自动控制在暖通空调系统中的发展与应用论文_陈金玲1,苏晓琳2

自动控制在暖通空调系统中的发展与应用论文_陈金玲1,苏晓琳2

1盛达基业电力集团有限公司;身份证:21012319840305xxxx 110000

2青岛海信日立空调营销股份有限公司;身份证:21122219860102xxxx 110000

摘要:随着综合国力和人民生活水平的提高,制冷空调设备行业近几年发展迎来了高速期,在这个时期人们从最初的以能用为目的,发展到现在要追求经济效益,同时要考虑绿色环保,所以对于制冷和空调设备来说能否做到运行时的节能型、经济性都提出了更高的要求,而这个要求对于这个行业来说就需要走更好的自动控制之路。自动控制系统是未来的方向,但这个方向还需要进一步的去结合科技发展最前沿的技术来实现。下面,本文就相关方面展开论述。

关键词:自动控制,暖通空调系统,节能减排

1自动控制简述

自动控制就是在无人工的状况下,通过自动控制系对设备控制装置进行智能化应用,通过系统信号和指令来实现基础调控和功能目标实现的要求,在运行的过程中会着重对基础数据的设置来进行预设,从而实现包括对工艺参数等各项指标进行自动调控,使设备的运行达到理想的参数值,实现预期设定的效果。从本身的架构上说制冷及空调装置由一个封闭系统的系统所构成,这是因为制冷及空调装置是相对于一个闭环的生态内实现的,在利用自动控制系统后为了实现对设备运行常态的管理,根据各项运用参数来观察设备的各项技术指标要求达成率,通常会比较关注几个点:一是控制好压力的大小,这对于制冷及空调装置来说很重要,许多设备会用到油料,压力过大存在着风险;二是对温度以及湿度的控制,从而达到制冷和空调使用的目的;三是流量负荷的了解和控制,从而为能耗计划做好准备。通过各项参数进行控制,所以在自动控制系统中往往各种仪表需要合理的组合在一起,从而形成一个完善的控制系统。

2国内暖通空调自控系统研究现状

随着现代科技在各行各业中的发展,国内也在不断提高自主研发的比重,相关领域的研究者开始对自动控制系统及理论和应用进行研究,逐渐将自动控制系统与暖通空调系统进行结合,旨在节能减排,提高暖通空调系统的环保性。随着社会各界对于节能减排这一理念的认同,国内大部分空调在进行设计和研究的时候相关标准之一就是做到节能与环保,但是由于受到多方面因素的影响和制约,相关理论体系还不够完善,使得国内的空调节能限度较低,最高只能达到30%。近年来通过不断的研究发现,在空调运行阶段,借助系统来调节变频器,可以降低输出频率的方式来实现对水泵转速的有效控制,进而控制能源消耗,减少电能浪费的情况。这为当前暖通空调系统在节能减排目标上提供了一定的研究方向。国内虽然一部分智能控制理论方面的体系和架构还不够完善,但是已经有了具体的研究方向和研究目标。

3暖通空调自动控制系统的控制方式

3.1对室内温度的自动控制

暖通空调的主要作用之一便是温度调控。在这种自动控制系统中,相关的传感器主要为干球温度传感器,在执行自动控制流程中,会将扰量作为监控对象,在其发生变化时,传感器负责收集信号,最终调节机构会根据数值的变化来调控送风温度。

3.2DDC控制

这种控制方式需要借助多种数字化技术,在正式控制中,控制装置的系数参数处于灵活可调控的状态,如此室内温度发生变化时,空调系统可利用该种方式对参数进行调整控制,使室内温度重新归于适宜,如此电能消耗会减少。控制装置对温度的调节能力与装置最初的设定值呈正相关关系,而后者大小又与系数选择呈正相关关系,所以可通过控制系数大小来提高装置的控制能力,但这会对系统的运行状态产生负面影响。相关系数大小的选择不能随意,要与室内温度变化的实际情况、室内规模要求相适应,这不仅可以保证装置运行的稳定性,还可以最大程度减少能源消耗。

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3.3 PLC控制

PLC控制在自动化控制系统中的应用最为广泛,因为这种方式最可靠,其主要通过控制程序的编制来实现逻辑控制,所以该种装置设备也被称为可编程逻辑控制器。这种装置体积小,可以安装在控制对象附近,以实现对暖通空调系统的实时监控。

4自动控制理论在暖通空调自控系统中的具体应用

4.1神经网络控制暖通空调自控系统的应用

神经网络控制暖通空调系统,其应用领域主要有以下几个方面:首先,在风机盘管热水系统的运行过程中,该控制体系的运用,能够将水温控制在±0.056℃左右,而传统的PID控制系统,只能够将温度的精度控制在±1℃左右。鉴于此,说明神经网络预测控制系统,能够有效减小能源的消耗,达到节能的目的。其次,在运用神经网络控制暖通空调的过程中,其神经网络系统能够将空调使用环境与系统运行状况的情况反馈给控制器,使其能够有效完成对整个设备的有效控制,并在此基础上控制系统更加合理的运行,具有良好的节能效果。

4.2模糊控制暖通空调自控系统的应用

模糊控制的暖通空调系统,主要是通过对房间温度的变化规律进行感知,通过仿真对比,完成整个系统的控制操作。在该系统的控制过程中,其控制器具有良好的运行效果,各项性能在系统实际运行中也比较稳定。以某客运站的中央空调系统为例,该中央空调主要有三个控制系统,都是基于模糊控制的暖通空调控制系统,相对过去几年使用的PID控制系统,该系统的运行更加稳定,且各方面具有更好的节能效果。

4.3基于遗传算法的暖空调自控系统的应用

遗传算法最早出现在上个世纪60年代,是美国的Holland教授提出的,其通过对数学模型的深入研究,最终发现了利用空间搜索功能进行随机搜索的运行系统。在进行空调系统的设计过程中,将遗传算法的相关理论逐渐引入到传统的PID控制系统中,并在试验过程中发现,这种方式比传统的PID控制系统具有更好的使用效果。同时,通过将遗传算法与模糊控制系统相结合,制造了变频空调自动控制系统,进而促进了相关领域的科技发展。

4.4暖通空调自控系统与常见控制方法的结合

事实上,由于暖通空调系统运行过程中会涉及到大量的参数及非线性关系,使得其系统本身的自动化控制比较难以操作。基于此,相关领域的专业人员在不断的研究下,研发出以下几种控制方法:首先,可以将传统的PID控制系统与模糊控制系统相结合,并完成其测试工作。测试后发现,这种方式能够控制的更加精准。其次,可以将传统的PID控制系统与神经网络相结合,从而完成对相关参数的有效控制。

5自动控制在暖通空调系统中的应用前景

综上所述,自控系统在暖通空调系统中的应用前景十分广阔,随着科学技术水平的日益提高,也会大大提升自控系统在暖通空调系统中的应用水平。大量实践结果显示,将智能控制同传统的控制方法相结合,能够进一步提高暖通空调系统的应用水平。因此,有关人员应该将各项技术进行有效结合,以此来提升暖通空调的使用性能,推动有关产业的快速发展,从而能够为我国社会经济的持续稳定发展打下坚实的基础。

6结语

暖通空调系统自动化控制相关技术和设备的发展方兴未艾,相关的控制技术和设备的优势还未得到深度挖掘。要加大对此的研发力度,以使暖通空调的自动化程度更高,使自动化系统的调控功能更加简单有效。

参考文献

[1]翟虹杰.探讨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(31):316.

[2]刘雄川.暖通空调自动控制系统的现状与发展[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016,(05):164-165.

论文作者:陈金玲1,苏晓琳2

论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期

论文发表时间:2019/11/11

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