自控系統(tǒng)在曖通空調(diào)中的應(yīng)用分析

朱志勇 林燕萍

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，尤其是在工業(yè)自動(dòng)化和信息化技術(shù)的發(fā)展對智能建筑有著重要的影響，這也促進(jìn)了我國暖通空調(diào)自控水平的提升。筆者通過對暖通空調(diào)自動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)的分析，提出自動(dòng)系統(tǒng)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用措施。

【關(guān)鍵詞】自控系統(tǒng)；暖通空調(diào)；應(yīng)用

1.暖通空調(diào)自控系統(tǒng)的特征

1.1干擾較多

空調(diào)系統(tǒng)的干擾分為外部干擾與內(nèi)部干擾兩方面，外部干擾主要是在送風(fēng)以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱過程中所產(chǎn)生的干擾；內(nèi)部干擾指的是室內(nèi)電器、照明設(shè)備所產(chǎn)生的熱量對室內(nèi)溫度的影響。

1.2調(diào)節(jié)對象特點(diǎn)

空調(diào)自控系統(tǒng)的主要任務(wù)就是對室內(nèi)溫度與濕度的維持，空調(diào)系統(tǒng)對于控制效果有著決定性的作用。因此，空調(diào)對象的特點(diǎn)是自動(dòng)系統(tǒng)作用發(fā)揮的關(guān)鍵因素。同時(shí)調(diào)節(jié)器的特性參數(shù)包含放大系數(shù)以及時(shí)間常數(shù)和純滯后時(shí)間三方面的內(nèi)容。

1.3溫濕度之間的相關(guān)特點(diǎn)與空調(diào)系統(tǒng)的整體控制特點(diǎn)

空調(diào)系統(tǒng)主要是控制室內(nèi)的溫度與濕度，這兩個(gè)參數(shù)經(jīng)常是在調(diào)節(jié)對象當(dāng)中同時(shí)進(jìn)行的被調(diào)量，并且兩個(gè)參數(shù)之間存在互相依存互相影響的關(guān)系。例如當(dāng)室內(nèi)溫度變高時(shí)，在含濕量不變情況下，相對濕度就會(huì)被調(diào)降，所以在自控系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)當(dāng)考慮到溫濕度的相關(guān)特點(diǎn)。

空調(diào)自控系統(tǒng)是以控制室內(nèi)溫濕度為主要目的運(yùn)行的，通過工況和空氣的處理，使得每個(gè)部分都能與整體的控制系統(tǒng)進(jìn)行緊密的相連，這也就是說一旦任何一部分發(fā)生問題，都會(huì)對室內(nèi)的溫濕度調(diào)節(jié)有著直接的影響，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.4工況轉(zhuǎn)換控制

空調(diào)系統(tǒng)是按照工況來運(yùn)行的。所以，自控系應(yīng)當(dāng)包含工況的自動(dòng)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。例如夏季工況在表冷器中的運(yùn)作，對冷水量進(jìn)行控制，以此來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；而在冬季則需要轉(zhuǎn)換到加熱器的運(yùn)作，對熱媒進(jìn)行控制，以此來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，這也是工況最基本的轉(zhuǎn)換方式。除此之外，還存在從節(jié)能的角度上對工況的轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制，全年運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)通過運(yùn)用工況轉(zhuǎn)換的處理手段能夠達(dá)到很好地節(jié)能作用。為了減少空氣處理當(dāng)中的冷熱抵消現(xiàn)象的發(fā)生，就要對新、回風(fēng)以及空氣處理設(shè)備潛力進(jìn)行充分的運(yùn)用，除了要考慮自動(dòng)調(diào)節(jié)對溫濕度的調(diào)節(jié)之外，還要考慮與工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制的配合。

2.空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型

2.1根據(jù)被調(diào)參數(shù)的不同，可以分為溫度濕度以及壓力和液位等調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

2.2根據(jù)被調(diào)參數(shù)的給定值的不同，可以分為定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，例如溫濕度自控系統(tǒng)、程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，給定值同時(shí)是按照某種確定程度所變化的；隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 被調(diào)參數(shù)的給定值是某一未知變量的函數(shù)。

2.3根據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的動(dòng)作和時(shí)間上的關(guān)系，可以分為連續(xù)和斷續(xù)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

2.4根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)和復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)

3.自控系統(tǒng)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用

3.1簡單控制系統(tǒng)

伴隨著當(dāng)今信息化技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，為了能夠更好的滿足暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)節(jié)能作用和對運(yùn)行的優(yōu)化，空調(diào)系統(tǒng)對自動(dòng)控制的要求也越來越高。但是當(dāng)前空調(diào)中的控制系統(tǒng)多數(shù)還是以簡單控制系統(tǒng)為主，占了七成左右的比重。除此之外，對簡單系統(tǒng)的掌握也是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用復(fù)雜控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。調(diào)節(jié)變量作為被控對象的輸入信號，而被控變量則是被控對象的輸出信號，所以被控對象只能夠擁有一個(gè)調(diào)節(jié)變量和被控變量，對其他被控變量的影響因素都被稱為干擾。同時(shí)，調(diào)節(jié)變量是輸入變量當(dāng)中對被控變量作用做大的。在控制系統(tǒng)當(dāng)中，起到改變參數(shù)且具有高度靈活性的是調(diào)節(jié)器，運(yùn)用調(diào)節(jié)器可以改變控制系統(tǒng)整體的動(dòng)態(tài)性，以此來實(shí)現(xiàn)控制的作用。

3.2復(fù)雜控制系統(tǒng)

3.2.1新風(fēng)補(bǔ)償調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在室內(nèi)溫度適宜的情況下，當(dāng)新風(fēng)溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)自動(dòng)的改變室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)器的給定值，以此來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度適宜和節(jié)能的效果，這樣的系統(tǒng)實(shí)際上是屬于隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。冬季，當(dāng)外界溫度下降時(shí)，為了能夠補(bǔ)償建筑物冷輻射對室內(nèi)人員影響，隨著室外溫度的不斷降低，就能夠合理的降低室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)給定值；反之在夏季，隨著外界溫度的不斷上升，就會(huì)提升調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)器的給定值，從而消除內(nèi)外溫差產(chǎn)生的冷熱沖擊。

3.2.2前饋控制系統(tǒng)

前饋控制系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)針對被測干擾所進(jìn)行的一種控制，前饋控制系統(tǒng)抗干擾的能力要高于反饋調(diào)節(jié)。實(shí)際上，前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)并不能完全的補(bǔ)償多種干擾對被調(diào)參數(shù)的影響，往往只能夠?qū)χ饕蓴_進(jìn)行調(diào)節(jié)。在空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)中，通常是將前饋與反饋控制系統(tǒng)結(jié)合運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制。

3.2.3串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)

串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)常用與空調(diào)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)當(dāng)中，把主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的外部給定值。串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由內(nèi)外兩個(gè)環(huán)節(jié)所組成的，副環(huán)節(jié)被調(diào)參數(shù)通常受干擾比較大，純滯后比較小，反應(yīng)靈敏的參數(shù)通常都是運(yùn)用比例積分調(diào)節(jié)器或者是比例調(diào)節(jié)器，副環(huán)的調(diào)節(jié)對象的時(shí)間常數(shù)要比主環(huán)調(diào)節(jié)對象的時(shí)間常數(shù)小很多，并且調(diào)節(jié)的效果也比較好。串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)對于調(diào)節(jié)對象的純滯后影響比較大，時(shí)間常數(shù)也比較大。

熱濕干擾影響嚴(yán)重的空調(diào)系統(tǒng)是很適宜的。例如，運(yùn)用蒸汽或者是熱水加熱器以及表冷器的恒溫空調(diào)系統(tǒng)。把送風(fēng)干擾作為住干擾融入到副環(huán)節(jié)的送風(fēng)溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)當(dāng)中。主環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)對象的干擾則是通過主調(diào)節(jié)器對副調(diào)節(jié)器的給定值的改變，來實(shí)現(xiàn)送風(fēng)溫度對室內(nèi)溫度的調(diào)整，從而降低室內(nèi)溫度的變化，提升調(diào)節(jié)的水平。對運(yùn)用淋水室的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)室內(nèi)相對濕度調(diào)節(jié)的過程中，也可以運(yùn)用串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并且要以室內(nèi)相對濕度的調(diào)節(jié)為主環(huán)節(jié)，露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)為副環(huán)節(jié)，以此來實(shí)現(xiàn)有效的控制。。

3.2.4DDC控制系統(tǒng)

在DDC控制系統(tǒng)當(dāng)中軟件功能能夠充分的運(yùn)用DDC控制系統(tǒng)來對設(shè)備進(jìn)行控制，從而創(chuàng)造溫度適宜的室內(nèi)環(huán)境，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能的作用。DDC控制系統(tǒng)當(dāng)中的軟件設(shè)置對空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作以及設(shè)備的投資回籠都有著直接性的影響。DDC控制系統(tǒng)的軟件主要包括操作與應(yīng)用兩種軟件。操作軟件主要是用來對DDC控制系統(tǒng)進(jìn)行基本操作的，當(dāng)前很多自控設(shè)備生產(chǎn)廠家都有著設(shè)置比較完備的操作軟件系統(tǒng)；而應(yīng)用軟件則是用來對各種專業(yè)設(shè)備進(jìn)行控制的軟件。4.結(jié)束語

當(dāng)前隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，對于能源的消耗日益加劇，這也就使得能源已經(jīng)逐步匱乏。暖通空調(diào)系統(tǒng)作為能源消耗的大戶，運(yùn)用有效的自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅可以創(chuàng)造溫度適宜的室內(nèi)環(huán)境，而且還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能的作用。所以，這也就要求技術(shù)人員不但要充分的了解設(shè)備的原理和工藝技術(shù)，還要積極地學(xué)習(xí)自控系統(tǒng)的相關(guān)理論和技術(shù)。

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