中央空調怎樣實現自動控制
中央空調系統是現代建筑的重要組成部分,也是建筑智能化管理系統主要管理內容之一,隨著社會的發(fā)展,人們對生活和工作環(huán)境的要求越來越高,而中央空調系統的廣泛應用,在改善和提高人們工作和居住環(huán)境質量及生活和健康水平上起著至關重要作用。為了使中央空調系統能高效,經濟,安全運行,中央空調多采用自動控制。

一.中央空調的自動控制
1.1中央空調自動控制目的
(1)創(chuàng)造適宜的生活工作環(huán)境??諝庹{節(jié)簡稱空調,它的目的是創(chuàng)造一個舒適的(室內)大氣環(huán)境,使人在該環(huán)境中感到舒適;或者是保證(室內)大氣環(huán)境滿足生產工藝或科學研究,試驗的需要。
(2)節(jié)約能源??照{系統能耗通常占整個建筑能耗的40%左右,因此對空調系統進行節(jié)能控制具有極大的潛力和巨大的經濟效益,一個進行了綜合節(jié)能控制的空調系統節(jié)能效果極其可觀。
(3)保證空調系統安全、可靠運行。通過自動控制系統對空調系統各設備的運行進行檢測,可以及時發(fā)現系統故障,自動關閉相關設備,并報警通知人們進行事故處理。從而保證系統安全,可靠運行。
1.2中央空調系統的控制特點
從控制角度分析,空調系統的被控對象(空調房間),具有干擾因素眾多、運行多工況性、溫、濕度相關性等特點。
(1)干擾因素眾多,影響房間溫濕度的干擾因素很多,例如,室外空氣溫度通過圍護結構對室內空氣溫濕度的影響;通過窗進入室內的太陽輻射,它隨季節(jié)變化,同時受氣象條件影響;通過門、窗、縫隙等侵入室內的室外空氣;引入室內的新風狀態(tài)對房間空氣狀態(tài)的影響;由于室內人員的變動,照明、電氣設備、工藝設備的開停所產生的余熱余濕變化。
(2)運行的多工況性,中央空調系統對空氣的處理過程具有很多的季節(jié)性。一年中,至少要分為冬季、過渡季節(jié)和夏季。同時由于空調運行的多樣性,使運行管理和自動控制設備趨于復雜。
(3)溫、濕度相關性,空氣狀態(tài)的兩個主要參數溫度和濕度,并不是完全獨立的兩個變量。當相對濕度發(fā)生變化時,若通過開啟加濕器或表冷器進行加濕或除濕,則將引起室內溫度波動;而當室內溫度變化時,室內空氣的飽和水蒸氣分子壓力會變化,在絕對含濕量不變的情況下,室內空氣的相對濕度發(fā)生變化(溫度升高,相對濕度減少;溫度降低,相對濕度增加)。這種參數之間相互關聯的性質稱為耦合。顯然,在溫、濕度都有要求的空調系統中,進行自動控制時要特別注意這一特性。
1.3中央空調系統自動控制內容
(1)空氣處理過程控制。依據室內溫濕度實測值與設定值偏差,用比例(P)、比例積分(PI)或比例積分微分(PID)算法控制空調系統,自動調節(jié)加熱、冷卻、加濕、除濕、空調系統風量等調節(jié)裝置,滿足空調要求。
(2)設備間歇運行。通過空調動力設備的間歇運行,來減少設備開啟時間,從而減少能耗。
(3)焓差控制。按新、回風的焓值比較,充分、合理的利用新風能量及回收回風能量,控制新風量,調節(jié)新風閥門、回風閥門和排風閥門的開度。
(4)設定值的再設定控制。根據新風溫度,從新設定給定值,通過在夏季減少室內外溫差,冬季提高室內溫度設定值,來提高人們的舒適性,同時節(jié)約能量消耗。
(5)夜間運行。在下班時間,降低室內空調要求,使設備低負荷運行,節(jié)約能耗。
(6)設備運行監(jiān)視。監(jiān)視空調機組各設備的運行狀態(tài),發(fā)現故障時執(zhí)行應急程序,保護設備并報警。
二.新風空調機組的自動控制
新風空調機組是直接將室外新風工況空氣引入空調機組,經過過濾凈化,溫度調節(jié),濕度調節(jié)等處理,將新鮮空氣送入室內,滿足室內溫濕度及衛(wèi)生要求。新風空調機組對溫濕度控制精度要求相對較低。
2.1新風空調機組運行參數及狀態(tài)監(jiān)控點/位
新風空調機組運行參數及狀態(tài)監(jiān)控點/位(如圖1):(1)送風溫濕度,取自送風風管處溫濕度傳感器;(2)風機運行狀態(tài),取自風機段壓差開關;(3)送風機故障,取自風機電控箱;(4)送風機啟??刂疲ㄟ^風機電控箱。(5)加濕器電磁閥開閉控制;(6)防凍保護,取自防凍開關;(7)電動兩通冷/熱水閥開度調節(jié)控制。(8)初效過濾器壓差報警,取自過濾段空氣壓差開關;(9)新風電動連鎖風閥控制;
2.2新風空調機組連鎖控制
新風空調機組啟動順序:
新風電動風閥開啟 送風機啟動 冷熱水調節(jié)閥開啟 加濕閥開啟
新風空調機組關閉順序:
關加濕閥 關冷熱水調節(jié)閥 關送風機 關新風電動風閥
2.3新風空調機組運行
(1)溫度調節(jié)。新風空調機組的控制通常以出風口溫度值作為被調參數,控制器通過出風口溫度傳感器檢測溫度值與設定溫度值比較的偏差,用PID規(guī)律調節(jié)冷/熱水調節(jié)閥開度以達到控制冷凍(加熱)水量,夏天使房間溫度高于28℃,冬天則低于16℃。
(2)濕度調節(jié)。新風空調機組濕度調節(jié)與空調系統的溫度調節(jié)過程類似,控制器通過出風口濕度傳感器檢測濕度值與設定濕度值比較,自動開閉加濕器,從而保持空調房間相對濕度。
(3) 新風電動風閥控制。新風電動風閥控制主要與空調機組送風機連鎖為主,當空調機組啟動運行時應先打開新風電動風閥,空調機組停止運行時連鎖關閉新風電動風閥,這種控制可以隔絕室外冷空氣,主要對空調機組換熱器可以起到防凍保護作用。
(4)過濾器壓差報警。采用壓差開關測量過濾器兩端壓差,當壓差超過設定值時,壓差開關報警,表明過濾器已經積塵過多,嚴重堵塞,提醒用戶及時清洗更換過濾器。
(5)防凍保護。采用防凍保護器檢測盤管后溫度,當溫度低于5℃時,表明室外溫度過低或換熱器中熱水負荷過小,此時應關閉送風機并同時關閉新風電動風閥,防止換熱器凍裂造成損失。
中央空調通過自動控制不僅可以節(jié)大量省人力資源,更好保護空調機組本身,而且可以為人類提供更加舒適,潔凈的工作生活環(huán)境,因而得到廣泛應用。
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