广西省南宁市 530021
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。随着空调的使用率正在逐渐增加，用量若是继续加大，那么其所消耗的电力也会持续增加，这将导致很多城市的供电严重不足。因此，目前我们需要有一套完整的、有效的空调节能系统。
关键词：楼宇空调；自动化系统；控制技术
一、空调自动化系统的控制的基本内容
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。
2、空气湿度调节
不论是舒适的生活与上作环境，还是特殊的生产和科研环境，都对环境中的湿度参数有一定的要求。空气过于潮湿或过于干燥都会使人感到不舒适，而且随着气温的变化，人们对空气湿度的要求也不尽相同。在一些特殊产品的生产车间、特别贵重物品、仪器设备的存放间或使用工作间，对湿度有更为严格的要求。空气调节系统对湿度的调节是建立一个具有特定湿度环境所必需的。
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。
4、空气质量调节
空气中含氧浓度的高低，直接影响人们的生活质量；空气中悬浮污物的含量，直接影响人们的身体健康。空气中含氧浓度下降，使人感到胸闷憋气，长期在这种环境下工作，危害人的健康，可通过新风量的调节保证空气中的含氧量。空调房间中合适的温湿度也利于细菌繁殖、悬浮污物的聚合，聚合后的悬浮污物携带各种细菌进入空调通风系统中，最终被人吸入体内，对人体带来危害，可通过加强对这些悬浮颗粒的过滤以保证空调环境的清洁度。空气含氧量和空气清洁度的调节都属于空气质量调节。
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，为了避免有毒、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。
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。
二、新风机组自动控制的方法
1、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）。
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0 ℃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（Direct Digital Control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。
⑪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。
⑫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、新风机组连锁控制
新风机组启动顺序控制：新风风门开启→送风机启动→冷热水调节阀开启→加湿阀开启。新风机组停机顺序控制：关加湿阀→关冷热水阀→送风机停机→新风阀门全关。
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3、新风机组运行与节能控制
（1）新风机组的温度调节与节能策略
新风机组的控制通常以出风口温度或房间温度为被调参数，全年使用的新风机组常以出风口温度和房间温度共同作为被调参数。DDC控制器按照出风口温度或房间温度传感器测量的温度值与给定值比较的偏差，用PID规律调节冷／热水调节阀开度以达到控制冷冻（加热）水量，夏天使房间温度低于28℃，冬季则高于16℃。
（2）湿度调节
新风机组湿度调节与空调系统的湿度调节过程基本相同，把出风口（房间）湿度传感器测量的湿度信号送入DDC控制器与给定值比较，产生偏差，由DDC按PI规律调节加湿电动阀开度，以保持空调房间的相对湿度。
（3）新风风门的调节
根据新风的温湿度、房间的温湿度及焓值计算以及空气质量的要求，控制新风门的开度，使系统在最佳的新风风量的状态下运行，以便达到节能的目的。
（4）过滤器堵塞保护
采用压差开关测量过滤器两端差压，当差压超限时，压差开关报警，表明过滤网两侧压差过大，过滤网积灰积尘、堵塞严重，需要清理、清洗。
（5）空气质量控制
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CO2、CO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。
三、空调节能系统技术
众所周知，在我国现有的智能建筑当中，采暖、降温等系统所耗费的能量在整幢大楼的能源消耗量中占据了绝大部分，约50%～60%。如，循环水泵、冷冻机组、新风机组、冷却塔、空调机组等等都是耗能的大户，所以开发一种有效的空调系统节能方法是必须的，特别是需要改善现有的空调系统自动化控制。DDC（Directdigital control）即直接数字化控制，是一项构造简单、操作容易的控制设备，它可借由接口转接设备随负荷变化作系统控制，如空调水循环系统、空调箱风量变频自动调节及冷却塔散热风扇的变频操控等，这些措施可以让空调系统得到更有效率的运转，不仅可以为物业管理带来很大的经济效益，而且还可使整个空调系统在较佳的工况下运行，从而延长设备的使用寿命以及达到提供舒适的空调环境和节能的目的。
四、中央空调变频调速控制
重要空调变频调速技术的核心其实就是循环水系统的控制。循环水系统主要由两部分组成：一部分是冷却水循环系统；另一部分是冷冻水循环系统。
中央空调系统的外部热交换主要是由冷冻水和冷却水两个循环系统完成的。需要进行热交换的热量，主要可以通过循环水系统的回水与进（出）水温度之差观察出来。所以，为了控制进行热交换的速度，就需要根据回水与进（出）水温度之差，控制循环水的流动速度来实现，这也是当前较为合理的一种控制方法之一，但是冷冻水和冷却水略有不同，具体的控制如下：
（1）冷冻水循环系统的控制。因为冷冻水的出水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，所以其通常是比较稳定的。这也就是说，房间内的温度，从单是回水温度的高低就可以观察出来。因此，根据回水温度进行简单的控制，就可以很好的控制冷冻泵变频调速系统，因为回水温度高，房间温度也相应增高，所以应该提高冷冻泵的循环速度，以节约能源。
综上所述，对冷冻水循环系统而言，回水温度就是控制的依据，也就是通过变频调速实现回水的恒温控制。当然为了确保最高楼层的压力是足够的，应该在回水管上接一个压力表，这样，当回水压力低于规定值时，电动机的转速将不再下降。一般来说，冷冻水系统变频调速方案主要有两种：
第一种：压差为主、温度为辅的控制。以压差信号为反馈信号，进行恒压差控制。而压差的目标值可以在一定范围内根据回水的温度进行适当调整。当房间温度较低时，使压差的目标值也适当下降一些，减小冷冻泵的平均转速，提高节能效果。这样，既考虑了环境温度的因素，又改善了节能效果。
第二种：温（差）度为主、压差为辅的控制。通过温度或温差信号的反馈，进行恒温控制，根据压差大小对目标信号进行适当的调整。如果发现压差偏高，表明其负荷比较重，此时就需要按照相关的要求适当的提高目标信号，以便增加冷冻泵的平均转速，保证最高楼层有足够的压力。
（2）冷却水循环系统的控制
①控制的基本情况和依据
一般来说，冷却水的进水温度就是冷却水塔内的水温，主要由环境温度和冷却风机的工作情况来决定。因为冷却塔的水温是受环境温度影响，随环境温度变化而变化的，因此，单测水温并无法准确反映冷冻机组内产生热量。也就是说，对冷却泵而言，把进水和回水间的温差作为控制依据，完成进水和回水间的恒温差控制，是比较合理的。假如出现温差较大，那就表示冷冻机组产生的热量大，此时需要提高冷却泵的转速，以便能够增大冷却水的循环速度；假如出现温差较小的现象，则表明冷冻机组产生的热量小，此时可以降低冷却泵的转速，同时减缓冷却水的循环速度，以便能够更好的节约能源。通过广泛的实践证明，采用进水和回水间的温差作为控制依据的控制，冷却泵的变频调速的方案是较为合理的。也就是说，当进水温度低时，就需要着眼于节能效果，对温差的目标进行适当的调控；当进水温度高时，就需要从保证冷却效果出发适当的调低温差的目标。
（2）控制方案
冷却循环系统的控制方法是多种多样的，各种控制方式有不同的控制途径和效果。本文主要是介绍一种冷却泵的控制方案，也就是利用变频器内置的PID调节功能，这种方式可以兼顾节能效果和冷却效果的控制方案。
①反馈信号。我们所说的反馈信号，是指由温差控制器得到的与温差山成正比的电流或电压信号。
②目标信号。目标信号是一个与进水温度“相关的、并且与目标温差成正比的值。其基本考虑是：当进水温度高于32℃时，温差的目标定为3℃；当进水温度低于24℃时，温差的目标值定为5℃；当进水温度在24℃和32℃之间变化时，温差的目标将按照这个曲线自动调速。根据此控制要求，可以设计此冷却水循环系统的控制原理。
五、结束语
综上所述，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：
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[2]李冬辉，楼宇自控系统中节能控制的研究[J]低压电器，2006年。
[3]龙惟定，程大章，智能化大楼的建筑设备[M]北京：中国建筑工业出版社，2007年。
论文作者:黄耀国
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/3
标签：新风论文; 温度论文; 空气论文; 湿度论文; 回水论文; 机组论文; 空调论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;