中央空调自动控制系统

中央空调自动控制系统

中央空调自动控制的内容与被控参数

中央空调系统由空气加热、冷却、加湿、去湿、空气净化、风量调节设备以及空调用冷、热源等设备组成。这些设备的容量是设计容量，但在日常运行中的实际负荷在大部分时间里是部分负荷，不会达到设计容量。所以，为了舒适和节能，必须对上述设备进行实时控制，使其实际输出量与实际负荷想适应。目前，对其容量控制已实现不同程度的自动化，其内容也日渐丰富。被控参数主要有空气的温度、湿度、压力(压差)以及空气清新度、气流方向等，在冷热源方面主要是冷、热水温度，蒸汽压力。有时还需要测量、控制供回水干管的压力差，测量供回水温度以及回水流量等。在对这些参数进行控制的同时，还要对主要参数进行指示、记录、打印，并监测各机电设备的运行状态及事故状态、报警。中央空调设备主要具有以下自控系统：风机盘管控制系统、新风机组控制系统、空调机组控制系统、冷冻站控制系统、热交换站控制系统以及有关给排水控制系统等。

中央空调自动控制的功能

（1）创造舒适宜人的生活与工作环境

对室内的温度、相对湿度、清新度等加以自动控制，保持控制的最佳品质。

具有防噪音措施（采用低噪音机器设备）。

可以在建筑物自动化系统中开放背景轻音乐等。通过中央空调自动控制系统，能够使人们生活、工作在这话总环境中，心情舒畅，从而能大大提高工作效率。而对工艺性空调而言，可提供生产工艺所需的空气的温度、湿度、洁净度的条件，从而保证产品的质量。

（2）节约能源

在建筑物的电器设备中，中央空调的能耗是最大的，因此需要对这类电器设备进行节能控制。中央空调采用自动控制系统后，能够大大节约能源。

（3）创造了安全可靠的生产条件

自动监测与安全系统，使中央空调系统能够正常工作，在发现故障时能及时报警并进行事故处理。

中央空调自动控制系统的基本组成

室温的自动控制系统。它是由恒温室、热水加热器、传感器、调节器、执行器机构和（调节阀）调节机构组成。其中恒温室和热水加热器组成调节对象（简称对象），所谓调节对象是指被调参数按照给定的规律变化的房间、设备、器械、容器等。室温自动调节系统也可以用方块图来表示。室温就是室内要求的温度参数，在自动调节系统中称为被调参数（或被调量），用0表示。室外温度的变化，室内热源的变化，加热器送风温度的变化，以及热水温度的变化等，都会使室内温度发生变化，从而室内温度的实际值与给定值之间产生

偏差。这些引起室内温度偏差的外界因素，在调节系统中称为干扰（或称为扰动），用f表示。在该系统中，导致室温变化的另一个因素是加热器内热水流量的变化，这一变化往往是热水温度或热水流量的变化引起的，热水流量的变化时由于控制系统的执行机构——调节阀的开度变化所引起的，是自动调节系统用于补偿干扰的作用使被调量保持在给定值上的调节参数，或称调节量q。调节量q和干扰量f对对象的作用是相反的。

中央空调系统控制中存在的问题

被控对象的特点

空调系统中的控制对象多属热工对象，从控制角度分析，具有以下特点：

（1）多干扰性

例如，通过窗户进来的太阳辐射热是时间的函数，受气象条件的影响；室外空气温度通过维护结构对室温产生影响；通过门窗建筑缝隙侵入的室外空气对室温产生影响；为了换气（或保持室内一定正压）所采用的新风，其温度变化对室温有直接影响。此外，电加热器（空气加热器）电源电压的波动以及热水加热器热水压力、温度、蒸汽压力的波动等，都将影响室温。

如此多的干扰，使空调负荷在较大范围内变化，而它们进入系统的位置、形式、幅值大小和频繁程度等，均随建筑的构

造（建筑热工性能）、用途的不同而异，更与空调技术本身有关。在设计空调系统时应考虑到尽量减少干扰或采取抗干扰措施。因此，可以说空调工程是建立在建筑热工、空调技术和自控技术上的一种综合工程技术。

（2）多工况性

空调技术中对空气的处理过程具有很强的季节性。一年中至少要分为冬季、过渡季和夏季。今年来，由于集散型系统在空调系统中的应用，为多工况的空调应用创造了良好的条件。由于空调运行制度的多样化，使运行管理和自动控制设备趋于复杂。因此，要求操作人员必须严格按照包括节能技术措施在内的设计要求进行操作和维护，不得随意改变运行程序和拆改系统中的设备。

（3）温、湿度相关性

描述空气状态的两个主要参数为温度和湿度，它们并不是完全独立的两个变量。当相对湿度发生变化时会引起加湿（或减湿）动作，其结果将引起室温波动；而室温变化时，使室内空气中水蒸汽的饱和压力变化，在绝对含湿度不变的情况下，就直接改变了相对湿度（温度增高相对湿度减少，温度降低相对湿度增加）。这话总相对关联着的参数称为相关参数。显然，在对温、湿度都有要求的空调系统中，组成自控系统时应充分注意这一特性。

控制中存在的主要问题

目前中央空调系统主要采用的控制方式是PID控制，即采用测温元件（温感器）+PID温度调节器+电动二同调节阀的PID 调节方式。夏季调节表冷水器冷水管上的电动调节阀，冬季调节加热器热水管上的电动调节阀，由调节阀的开度大小实现冷（热）水量的调节，达到温度控制的目的。为方便管理，简化控制过程，把温度传感器设于空调机组的总回风管道中，由于回风温度与室温有所差别，其回风控制的温度设定值，在夏季应比要求的室温高（0.5~1.0）℃。在冬季应比要求的室温低（0.5~1.0）℃。PID调节的实质就是根据输入的偏差值，按比例积分、微分的函数关系进行运算，将其运算结果用于控制输出。现场监控站监测空调机组的工作状态对象有：过滤器阻塞（压力差），过滤器阻塞时报警，以了解过滤器是否需要更换；调节冷热水阀的开度。以达到调节室内温度的目的；送风与回风机启/停；调节新风、回风与排风的开度，改变新风、回风比例，在保证卫生度要求下降低能耗，以节约运行费用；监测回风机和送风机两侧的压差，以便得知风机的工作状态；检测新风、回风与送风的温度、湿度，由于回风能近似反映被调对象的平均水平，故以回风温度为控制参数。根据设定的空调机组工作参数与上述监测的状态数据，现场控制站控制送、回风机的启/停，新风与回风的比例调节，盘管冷、热水的流量，