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暖通空调系统的自动化控制探析

2022-04-02陈平

中国房地产业·下旬 2022年2期
关键词:系统控制暖通空调

陈平

【摘要】暖通空调属于内部环境调节的重要应用设备类型,为确保其能够符合现代社会应用需求,应当针对其自动化控制方式进行分析,明确主要设计策略,以确保人力资源需求能够显著降低,并提高暖通空调的应用可靠性。本文以笔者20 年生产技术管理经验为基础,结合机电一体化工作内容,对暖通空调系统的自动化控制进行深入研究,以供相关行业或人员参考。

【关键词】暖通空调;系统控制;自动化策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.073

引言:

自动化控制对于暖通空调系统具有重要影响意义,笔者在日本电产芝浦(浙江)有限公司生产技术部从业20 年,获得了大量理论知识与专业技能经验。通过结合相关内容,对自动化控制方式进行分析,能够明确需要采取的设计方式,可以为暖通空调系统的高效率运作夯实基础条件。

1、暖通空调自动化控制意义简析

暖通空调属于一种较为复杂的应用系统,其包括直接部署模块与间接部署模块。这两种模块本身由多样化的网络系统所组成,能够为封闭环境条件提供调节温度的基础功能。

在实际应用阶段,该网络具有较为显著的运行特征。例如,暖通空调自动化网络内部用户不具有独立特性,在需要进行供冷的情況下,其需要进入集中供冷模式,以达到降低封闭环境温度的目标。因此,可以认为系统本身具有较为突出的连接性特征,耦合效率高且整合能力较强。其次,暖通空调系统在封闭建筑内具有一定程度的冷气提供惯性,在内部传递冷气的过程中,其输送与传递处理往往延迟较高,因此表现在整体层面即为惯性特征。在这种情况下,暖通空调自动化控制具有强烈的冷气滞后表现,需要给予应有重视[1]。第三,在暖通空调系统网络供冷过程中,其系统内外压力条件存在较为显著的差距,因此供冷处理会出现时变性特征,与压力差距不断变化有关。最后,暖通空调网络的散冷装置不存在线性表现,因此其自动化控制系统也需要迎合相关需求,避免出现过于强烈的线性操控特征。通过合理应用自动化控制方案,能够使暖通空调获得多种运行优势。例如,其能够显著降低系统运行阶段的实际能源消耗量,进而提高整体环保效果,有利于满足社会对于可持续发展的需求。同时,暖通空调采用自动化控制技术,可以使系统与环境始终保持较为优秀的相性,能够避免出现严重的应用问题,具有稳定持续的支持表现[2]。除此之外,通过整合自动化控制技术方案,可以使暖通空调在实际运行过程中维持环境条件的舒适性,能够为智能化理念的落实提供重要基础。因此,需要重视暖通空调系统对于自动化控制技术的需求,确保其能够得到科学部署,进一步强化暖通空调的实际应用效果,为迎接未来社会应用挑战提供可靠支持。

2、暖通空调系统常见自动化控制类型分析

2.1 DDC

在暖通空调系统进行自动化控制改造的过程中,其存在多种基础应用类型。为确保实际控制效果达到理想标准,应当结合环境条件需求,选择恰当的自动化控制方案,以确保系统运行能够维持长期稳定状态。DDC 控制属于较为常用的自动化方案之一,其整合了多种数字应用技术,能够使装置基础参数处于灵活调整状态。在封闭环境温度条件出现转变时,DDC 控制系统可以根据内部模式对参数进行低延迟调整,有效调节温度级别,继而达到降低能源消耗、提高工作效率的目标。控制系统的环境温度调节效果与装置实际设置信息存在密切关联,通过对参数进行科学调整,能够增强DDC控制可靠性,降低出现错误的实际概率。在部署应用阶段,DDC 需要重视室内温度变化趋势与尺度要求,确保调节效果能够达到最佳标准,避免导致功耗上升。

2.2继电器

继电器属于自动化控制较为经典的应用方式之一,其主要利用电流操作运行状态,可以为暖通空调提供稳定可靠的支持。在系统运行阶段,各种电流本身存在大小与流量差异。通过采用继电器装置,可以轻松实现控制目标,同时对于工作条件的需求较为宽松,能够降低成本需求。在控制阶段,较小的电流应当与大电流控制相分离,并科学选择继电器控制类型,包括时间、中间等,以确保后续延迟、流量切换处理能够得到充分重视,最大限度发挥自动化功能优势[3]。

2.3 PLC

PLC控制在各种自动化系统中均有应用,其建立在经典顺序控制体系基础上,可以根据实际运行需求进行改造,进而实现多种处理功能,包括继电器、计时、远程反馈控制等。同时,PLC方案的通用性较为优秀,基础可靠性强,编程所需投入较低,因此可以在暖通空调自动化领域得到充分应用。除此之外,PLC可以通过体积较小的模块进行布置,因此能够在暖通空调各类控制设备上进行应用,进而实现全面、实时监测目标,有利于降低出现问题的可能性。

2.4模糊控制

暖通空调在自动化控制应用阶段,存在多种技术分支体系。例如,模糊控制属于常见分支之一,其能够对封闭环境条件下的温度级别进行模糊性感知,并完成预测处理。通过与内在数据库的人体温度感知相对比,能够自动发出对应调整方案,使暖通空调可以达到理想运行目标。在控制过程中,模糊操作需要依靠相关操作模块进行处理,其稳定程度较强,可以在多个控制条件下进行应用。与传统PID控制方式相对比,模糊自动化控制能够提供更为良好的节能表现效果,但基础维修可靠性较低,一旦出现故障可能需要采取针对性措施,才能够排除负面问题[4]。同时,与PID方式相对比,模糊控制自动化技术的应用范围较窄,其需要被控对象模型信息才能够维持正常运作,对环境的实际适应效果较差,无法实现温度感知的提前探测。除此之外,模糊控制自动化技术需要针对相关参数进行提前规划,以确保操作流程能够正常开展,最大限度降低出现不良问题的可能性。

2.5神经网络

在暖通空调自动化控制方案中,神经网络属于较为实用的方案之一。其能够针对多个系统进行全面操控,同时保证基础精确性,最大限度提高系统对于环境的适应能力。常规情况下,神经网络自动化控制包括风机盘管热水、周边条件监控等多个基础模块。其与经典PID系统结构相对比,能够针对水温进行高精确控制,最大限度降低对能源供应的需求,实现节能减排目标,保护暖通空调内在设备。除此之外,其还可以针对周边环境信息进行全面收集与整合,并根据神经网络预测方案,调整暖通空调的运行方式,进而实现理想工作目标,有效提高运行效率与质量。因此,需要重视神经网络技术方案的应用,确保其能够在多种环境条件下进行部署,充分发挥基础优势。

2.6遗传算法

遗传算法属于新型研究方向之一,其在暖通空调自动化系统中具有重要应用意义。通过结合相关数学模型,暖通空调可以建立空间搜索方案,同时利用遗传算法实现自动化运行目标。在空调系统的正常运行阶段,遗传算法可以利用PID管理方式,展开精确、低延迟的控制处理。与经典PID方案相对比,遗传算法无需对环境的详细分析,同时还可以与模糊控制措施相结合,最大限度提高变频控制效果,增强自动化控制的可靠性[5]。因此,需要重视遗传算法自动化方案的应用,确保其能够得到科学部署,进一步强化暖通空调的运行可靠性。

3、暖通空调系统自动化控制方式研究

3.1流程控制

为确保暖通空调系统能夠实现理想自动化控制目标,应当针对其应用方式进行探索,以确保控制质量达到最佳标准,降低后续运行阶段出现不良问题的概率。流程自动控制属于暖通空调系统较为关键的部分之一,其需要在传统控制方式基础上,利用微电子、计算机技术搭建全新的控制模块,代替经典继电器、计时、逻辑处理等组织,实现自动化控制目标。与传统方案相对比,流程自动控制能够实现简单的部署效果,同时稳定性良好,能够抵抗一定程度的干扰,可以经过适当编程后进行设计,以确保自动化级别能够得到显著提升。在应用过程中,其需要将相关程序进行调试检验,确认能够满足应用需求后,便可以导入暖通空调自动化系统存储器内部。通过输入信号等方式控制对应元件,并设置输入、输出端子模块,使自动化流程能够有效完成相关任务,执行暖通空调正常活动。通常情况下,此类控制系统包括传感模块、调节模块、执行模块等,在应用过程中,其需要针对暖通空调的基础参数进行设置,并保证参数前后具有良好的一致性。自动化控制可以通过定值方式进行设置,使后续应用能够满足环境温度调节的需求。在部署过程中,应当保证传感模块能够位于控制区域范围内,通过检测运行情况并分析相关数据等方式,提供流程自动控制的执行结果。若控制阶段内出现异常问题,则自动化系统需要利用调节模块对信号进行转换,通过比较预先设定数据,分析是否存在严重差异。若存在较大差异,则调节模块会发送执行质量,使其完成自动调节,进而控制基础运行偏差[6]。在实际部署阶段,流程自动控制能够与控制核心、客户端设备进行结合,并对照存储器内部存在的优先级设定。按照优先级设定执行命令后,即可实现闭环自动化控制目标,有利于降低系统波动级别,实现高精确暖通效果。

3.2室温控制

室温自动控制属于系统内较为关键的组成部分,在实际应用过程中,温度调节本质上属于暖通空调的核心功能,因此其需要部署自动化控制技术,以实现有效处理,避免出现负面问题。此类自动化控制系统应当合理利用传感元件,对温度信息情况进行收集。在组织结构内,温度传感信息属于监控目标之一。在发生扰动的情况下,自动化控制系统能够明确当前温度状态存在改变,进而发送相关控制指令。在接收控制指令后,系统基础调节模块能够按照设定标准数据,改变送风活动的实际温度级别,最终达到改变环境情况的目标。在应用阶段,若环境温度处于升高趋势下,则暖通空调的加热能力会接收增加质量,进而使空气供给内部的回风混合比得到自动调节,有效改善系统实际加热能力。通过应用热水与热蒸汽,可以使内部温度得到改善,充分发挥暖通空调作用。在自动化控制技术应用阶段,辅助加热方案属于较为关键的影响因素之一,其能够大幅改善加热效果,避免消耗过多应用能源[7]。在原有自动化控制系统条件基础上,应当选择可靠的温控应用措施,以确保系统能够正常执行暖通任务,降低出现不良问题的可能性。实践操作阶段,可以采用流量调节、分时段处理等方式进行操作。流量调节主要针对暖通空调的内在风力或水泵状态进行调整,通过结合自动化控制技术,可以在维持节能需求的前提下,有效提高暖通空调运行质量,能够降低浪费问题出现概率。分时段处理则属于温度调节的重要自动化方案之一,其可以借助计时器与专家调整逻辑,实现科学修改暖通参数的目标,能够有效降低能耗级别,并提高处理效果。因此,需要重视室温自动控制的基础需求,并落实相关控制方案,以确保整体执行标准得到充分贯彻。

3.3 冷却器控制

表面冷却装置本身属于暖通空调的关键组成部分,在实际应用过程中,为确保自动化技术实施效果能够达到最佳标准,应当重视其调节处理,通过优化改造等方式,使暖通空调可以实现自动温度控制与净化调节目标。自动化表面冷却模块属于加热温度装置,在自动调整阶段,系统可以借助调节阀设备,对整体流量进行深入调节,以实现理想控制目标。

最为常用的调节阀类型为二通,通过将其部署在暖通空调核心管道,可以实现相互作用目标,并为自动化控制提供基础条件。在此类模块部署阶段,应当针对自动化系统进行优化,以确保相关组件扰动级别能够得到有效控制,避免对暖通空调运行造成不必要的影响。通过对实际负荷数据进行计算,能够使自动化处理设备根据外在环境条件情况,对冷却模块展开操作,使实际运行指标能够处于设计范围内,避免控制精确性受到不必要的影响。除此之外,还应当对通风形式进行优化,根据表面冷却装置的应用需求改造。通过迎合功能合理性,并最大限度平衡投入级别,可以有效提高冷却器部署效果,能够为暖通空调的自动化设置提供重要支持,实现理想运行目标,提高工作效率,为后续进一步智能化发展夯实基础条件。

4、暖通空调自动化控制未来发展趋势探索

4.1 暖通空调自动化控制逻辑需求发展趋势

暖通空调的自动化控制技术属于未来关键发展趋势之一,为尽可能改进自动化执行效果,应当结合需求状态,对自控系统进行深入改造,以确保其能够得到充分平衡,避免消耗过多资源。在平衡过程中,需要将满足工艺需求与舒适性需求作为核心原则,确保自动化技术能够维持在低功耗状态,避免影响暖通空调的节能减排效果。同时,还应当整合多样化发展的自动应用技术,使暖通空调规范性得到提升。传统自动化技术为暖通空调任务执行提供了多种途径,但其对于适应性与可靠性的提升仍然存在支持有限的问题。因此,未来自动化控制发展将会进一步结合相关需求,注重优化系统实际运行逻辑,并部署科学的保障措施,以确保执行存在的问题能够得到充分解决,尽可能提高暖通空调的自动化执行效果。因此,需要重视自控系统的未来发展趋势,以确保相关技术需求得到满足,提高暖通空调的运行效率,为迎接未来工作挑战夯实基础条件。

4.2 暖通空调自动化控制分工协同处理发展趋势

自动化控制技术在暖通空调系统内进行应用时,其需要注重专业分工与协同处理发展趋势。未来暖通空调系统将会向大规模通用性、管理性方向发展,针对小规模系统的应用特征将会逐渐淡出主流环境,包括针对性、灵活性等[8]。因此,暖通空调自动化控制系统也应当注重相关发展趋势,积极研发相关应用技术,使专业化分工协同需求能够得到充分满足。

在这一过程中,必须重视控制设备与系统化平台的处理。未来属于智能化、远程化时代,若暖通空调控制系统无法满足相关需求,便容易导致不良问题出现,不利于专业化分工与系统理念的落实。因此,需要重视相关发展趋势,确保暖通空调自动化系统能够得到科学改进,实现理想部署目标,为应对未来社会的挑战提供坚实基础。除此之外,自动化控制系统还可以采用大小系统相互结合的方式,使基础针对性与灵活性得到提升,为大系统管理与职能优化工作提供重要支持,确保暖通空调功能可以得到充分重视。

结论:

综上所述,结合笔者实际工作经验对暖通空调自动化控制进行分析,能够明确其基础实施类型,同时也可以了解执行阶段的技术细节,对于未来部署相关方案具有重要参考意义,能够提高暖通空调的运行质量与效率,实现降低功耗的绿色化目标,为应对未来市场需求夯实基础条件。

参考文献:

[1] 韩明. 暖通空调防排烟系统设计中易忽视重点问题[J].居业,2020(6):2.

[2] 喜赵. 暖通空调自动控制系统应用研究[J]. 建筑工程与管理,2020,2(3):3.

[3] 周卫华. 我国暖通空调自动控制系统的研究现状[J].写真地理,2020(1):1.

[4] 陳清龙. 暖通空调自控设计中配合问题分析[J]. 环球市场,2020,5(4):6.

[5] 廖滟, 陈昭文, 魏峥, 等. 变风量空调系统全过程调适技术: 联合运行调适方法[J]. 暖通空调,2021,2(1):5.

[6] 卜云婷, 魏一, 邢国华, 等. 高等级生物安全实验室的自动控制方法[J]. 暖通空调,2020,50(1):6.

[7] 王利霞, 康冰. 暖通空调系统对建筑内环境的影响[J].山东农业大学学报: 自然科学版,2021,4(5):3.

[8] 赵天怡, 周颖, 张吉礼. 空调冷水系统压差重设定自适应调整算法试验研究[J]. 暖通空调,2021,5(2):1.

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