暖通空调控制系统设计

暖通空调控制系统设计

李云霞

中大信（北京）工程咨询有限公司雄安分公司 河北省保定市 071700

摘要：目前我国科学技术的发展过程中，暖通空调系统应用也在不断的完善与广泛应用，在一些大型的建筑工程中为了提高室内的温度控制与调节，就需要采取合理的自动化控制技术，从而保证暖通空调系统的稳定运行。文章分析了空调自动化技术发展的现状，将自动化技术当做其基本技术，以此为基础对现有状况问题进行分析，并探究其解决方法，希望可以给有关人员带来帮助。

关键词：暖通空调；自动化控制；系统设计

1 自动控制技术的控制原理

1.1 湿度和温度的控制

自动控制技术在暖通空调系统中的应用主要是通过对温度的合理控制，夏季负责制冷，冬季负责制热。其中一种制冷是利用空调的内部时钟控制来设定夏季的温度，然后比较温度传感器采集的回风温度，结合PID，调整制冷盘和模糊控制算法等不同的控制阀，保证回风温度达到规定的要求，从而发挥制冷效果。此外，在湿度控制方面，暖通空调系统可以合理测试回风湿度，然后设置湿度对比分析，在加湿阀的控制下，保证加湿功能的实现。如果室内湿度较高，需要调节冷水阀，以达到除湿的效果。

1.2 风机的合理控制

对于空调风机，我国市场上的主要控制系统是DDC控制器和可通信控制器。但是这种自动控制装置的市场价格较高，风量的自动调节还存在一些问题。

1.3 暖通空调系统的安全控制原则

系统风机启动后，如果气流开关检测到风压，需要及时启动温控程序，提高整个系统的安全性和稳定性。另外，风机启动后，滤网前后也会形成气压。如果过滤器脏了，当风压增加时，它会关闭接触器的干触点，从而产生报警信息。

2 暖通空调自动系统的控制模式

2.1 直流控制模式

DDC控制方式主要结合数字技术。在控制过程中，所需的控制参数可以转化为数字模拟量。控制受控参数的目的可以通过控制数字模拟量来实现。例如，如果室内温度发生变化，此时空调系统可以将温度值变为当前值，与相应的数字模拟量相对应，通过调节空调系统的风扇或阀门，室内温度值会逐渐接近设定值。用这种方法控制，室内温度总能保持适宜，维持供需平衡，进而降低能耗。因此，系统规模可以用来确定设备的控制力，但控制系统的规模需要与被控系统的规模相匹配。如果不匹配，会对系统运行产生一定程度的不利影响。因此，在选择控制系统的过程中，工作人员不应该粗心大意，而应该结合被控制的参数和相关的控制规模，然后进行选择。这样既能保证装置的稳定运行，又能在一定程度上降.

2.2 PID控制的优化

在整个智能建筑暖通空调系统运行过程中，DDC主要基于空气处理器的PID控制原理，因此合理设置PID参数有着非常重要的作用。通过对空调系统使用情况的综合分析，灵活使用PID参数，可以保证空调系统运行的稳定性。当PID系数较高时，整个房间的温度特性会呈现在暖通空调系统中，这在一定程度上会影响DDC控制器的稳定性。当PID系数较低时，温度波动曲线呈现缓慢，设定温度的过程相对较长。因此，有必要根据实际情况调整和设计PID参数，优化PID大型场所的控制系统，以便在负荷变化响应效率低的情况下安装室内温度传感器。

2.3 继电器的控制方法

继电器的控制原理是通过小电流控制大电流的运行，在暖通空调系统中也起着这样的作用。空调系统运行中，如果电流大小不同，流量也会变得不同，但继电器可以很好的控制两者，大电流需要建立在小电流控制的基础上。继电器有很多种，电磁继电器、时间继电器等，可以用来延时和通断流量。

3 暖通空调自动控制系统

3.1 空气状态参数的自动调整

自动恒温恒湿控制是空调控制的重要组成部分。大多数暖通空调自动控制系统的主要参考指标是环境温度和湿度。温湿度自动控制系统的各个组成部分具有与传统工业温度控制系统相同的功能。大多数控制系统使用位置调节器或PID控制器。在某些情况下，使用带有反馈链路的闭环控制或带有主控制器和辅助控制器的串行控制。在两种典型的温度和湿度控制系统中，这两个参数是分开控制的。它们之间的耦合关系被认为是干扰因素，在设计中应予以考虑。借助加热器、加湿器等设备，可以根据设定的参数自动调节暖通空调机组的实际参数(温度、湿度、气压)。其中控制器是一种可以接收模拟或数字信号的装置，也可以用计算机来代替。用计算机直接控制中央空调机组时，可以对温湿度参数进行解耦，达到自适应控制的目的。

3.2 流程自动控制的应用

自动控制系统主要是附属于自动控制技术，它主要由传感器、执行器、调节器和调节机构组成。在调整参数的过程中，虽然调整前后参数会发生显著变化，但没有办法与实际参数保持一致。产生这个问题的主要原因是偏差的存在，但自动控制可以结合给定值进行调整，使新的参数值能够满足要求。具体流程包括:设置传感器时，需要在控制对象附近进行。它的功能是占用系统运行状态，分析发出的信号，如果有异常现象，会用变送器转换成与调节器相同的信号，传送给调节器。同时，设定给定的设计值并比较两个信号。如果相差较大，此时调节器可以发出指令，然后执行器会立即进行调整，然后两者之间的偏差可以控制在规定的范围内。

3.3 暖通空调机组运行自动控制

暖通空调新风机组的温度控制是基于对出口温度检测参数的分析。控制器通过将实际温度与温度传感器检测到的设定值进行比较，得到温度偏差值，并以该偏差值调节PID控制器的输出，从而改变冷/热水阀门的开度，使室内温度保持在设定值。室内温度在季节变化下可以处于舒适的平衡状态。湿度类似于温度控制的过程，湿度设定值是根据温度调节确定的。

3.4 空气状态参数的检测

检测系统由传感器、变送器和中央监控屏组成。传感器是检测环境空气温度和湿度的最重要方式。暖通空调控制系统中常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器和压力传感器。传感器的精度极大地影响着空调系统的控制能力。暖通空调控制系统是一个分布式参数系统。空调控制系统需要监控的参数来自系统的分配区域。每个传感器的位置受气流和负载分布等因素的影响。空调控制系统只能反映传感器所在空间的空气参数的准确性。为了达到良好的控制效果，未来有必要在最佳位置安装传感器。

3.5 暖通空调机组运行参数和状态监测点

暖通空调机组的监测点通常选择如下。首先，它取决于送风箱的温湿度控制开关，由送风箱的温度开关和湿度控制阀控制，送风箱的温度控制开关用于控制风扇的运行。防冻保护控制需要结合实际安装环境来调整监控点。

4 结语

综上所述，随着经济和科技的发展，空调自动化技术将会迅速发展。在生产和设计的同时，承包商或设计师应认真负责空调自动化的研发，并制造出全自动的暖通空调设备来满足人们的需求。虽然我国暖通空调自动化技术仍有很大的改进空间。但是我们应该对暖通空调的自动化进行更深入的研究，完善暖通空调自动化技术的改革，逐步赶上国际水平，这对空调行业的发展非常重要。

参考文献：

[1]刘秋琼，李志生．自动控制在暖通空调系统中的发展与应用[J]．建筑节能，2017(7):104-107．

[2]翟虹杰．探讨自动控制在暖通空调系统中的发展与应用[J]．中国科技投资，2017(31):316．

[3]许定宇.我国暖通空调自动控制系统的现状与发展[J].电子技术与软件工程,2017(13):132.