1、中央空调自动控制的发展趋势论述摘要：本文讲述了中央空调自动控制的控制特点，并以蒸汽冷却空调为例，叙述了中央空调自动控制的发展趋势。 关键词：空调自动控制；蒸发冷却；发展 中图分类号：TB657 文献标识码： A 文章编号： 1. 中央空调的自动控制 1.1 中央空调自动控制目的 （1）创造适宜的生活工作环境。空气调节简称空调，它的目的是创造一个舒适的（室内）大气环境，使人在该环境中感到舒适；或者是保证（室内）大气环境满足生产工艺或科学研究，试验的需要。 （2）节约能源。空调系统能耗通常占整个建筑能耗的 40%左右，因此对空调系统进行节能控制具有极大的潜力和巨大的经济效益，一个进行了综合节能控制
2、的空调系统节能效果极其可观。 （3）保证空调系统安全、可靠运行。通过自动控制系统对空调系统各设备的运行进行检测，可以及时发现系统故障，自动关闭相关设备，并报警通知人们进行事故处理。从而保证系统安全，可靠运行。 1.2 中央空调系统的控制特点 从控制角度分析，空调系统的被控对象（空调房间） ，具有干扰因素众多、运行多工况性、温、湿度相关性等特点。 （1）干扰因素众多，影响房间温湿度的干扰因素很多，例如，室外空气温度通过围护结构对室内空气温湿度的影响；通过窗进入室内的太阳辐射，它随季节变化，同时受气象条件影响；通过门、窗、缝隙等侵入室内的室外空气；引入室内的新风状态对房间空气状态的影响；由于室内人
3、员的变动，照明、电气设备、工艺设备的开停所产生的余热余湿变化。 （2）运行的多工况性，中央空调系统对空气的处理过程具有很多的季节性。一年中，至少要分为冬季、过渡季节和夏季。同时由于空调运行的多样性，使运行管理和自动控制设备趋于复杂。 （3）温、湿度相关性，空气状态的两个主要参数温度和湿度，并不是完全独立的两个变量。当相对湿度发生变化时，若通过开启加湿器或表冷器进行加湿或除湿，则将引起室内温度波动；而当室内温度变化时，室内空气的饱和水蒸气分子压力会变化，在绝对含湿量不变的情况下，室内空气的相对湿度发生变化（温度升高，相对湿度减少；温度降低，相对湿度增加） 。这种参数之间相互关联的性质称为耦合。显
4、然，在温、湿度都有要求的空调系统中，进行自动控制时要特别注意这一特性。 1.3 中央空调系统自动控制内容 （1）空气处理过程控制。依据室内温湿度实测值与设定值偏差，用比例（P） 、比例积分（PI）或比例积分微分（PID）算法控制空调系统，自动调节加热、冷却、加湿、除湿、空调系统风量等调节装置，满足空调要求。 （2）设备间歇运行。通过空调动力设备的间歇运行，来减少设备开启时间，从而减少能耗。 （3）焓差控制。按新、回风的焓值比较，充分、合理的利用新风能量及回收回风能量，控制新风量，调节新风阀门、回风阀门和排风阀门的开度。 （4）设定值的再设定控制。根据新风温度，从新设定给定值，通过在夏季减少室内
5、外温差，冬季提高室内温度设定值，来提高人们的舒适性，同时节约能量消耗。 （5）夜间运行。在下班时间，降低室内空调要求，使设备低负荷运行，节约能耗。 （6）设备运行监视。监视空调机组各设备的运行状态，发现故障时执行应急程序，保护设备并报警。 2. 新风空调机组的自动控制 新风空调机组是直接将室外新风工况空气引入空调机组，经过过滤净化，温度调节，湿度调节等处理，将新鲜空气送入室内，满足室内温湿度及卫生要求。新风空调机组对温湿度控制精度要求相对较低。 2.1 新风空调机组运行参数及状态监控点/位 新风空调机组运行参数及状态监控点/位（如图 1）：（1）送风温湿度，取自送风风管处温湿度传感器；（2）风
6、机运行状态，取自风机段压差开关；（3）送风机故障，取自风机电控箱；（4）送风机启停控制，通过风机电控箱。 （5）加湿器电磁阀开闭控制；（6）防冻保护，取自防冻开关；（7）电动两通冷/热水阀开度调节控制。 （8）初效过滤器压差报警，取自过滤段空气压差开关；（9）新风电动连锁风阀控制； 2.2 新风空调机组连锁控制 新风空调机组启动顺序： 新风电动风阀开启 送风机启动 冷热水调节阀开启 加湿阀开启 新风空调机组关闭顺序： 关加湿阀 关冷热水调节阀 关送风机 关新风电动风阀 2.3 新风空调机组运行 （1）温度调节。新风空调机组的控制通常以出风口温度值作为被调参数，控制器通过出风口温度传感器检测温度
7、值与设定温度值比较的偏差，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，夏天使房间温度高于 28，冬天则低于 16。 （2）湿度调节。新风空调机组湿度调节与空调系统的温度调节过程类似，控制器通过出风口湿度传感器检测湿度值与设定湿度值比较，自动开闭加湿器，从而保持空调房间相对湿度。 (3) 新风电动风阀控制。新风电动风阀控制主要与空调机组送风机连锁为主，当空调机组启动运行时应先打开新风电动风阀，空调机组停止运行时连锁关闭新风电动风阀，这种控制可以隔绝室外冷空气，主要对空调机组换热器可以起到防冻保护作用。 （4）过滤器压差报警。采用压差开关测量过滤器两端压差，当压差超过设定值时
8、，压差开关报警，表明过滤器已经积尘过多，严重堵塞，提醒用户及时清洗更换过滤器。 （5）防冻保护。采用防冻保护器检测盘管后温度，当温度低于 5时，表明室外温度过低或换热器中热水负荷过小，此时应关闭送风机并同时关闭新风电动风阀，防止换热器冻裂造成损失。 3. 以蒸发冷却空调为例讨论中央空调自动控制的发展 蒸发冷却是一种环保高效且经济的冷却方式。水与空气间热湿交换过程时空气将显热传递给水,使空气温度下降,而由于水的蒸发,不但空气的含湿量增加,同时进入空气的水蒸气会带回部分汽化潜热,当这两种热量相等时,水温达到空气的湿球温度。只要空气不是饱和的,利用循环水直接（或通过填料层）喷淋空气就可得到降温的效果
9、。满足条件时可以利用降温后的空气作为送风用以降低室温,这种空气处理方法称为蒸发冷却。具有较低的冷却成本：主要是利用干空气能，降低用电量和城市高峰期对电能的要求；减少温室气体和 CFC 的排放，达到无污染的目的。目前，我国干燥地区使用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却或直接-间接相结合的多级蒸发冷却可以达到空气调节标准，西北新疆等省、市在商场、宾馆、写字楼等民用建筑中广泛应用。当应用于中等湿度地区时，为了适应当地的气候条件，黄翔等人提出了蒸发冷却-机械制冷复合空调系统。这就为蒸发冷却的方式在我国西北更多地区的应用奠定了基础。蒸发冷却空调控制技术随蒸发冷却空调技术的发展而发展，近年来在国内外备受社会的关注
10、。国内西安工程大学黄翔教授领导的蒸发冷却空调研究团队对蒸发冷却空调自动控制做了较多研究。多届研究生多以西门子 PLC为平台解决了集中式蒸发冷却空调的自动控制问题，末端数量多的分室控制稳定性差的问题；研究了蒸发冷却与机械制冷结合的组合式蒸发冷却空调机组在不同季节运行模式下的处理过程；完成了对蒸发冷却组合式空调机组的运行调试和实验数据测试分析；分析了半集中式蒸发冷却-机械制冷复合空调系统在不同季节运行模式下的处理过程，利用西门子PLC 产品控制平台设计空调系统控制系统，且对人机界面和程序进行了优化；另外，设计了单室变风量控制系统，且对组态王动态监控界面进行了设计和调试。 4. 结束语 中央空调通过自动控制不仅可以节大量省人力资源，更好保护空调机组本身，而且可以为人类提供更加舒适，洁净的工作生活环境，因而得到广泛应用。 参考文献 1空调自控设计基础及图例集 中国建筑工业出版社 张祯 周治湖 2楼宇自动化系统原理与应用 电子工业出版社 王再英 韩养社 高虎贤
