自动控制技术在中央空调系统中的应用

2021-08-09吕贵瑜丁垚

电子技术与软件工程 2021年11期

吕贵瑜丁垚

（兰州生物质品研究所有限责任公司甘肃省兰州市 730046）

目前，我国很多房屋建筑都融入了中央空调的设计，为此，中央空调应大力提升科技手段，来满足消费者的需求，很多中央空调在建设时融入了自动控制技术，来提升中央空调的使用价值[1]。将自动化控制技术融入到中央空调的设计中，不仅提升了中央空调的品质，同时也为中央空调的持续发展做好铺垫。因此，要着重提升自动控制技术水平，更好的服务于中央空调的设计，使中央空调能够更广泛地运用在房屋设计中。中央空调的运行流程如图1 所示。

1 简述自动控制技术

1.1 自动控制技术原理

当下，随着科技发展进步，自动化技术逐步成熟，很多行业在建设时都使用了自动化技术，不仅可以提升项目的品质，同时也加快了行业的进步，自动化技术已经被广泛应用在很多方面了[2]。自动控制技术是一种能够通过软件自动调节，对系统起到一定控制效果的技术，这项技术是通过设定一套相应的程序，使得系统可以按照预期程序自动进行，不需要人员一步一步地操作就可以实现。想要很好的应用自动控制技术，首先要对自动控制系统进行严格的分析，掌握控制系统的程序，同时也要将被控制的对象进行分析，方便程序正常运转。

1.2 自动控制技术的控制原理

实现自动控制技术是在一套控制系统上融入自动化的体系，使得系统能够自主完成程序。在中央空调系统中融入自主控制技术，有利于中央空调根据温度、湿度等情况自主调节，在中央空调系统中实现自动化技术的原理如图2 所示。

1.2.1 控制空气湿度和温度

将自动控制技术应用在中央空调系统中，其监测的主要参数便是空气中的湿度和温度，但空气中的湿度和温度发生变化时，中央空调应做出合理的调整。另外，要在中央空调内部设置温度传感器，来对屋内的温度进行实时感应，同时也可以设置时间范围来合理设定冬季和夏季的温度。同时，在冬季或夏季中央空调制冷或制热的方式有一定区别，需要对自动控制系统进行提前设定。另外，可以在中央空调系统中加装回湿温度测试系统，通过对室内的湿度进行监控，来对室内湿度进行及时调节[3]。如果室内的湿度较低，则需要开启加湿装置。

1.2.2 加强对中央空调系统的安全控制

在设计中央空调系统时，要注意对房间内的空气压强进行监控，保障中央空调系统的安全控制在可控范围内。在中央空调开始运行后，也要对空调的风机进行实时监控，同时要在风机的过滤系统处增加报警装置，一旦出现故障，及时发出警报。

2 自动控制技术应用

图1：中央空调运行流程

2.1 自动控制技术应用的优势

（1）合理利用资源。在房屋建筑设计中融入中央空调系统，不仅可以增加房屋建筑的使用功能，同时也可以实现资源合理配置。在设计中央空调是可以融入计算机技术，通过计算机技术来实现空调系统的自动控制体系，这样做会大大降低工作人员的工作量，减轻工作人员的工作负荷，同时也能保障空调系统数据的准确性，使得中央空调更加安全[4]。另外，在设计中央空调时使用了先进的检测器装置，将现代科学技术融入到自动控制体系中，帮助中央空调更好地完成自动控制系统。

（2）具有自动监测分析体系在设计中央空调是加设了监测分析技术。另外操作人员在设置中央空调系统时，要对中央空调的监测装置进行检查，避免因中央空调的监测装置出现故障而影响整体效果。中央空调的每一步自动控制系统都和计算机有密切的联系，因此在出现故障时可以通过计算机对其进行分析，找出症状所在，及时处理。

（3）具有完备的数据库。中央空调的计算机系统设置了完善的数据储存功能，将监测到的实时数据进行储存分析，通过对这些数据进行分析，来监控中央空调的运行是否正常。一旦空调系统出现故障会发出警报，从而自动停止空调运行。同时，数据库也会对空调的自动监控技术进行分析，在不完善的方面进行改进。通过对中央空调运行数据的监控，及时对中央空调的运行进行调整，以保障空调系统的自动控制功能顺利运行。数据处理如图3 所示。

2.2 自动控制技术存在的问题

一些工作人员对中央空调的自动控制技术，了解不够透彻。在设计中央空调的制冷和制热时，并没有完善的设计机制，对于冬季和夏季的空调运行，自动化技术尚不成熟。同时中央空调对能源消耗比较大，要考虑如何降低中央空调的耗能，因此要加强对中央空调的自动控制技术进行提升，优化自动控制体系，来保障中央空调能够降低耗能，同时完善制冷和制热机制。

在设计中央空调系统时缺乏沟通。将中央空调和自动控制技术进行结合是一项重要的创新项目，在设计过程中涉及的环节众多，需要各个部门协调沟通。只有保障中央空调和自动控制技术在融合的过程中，设计人员之间进行有效沟通，共同解决两种技术的交融点，将容易出现问题的地方好好磨合，只有这样才能使自动控制技术在中央空调系统中更好的应用，从而保证中央空调更好的发挥作用。

图2：中央空调系统控制原理图

图3：数据处理过程

图4：数据分析流程

3 中央空调系统中的自动控制技术的具体应用

3.1 合理控制空调的制冷和制热功能

在中央空调系统的众多组成成分中，主机系统是非常重要的。主机系统对中央空调的自动控制有很大影响，它可以通过控制空调的冷凝器和蒸发器，来控制空调的制冷和制热功能。中央空调可以通过对系统的热泵和冷泵进行管理，根据实际温度调整，空调的制冷制热系数，同时在出现故障时发出警报，实现空调运转一体化。如果空调的主机在使用时出现了问题，则会通过计算机向管理人员发出警报，同时提供数据参考，供维修人员及时维修。

3.2 测量空调机组和新风系统的参数

由于空调使用过程中处于密闭的房间内，因此空调有必要对屋内空气进行净化，所以在中央空调的系统设置中增加了新风系统。新风系统在运行时，根据空调内的温度和传感器装置提供的数据，设置相应的新风供给参数，根据屋内湿度、温度的变化，而调整新风供给的频率，以保障屋内空气清新。同时中央空调系统也会根据室内的温度、湿度变化提供合理的风速和风量，通过程序提前对空调的调节能力进行设定，使中央空调在耗能低的情况下，依然能够正常工作。数据分析流程如图4。

3.3 对中央空调系统风机盘管的监控

在中央空调系统中对于冷暖设备的使用主要是空调机组、新风机组与风机盘管。这其中风机盘管在当前的市场中主要由DDC 控制器与具备通讯能力的控制器两种类型，其中的DDC 控制器与系统主机的通讯功能，实现对冷机、冷水的良好控制，在目前的市场中这种形式的价格比较高。另外的具备通讯能力的盘管控制器需要在使用的过程中，建议根据水系统的连接情况实施合理的分组处理，并且对每组支路的入口进行流量计、水温传感器以及水压变送器的安装。当前的中央空调系统自动化控制技术应用中，DDC 控制器技术的应用较为广泛，在此背景下系统制冷效果与风量调试存在自动化控制调节不理想的问题。针对这一现象一般会采用“基准风口法”，利用手动调节的方法对风量进行合理的调整分析。

3.4 运用自动控制技术控制空调风量

3.4.1 自动控制技术在变风量中的应用

将自动控制技术应用在中央空调系统中，则会对中央空调的变风量产生较大影响。当室内温度突然降低时，则可能会造成中央空调的制热负担急速上升，影响了空调的正常运转，造成送风量突然增大。但是这样会保证空调送风的温度保持稳定，使得室内的温度和湿度保持在人体适宜的范围内。因此为了控制空调的顺风温度，所以要对空调的变风量进行调控，使空调通过增加送风量而达到温度稳定的效果。根据室内的温度湿度情况，自动控制技术可以操控空调的制热和制冷装置。因此，为了保证送风温度，通过自动控制技术来调节送风量，是非常明智的选择。

3.4.2 自动控制技术在定风量中的应用

除了对中央空调的变风量进行控制，同时也要对中央空调的定风量进行管控。想要保证中央空调的进风量稳定，就要对中央空调的风机进行管控，使空调的风机保持稳定负荷。同时，通过对室内温度进行监控，对中央空调的送风温度也要进行及时调整，要加强对风机温度的监控，保证中央空调的送风温度在合理范围。目前，大部分中央空调不仅具有制冷、制热的功能，同时还兼备除湿、加湿的功能。