空调自动化系统的控制技术研究论文_彭俊辉

空调自动化系统的控制技术研究论文_彭俊辉

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摘要:随着人们生活水平的不断提高,对生活、工作环境的空气温度、湿度、洁净度和风速都有一定的要求,空气调节就是为了满足这些要求出现的,此外,由于空调设备长期运行,耗能巨大,对其进行实时的自动监控,也是整个系统优化管理、节约人力、降低能量的需要。因此,本文主要分析空调系统的控制的基础内容,并以新风机组自动控制为例子,探讨如何进行自动化控制。

关键词:空调;自动化系统;控制技术

在人民生活提高和社会生产要求增加的背景下,学习、工作和生活对空气质量要求越来越高,合理地应用空调系统,可以有效控制和调整温度、湿度、速度,是建筑室内空气调节的主体。如果空调系统出现维护不利、参数设计失误等问题,会出现空调系统能耗过大,空气调节质量不高等现象。为了确保空调系统的功能,实现空调系统自动化和经济化的运行,应该在体系和技术的层面上做好空调系统的控制,创建新时期的空调自动化系统,以自动化和智能化的高效运行来实现空调自动化系统的节能、功能和安全目标。

1 空调自动化系统的控制的基本内容

1.1空气温度控制

按照人类生理要求和生活习惯,根据生产工艺的要求,空气调节系统的控制就是建立一个满足要求的温度环境。空气温度的控制是空调系统最主要、最基本的功能。

1.2 空气湿度控制

室内的空气过干活过湿都会让人感觉到不适,进而会影响生活、学习,在工业生产和科研活动中也需要对空气湿度的严格要求,从两个方面来讲,新时期的生产和生活都离不开对湿度的控制。空调自动化系统可以有效调整室内的湿度,以特定的湿度范围来满足生产与生活的独特需要。

1.3空气气流速度调节

人生活在以低流速流动的空气环境中,比在静止的空气环境中会感到舒适。而处于变流速的空气环境中比恒流速更舒服。监控气流时,通常选距地面 1.2 m的空气流速作为监测标准。空调制冷时,水平风速以 0.3 m/s 为宜;空调制热时,水平风速以 0.5 m/s 为合适,过高或过低的流速也会给人带来不适。

1.4 空气质量控制

在室内,空气中存在各类悬浮物,大量的人员活动会造成含氧量不足,二氧化碳含量过高,这样的空气质量会影响人体的主观感受,同时也会影响人体的健康。空调自动化系统可以通过触媒杀菌、悬浮物聚合、新风传送等方式,提高空气的清洁度与含氧量,在提高室内空气质量的同时,给人一个清新、健康的室内空气空间。

1.5空气压力调节

在一些特别的空调空间,如有超洁净度要求的电子、光学、化学、制药等特 殊的生产工艺环境,通过控制使超洁净环境中的空气相对于外部环境的空气维持一定的正压,就避免了外部空气的进入,有利于保证空调空间的洁净度;也有一些空调空间可能有负压要求,如在有毒、有害气体的空调环境中,为避免有毒、有害气体泄漏至内部环境,可使该空调空间的气压相对于其他空间的气压保持一定的负压,以保证有害气体不向外泄漏造成环境的污染和损害 。

1.6空气的特殊控制工艺

对于一些和生产工艺密切相关的空调系统,除了对空调系统的参数如温度、湿度、压力等有要求以外,还可能要求具备一些特殊的定时、逻辑控制功能。如在某生物培养问,除要求温度、湿度的总体要求和各个房 间维持相对压差外,还要定期进行通风清洁、通风消毒的逻辑程序控制工艺。这些特殊的控制要求和空调空 间的生产工艺密切相关 。空气调节设备有新风机组 、空气处理机组、风机盘管、变风量系统(VAV)、送风崩风系统等类型,下面在各类设备中,将选择有代表性的新 风机组 自动控制设备作为例子,进行具体的分析与探讨。

2新风机组自动控制的方法

2.1新风机组运行参数与状态监控点/位及常用传感器

新风机组运行参数与状态监控点位及常用传感器新风温度测量:取自安装在新风 口上的温度传感器,采用风管空气温度传感器。新风湿度测量:取自安装在新风口上的湿度传感器,采用风管空气湿度传感器(在BAS系统中,不是每个新风口都安装新风温/湿度传感器,只需要在有代表性的少数新风入口或室外适当的检测点安装,测量值可供整个BAS系统共用)。

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(1)过滤网两侧差压监测:取自安装过滤网上的压差开关输出,采用压差开关监测过滤网两侧压差。

(2)送风温度测量:取自安装在送风管上的温度传感器,采用风管空气温度传感器。

(3)送风湿度测量:取自安装在送风管上的湿度传感器,采用风管空气湿度传感器 。

(4)防冻开关状态监测:取自安装在送风管靠近表冷器出风侧的防冻开关输出,只在冬天气温低于O℃时使用 。

(5)送风机运行状态监测 :送风机配 电柜接触器辅助触点 ,也可用监测点在风机前后的差压开关监测 。

(6)送风机故障监测:送风机配电柜热机电继电器辅助触点。

(7)送风机开关控制:从DDC(DirectDigitalControl直接数字控制,通常称为DDC控制器)数字输出 口(DO)输出到送风机配 电箱接触器控制回路。

(8)新风口风门开度控制:从DDC控制器数字输出口(DO)输出到新风口风门驱动器控制输入点。

(9)冷/热水阀门开度调节:从DDC模拟输出口(AO)输出到冷热水二通 调节阀阀门驱动器控制输入口。

(10)加湿阀门开度调节:从DDC模拟输出口(AO)输出到加湿二通调节 阀阀门驱动器控制输入口。空气质量检测:取自安装在空调 区域的空气质量传感器,常选用二氧化碳(CO2)传感器。送风风速检测:取自送风管上的风速传感器,采用风管式风速传感器。

2.2 空调自动化系统的连锁控制

空调自动化系统是一个复杂的系统,其功能具有丰富性,其结构具有多样性,如果单纯就某一些功能设计控制体系,无疑将会增加空调自动化系统的结构与负担,使空调自动化系统运行出现既不经济也不安全的实际问题。新一代的控制观念讲究系统和功能的整合,空调自动化系统应该推行连锁控制,应用新型的系统整合和功能同化,使相关和相近的功能统合在一起,以连锁控制的方式提高空调自动化系统的效率,进而做到对空调自动化系统功能的不断挖掘。

2.3 空调自动化系统的节能控制

在空调自动化系统温度调节中,为了提高系统的控制性能,可以把新风温度作为扰动信号加入调节系统中,可采用前馈补偿的方式消除新风温度变化对输出的影响。在空调自动化系统湿度调节中可以设计规律调节加湿电动阀开度,以保持空调房间的相对湿度,以达到对节能的效果。

要避免空调自动化系统过滤器堵塞问题,同时要做好空调自动化系统的防冻保护,应用压差开关测量过滤器两端差压,确定需要清理、清洗的强度和方式,这有利于控制空调自动化系统的能源输出,空调自动化系统风门应有良好的气密性和良好的保温性,阻止与室外冷空气的传热。在空调自动化系统的空气质量控制中也应该做好节能控制,为保证空调房间的空气质量,应选用空气质量传感器,当房间中二氧化碳、一氧化碳浓度升高时,传感器输出信号到 DDC,经计算,输出控制信号,控制新风风门开度以增加新风量。从空调自动化系统的开启和关闭环节做到节能控制,空调自动化系统可以采用定时启/停与远程开/关操作,控制系统能够依据预定的运行时间表,实现新风机组的按时启/停;应有对设备进行远程开/关操作的功能,也就是在控制中心能实现对空调机组现场设备的远程控制。在具体的工程中,系统配置都是不一样的,并不是每个新风机组都配置新风温湿度传感器或防冻开关:在洁净度要求较高的场合,新风机可能要配多级过滤网等。

3结语

空气调节系统的任务就是当室内外的空气参数(温度、湿度等)发生变化时 ,要求保持空调空间内空气参数不变或不超出给定的变化范围。通常采取对空气进行加热或冷却达到温度调节的目的,通过加湿和除湿达到湿度调节的目的,通过过滤和调节新风量来达到空气质量调节的目的,为人们的生活、工作、学习提供更优质的环境。

参考文献:

[1]黄良伟.中央空调自动化系统的节能技术分析及应用[J].住宅与房地产,2018(06):142-143.

[2]蔡毅.空调自动化系统集成方法[J].民营科技,2017(10):102.

[3]岳威.建筑自动化系统空调节能优化控制策略分析[J].科技资讯,2017,15(16):32+34.

论文作者:彭俊辉

论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期

论文发表时间:2018/8/6

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