电动三通阀开度，降低能量回收。若冷量（或热量）不足时，开大电动三通阀增大热回收能量，若三通阀全开仍不能保证时，继续调节开启AHU机组电动两通阀。直到满足系统要求。

4  VRV新增空调集中控制系统

集中控制系统（如图3、图4），每套独立系统采用手拉手方式重新布置信号线，电源线。

空调集中控制系统可实现功能：（1）可选择制冷、制热、通风、除湿等等模式;（2）温度设定;（3）风速设定;（4）定时开关机;（5）远程开关机;（6）一键开关所有设备;（7）空调运行参数读取;（8）空调运行状态读取;（9）设备故障查询。

5  结论与展望

5.1  结论

触摸屏自动控制与可编程控制器PLC，VRV空调集中控制，简化了空调运行控制系统，除此之外，程序通常还包括以下几点。

（1）程序初始化等等。对数据区所需数据、所需计数器等进行恢复初始设置

（2）故障诊断、检测、显示等。程序相对独立，在基本完成程序设计时添加。

（3）PLC控制实现保护、连锁等。PLC控制程序可根据系统要求设计，实际操作中可逐步完善系统功能，程序以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能。在正常使用之余，可实现保护、连锁功能，PLC集风机压差异常报警，报警为不停机报警，报警时机组正常运行只是把报警记录到触摸屏中，实际操作中，设备AHU01/AHU02送风机故障，EF01/EF02/EF03/EF04排风机故障，循环水泵故障及风冷热泵的故障为停机报警，连锁保护设备不受损坏（即有故障时，切断控制输出指令，并且把报警记录到触摸屏中）

（4）可根据不同使用要求，远程调整，开关空调。

（5）业主可以自行查看空调使用记录，以及报警记录。

5.2  展望

随着科学技术的更新，各种新技术在暖通工程中的应用层出不穷，结合各种常见空调的问题，采取相应的技术措施进行控制，保证各种设备稳定运行，达到空调的使用目的，高效的控制不仅满足人的舒适性的需求，更达到节能的目标。

随着自然环境的日益恶劣，中央空调在人们的生活和生产中起到了越来越重要的作用， 消耗了大量的电力资源，这便使得空调的节能环保更为重要，而控制方式的实现是节能最直接的体现.笔者希望更多的工程人员能够在学习理论知识的同时更加了解空调控制系统，结合工程实际状况，进行全方位的整体考虑，能够更好的实现节约的同时，使空调更好地为人类服务。

参考文献：

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