暖通空調系統的自動控制

【摘 要】采暖、通風和空氣調節系統的自動控制,包括參數檢測、參數和動力設備狀態顯示、自動調節和控制、工況自動轉換、設備連鎖與自動保護以及中央監控與管理等.暖通空調系統自動化程度是反映空調技術先進性的一個重要方面.

【關 鍵 詞】暖通空調；系統；自動；控制

實現暖通空調系統調節的自動化,不僅可以提高調節質量、降低冷、熱量的消耗、節約能量,同時還可以減輕勞動強度,減少運行人員,提高勞動生產率和技術管理水平.因此,隨著自動控制技術和電子技術的發展,暖通空調系統的自動控制必將得到更廣泛的應用.

1空調自控系統的基本組成

在空調系統中,為滿足生產、操作或使用過程的需要加以調節的各個環節稱為調節對象.反映這些調節對象特性的參數稱為調節參數或被調量.對調節參數規定的數值,即需要保持恒定或按預先給定規律隨時間而變化的數值叫做給定值.

由于種種干擾因素或擾量的存在,被調量的實際值與給定值之間總會產生一定偏差.空調自動控制的任務就是根據調節參數的這種偏差,通過由不同調節環節所組成的自動控制系統來控制各參數的偏差值,使之處于允許的波動范圍內.

一般來說,空調自動控制系統應由以下幾種主要部件組成：

1.1傳感器

傳感器用來感受被調參數的變化,并及時發出信號給調節器.如傳感器發出的信號與調節器所要求的信號不符時,則需利用變送器將所發信號轉換成調節器所要求的標準信號.因此,傳感器的輸入是被調參數輸出是檢測信號.常用的傳感器有鉑電阻溫度計和氯化鋰濕度計等.也有機電一體化型,即把傳感器與變送器組合成一體.

1.2調節器

調節器接受傳感器輸出的信號并與給定值進行比較,然后將測出的偏差經過放大變為調節器的輸出信號,指揮執行機構對調節對象作調節.常用的調節器按被調參數的不同,有溫度調節器、濕度調節器、壓力調節器等；按調節規律(調節器的輸出信號與輸入偏差信號之間的關系)不同,有位式調節器、比例積分調節器和比例積分微分調節器等.

1.3執行機構

執行機構接受調節器的輸出信號,驅動調節機構.如接觸器、電動閥門的電動機、電磁閥的電磁鐵、氣動薄膜部分等都屬于執行機構.

1.4調節機構

調節機構與執行機構緊密相關,有時與執行機構合成一個整體,它隨執行機構動作而動作.如調節風量的閥門、冷熱媒管路上的閥門、電加熱器等.

2室溫控制

室溫控制是暖通空調自控系統中的一個重要環節.它是用室內干球溫度傳感器來控制相應的調節機構,使送風溫度隨擾量的變化而變化.

改變送風溫度的方法有：調節加熱器的加熱量和調節新、回風混合比或一、二次回風比等.調節熱媒為熱水或蒸汽的空氣加熱器的加熱量來控制室溫,主要用于一般工藝性空調系統；而對溫度精度要求高的系統,則須采用電加熱對室溫進行微調.

室溫控制方式可以有雙位、恒速、比例及比例積分控制方式等幾種.應根據室內參數的精度要求以及房間圍護結構和擾量的情況,選用合理的室溫控制方式.室溫控制時,室溫傳感器的放置位置對控制效果會產生很大影響.室溫傳感器的放置地點不要受太陽輻射熱及其他局部熱源的干擾,還要注意墻壁溫度的影響,因為墻壁溫度較空氣溫度變化滯后得多,最好自由懸掛,也可以掛在內墻上.

在大量工業與民用建筑中,空調房間無需全年固定定溫,故可采用變動室溫的控制方法.

它與全年固定室溫的情況相比,不僅能使人體適應室內外氣溫的差別,感到更為舒適,而且可大為減少空調全年運行費用,夏季可節省冷量,冬季可節省熱量.為了提高室溫控制精度,克服因室外氣溫、新風量的變化以及冷、熱水溫度波動等對送風參數產生的影響,也可在送風管上增加一個送風溫度傳感器T,根據室內空氣溫度傳感器T1和送風溫度傳感器T2的共同作用,通過調節器調節空氣加熱器中熱媒的流量,從而控制室溫波動范圍,這種方法稱為送風溫度補償控制法.

3室內相對濕度控制

3.1間接控制法

對于室內產濕量一定或者波動不大的情況,只要控制機器露點溫度就可以控制室內相對濕度.這種通過控制機器露點溫度來控制室內相對濕度的方法稱為“間接控制法”.具體作法如下：由機器露點溫度控制新風和回風混合閥門.此法用于冬季和過渡季.如果噴水室用循環水噴淋,則可在噴水室擋水板后設置干球溫度傳感器TL.根據所需露點溫度給定值,通過執行機構M比例控制新風、回風和排風聯動閥門.這樣,隨著室外空氣參數的變化,可以保持機器露點溫度為定值；由機器露點溫度控制噴水室噴水溫度.

3.2直接控制法(變露點)

對于室內產濕量變化較大或室內相對濕度要求較嚴格的情況,可以在室內直接設置濕球溫度或相對濕度傳感器,控制相應的調節機構,直接根據室內相對濕度偏差進行調節,以補償室內熱濕負荷的變化.這種控制方法稱為“直接控制法”.它與“間接控制法”相比,調節質量更好,目前在國內外已廣泛采用.

4表面冷卻(加熱)器的控制

在暖通空調系統中,除使用噴水室處理空氣外,還常使用表面冷卻(加熱)器或直接蒸發表面冷卻器.表面冷卻(加熱)器控制可以采用二通或三通調節閥.因干管流量發生變化,將會影響同一水系統中其他盤管機組的正常工作,使用二通調節閥調節水量時(供水溫度不變),供水管路上應加裝恒壓或恒壓差的控制裝置,以免產生相互干擾現象.控制方法有兩種.

4.1進水溫度不變,調節進水流量

由室內傳感器T通過調節器比例地調節三通閥,改變流人盤管的水流量.在冷(熱)負荷變化叭通過盤管的水流量減少(增加)將引起盤管進出口水溫差的相應變化.這種控制方法國內外已大量采用.

4.2冷水流量不變,調節進水溫度

由室內傳感器通過調節器比例地調節三通閥,可改變進水水溫,盤管內的水流量保持一定.這種方法調節性能好,但投資有所增加,一般只有在溫度控制要求精確時才使用.

5結束語

從集中式空調系統運行工況分析中看出,要使空調房間內的空氣參數穩定地維持在允許的波動范圍內,必須對機器露點、加熱后的空氣溫度、加濕后的空氣濕度、室溫或室內相對濕度進行調節.