暖通空调系统的自动控制

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【摘 要】采暖、通风和空气调节系统的自动控制,包括参数检测、参数和动力设备状态显示、自动调节和控制、工况自动转换、设备连锁与自动保护以及监控与管理等.暖通空调系统自动化程度是反映空调技术先进性的一个重要方面.

【关 键 词】暖通空调；系统；自动；控制

实现暖通空调系统调节的自动化,不仅可以提高调节质量、降低冷、热量的消耗、节约能量,同时还可以减轻劳动强度,减少运行人员,提高劳动生产率和技术管理水平.因此,随着自动控制技术和电子技术的发展,暖通空调系统的自动控制必将得到更广泛的应用.

1空调自控系统的基本组成

在空调系统中,为满足生产、操作或使用过程的需要加以调节的各个环节称为调节对象.反映这些调节对象特性的参数称为调节参数或被调量.对调节参数规定的数值,即需要保持恒定或按预先给定规律随时间而变化的数值叫做给定值.

由于种种干扰因素或扰量的存在,被调量的实际值与给定值之间总会产生一定偏差.空调自动控制的任务就是根据调节参数的这种偏差,通过由不同调节环节所组成的自动控制系统来控制各参数的偏差值,使之处于允许的波动范围内.

一般来说,空调自动控制系统应由以下几种主要部件组成：

1.1传感器

传感器用来感受被调参数的变化,并及时发出信号给调节器.如传感器发出的信号与调节器所要求的信号不符时,则需利用变送器将所发信号转换成调节器所要求的标准信号.因此,传感器的输入是被调参数输出是检测信号.常用的传感器有铂电阻温度计和氯化锂湿度计等.也有机电一体化型,即把传感器与变送器组合成一体.

1.2调节器

调节器接受传感器输出的信号并与给定值进行比较,然后将测出的偏差经过放大变为调节器的输出信号,指挥执行机构对调节对象作调节.常用的调节器按被调参数的不同,有温度调节器、湿度调节器、压力调节器等；按调节规律(调节器的输出信号与输入偏差信号之间的关系)不同,有位式调节器、比例积分调节器和比例积分微分调节器等.

1.3执行机构

执行机构接受调节器的输出信号,驱动调节机构.如接触器、电动阀门的电动机、电磁阀的电磁铁、气动薄膜部分等都属于执行机构.

1.4调节机构

调节机构与执行机构紧密相关,有时与执行机构合成一个整体,它随执行机构动作而动作.如调节风量的阀门、冷热媒管路上的阀门、电加热器等.

2室温控制

室温控制是暖通空调自控系统中的一个重要环节.它是用室内干球温度传感器来控制相应的调节机构,使送风温度随扰量的变化而变化.

改变送风温度的方法有：调节加热器的加热量和调节新、回风混合比或一、二次回风比等.调节热媒为热水或蒸汽的空气加热器的加热量来控制室温,主要用于一般工艺性空调系统；而对温度精度要求高的系统,则须采用电加热对室温进行微调.

室温控制方式可以有双位、恒速、比例及比例积分控制方式等几种.应根据室内参数的精度要求以及房间围护结构和扰量的情况,选用合理的室温控制方式.室温控制时,室温传感器的放置位置对控制效果会产生很大影响.室温传感器的放置地点不要受太阳辐射热及其他局部热源的干扰,还要注意墙壁温度的影响,因为墙壁温度较空气温度变化滞后得多,最好自由悬挂,也可以挂在内墙上.

在大量工业与民用建筑中,空调房间无需全年固定定温,故可采用变动室温的控制方法.

它与全年固定室温的情况相比,不仅能使人体适应室内外气温的差别,感到更为舒适,而且可大为减少空调全年运行费用,夏季可节省冷量,冬季可节省热量.为了提高室温控制精度,克服因室外气温、新风量的变化以及冷、热水温度波动等对送风参数产生的影响,也可在送风管上增加一个送风温度传感器T,根据室内空气温度传感器T1和送风温度传感器T2的共同作用,通过调节器调节空气加热器中热媒的流量,从而控制室温波动范围,这种方法称为送风温度补偿控制法.

3室内相对湿度控制

3.1间接控制法

对于室内产湿量一定或者波动不大的情况,只要控制机器露点温度就可以控制室内相对湿度.这种通过控制机器露点温度来控制室内相对湿度的方法称为“间接控制法”.具体作法如下：由机器露点温度控制新风和回风混合阀门.此法用于冬季和过渡季.如果喷水室用循环水喷淋,则可在喷水室挡水板后设置干球温度传感器TL.根据所需露点温度给定值,通过执行机构M比例控制新风、回风和排风联动阀门.这样,随着室外空气参数的变化,可以保持机器露点温度为定值；由机器露点温度控制喷水室喷水温度.

3.2直接控制法(变露点)

对于室内产湿量变化较大或室内相对湿度要求较严格的情况,可以在室内直接设置湿球温度或相对湿度传感器,控制相应的调节机构,直接根据室内相对湿度偏差进行调节,以补偿室内热湿负荷的变化.这种控制方法称为“直接控制法”.它与“间接控制法”相比,调节质量更好,目前在国内外已广泛采用.

4表面冷却(加热)器的控制

在暖通空调系统中,除使用喷水室处理空气外,还常使用表面冷却(加热)器或直接蒸发表面冷却器.表面冷却(加热)器控制可以采用二通或三通调节阀.因干管流量发生变化,将会影响同一水系统中其他盘管机组的正常工作,使用二通调节阀调节水量时(供水温度不变),供水管路上应加装恒压或恒压差的控制装置,以免产生相互干扰现象.控制方法有两种.

4.1进水温度不变,调节进水流量

由室内传感器T通过调节器比例地调节三通阀,改变流人盘管的水流量.在冷(热)负荷变化叭通过盘管的水流量减少(增加)将引起盘管进出口水温差的相应变化.这种控制方法国内外已大量采用.

4.2冷水流量不变,调节进水温度

由室内传感器通过调节器比例地调节三通阀,可改变进水水温,盘管内的水流量保持一定.这种方法调节性能好,但投资有所增加,一般只有在温度控制要求精确时才使用.

5结束语

从集中式空调系统运行工况分析中看出,要使空调房间内的空气参数稳定地维持在允许的波动范围内,必须对机器露点、加热后的空气温度、加湿后的空气湿度、室温或室内相对湿度进行调节.为达到这些调节目的,需要设置由不同调节环节所组成的自动控制系统.