中央空调系统的自动控制设计和节能思路探讨

蒋华 陈学平

摘要：本文首先阐述了中央空调系统的自动控制设计思路，然后从冷热源系统、空调能量输送部分、空调新风机系统这三部分提出了中央空调系统的自动控制设计与节能思路，最后提出了中央空调系统的节能策略。希望对中央空调技术的研究人员提供帮助，促进自动控制与节能技术的继续提升。

关键词：中央空调系统；自动控制；节能思路

引言：

随着时代的发展，人们对自身工作环境的要求越来越高，在这样的程度下，中央空调系统得以被广泛的利用，该系统的自动控制设计不仅可为人类提供一个优越的室内环境，还有一定的节能功效，利于降低能耗，下面就来研究一下中央空调系统中自动控制的设计与节能技术。

1.中央空调系统的自动控制设计思路

现阶段，我国中央空调的自控系统一般使用模块化的集散控制方式，在设计时主要要设计出中央控制器、末端设备与现场控制器等多种装置，这些装置联合作用才能实现自动控制。其中中央控制器主要起到统一控制的作用，其既能接收、监测设备的参数，还能实现远程设定与控制。其设计思路主要有以下几点，第一，操作站的软件通常可以为Microsoft Windows，其中的运行程序要有兼容性。第二，为了实现实时监控的功能，要安装可视化的监控软件，还要使用开放性的数据库。第三，在设计系统时要注重系统的构成，要带有警报信号功能。第四，设计应该遵循危险分散的原则，降低故障的波及程度[1]。例如，当中央控控制器出现问题时，要降低其他设备受影响的程度。第五，在设计时要考虑到冷热源系统的自启问题，要科学测量水管路等设备的参数，实现能量调节，从而达成绿色节能的目的。

2.中央空调系统的自动控制设计与节能思路

从节能环节来考虑，通常中央空调的机电设备是用于冷热源与输送系统上，所以在设计这两个部分时要格外注意节能问题。

2.1冷热源系统

中央空调的热冷源中的单元控制器非常重要，其可以对进出口水流温度进行调节，为了使其达到自动启停与调节的目的，在设计时还需安装水管与流量传感器等辅助设备，以对主机进行监控。具体控制设计的思路是，空调的冷水机组工作时，应该实现由主机控制水温的功能。当水温符合设置值时，空调主机就会停机休息，当空调的冷负荷较低时，主机无需立即启动，可以向其他系统发出指令，暂停电动蝶阀，从而实现节能的效果。如果主机故障，风机与水泵也应该停止工作，除非在超低温停机时，二者可以进行保护性的运转。其节能设计是，可以通过优化空调冷冻机的系统性能，根据地域气候与季节设置室内的温度值，从而实现中央空调的自动调节。

2.1.1夏季冷水系统

对夏季冷水系统的自控应该进行如下的设计，第一，要设置现象智能操作台，使其发出指令，对风机及冷冻器等进行有序的调控。第二，夏季冷水系统要实现对冷水机组和塔风机的监控，要根据水温等情况对运行时间以及数量进行控制。第三，可以对室内需要的冷负荷进行计算，具体要先确定出冷冻水的流量与供回水温差这两个数据，然后再进行计算，最后对冷水机组传递信号，进行对应的自动调节，最大程度的降低能耗。第四，夏季冷水系统要与中控室操作台达成配合，在季节过渡期间，冷水系统要对负荷进行限定，尽量减少开、停机次数，也要实现冬夏季节的自动切换。第五，冷水系统还要调取到重要空调的运行参数，并将其传送到智能操作台上，具体要调取的信息有空调水流量、膨胀水箱液位等相关信息。在传送到操作台以后，操作台再对启动的台数进行控制，并统计工作时间。

2.1.2冬季热水循环系统

要实现中央空调的自动控制，还要设计出冬季的热水循环系统，在这方面的设计需要做到以下几点。第一，要考虑到热水锅炉的流量与压力问题，通过科学的计算方式得出单耗的数据信息，第二，该系统还要能够调节热交换器的阀门，实现热交蒸汽和切换与联动控制。第三，在其与智能操作台配合过程中，也要向操作台提供关于热水机组运行情况与热负荷量等相关信息，并且及时接收操作台的信号，自动按照预定设置机组。为了达成以上的这些自动控制工作，工作人员可以对监控点进行控制，通过计算机数据模拟量与数字量，进行中央空调系统的自动控制。

2.2空调能量输送部分

中央空调除了冷水系统之外，其能量输送也是非常重要的。在这部分内容中，也需要进行自控与节能的设计。空调是有冷却塔、冷却水泵和管道提供出冷却水实现制冷的，所以要保证冷凝器组有充分的冷却水进入和通过，才能达到制冷的目的。这需要自动控制冷却中心和水路电动阀门，并检测到冷却水输送的状态。在对冷却水输送环节设计的时候，需要考虑到以下几点要求。第一，要对冷热水的水温差进行控制，以降低系统的水流量，从而降低系统的能耗。第二，可以设计变流量以及变风量的自动控装置，这样就可以降低水泵和冷水机组的能源消耗。第三，工作人员还要分析自控系统的各個环节，按照空调的实际运行需求来对水流量加以调控，让水流在一定的流速状态下进行输送，从而实现节能效果。第四，一定要随时保证空调冷凝器中有充足的水流过，在此前提下，可以尽量降低水泵的能耗[2]。第五，在室外气温允许的条件下，尽量使空调入水口的温度降低，以强冷冻机的COP。

2.3空调新风机系统

随着时代的发展，在空调冷热负荷中，新风量的占比逐渐提高，所以要对新风机自动化装置进行设计与控制。具体设计需要实现以下几种功能，第一，要求增加定时控制功能，实现系统风机的自动停起，正常情况下，一天可以设置三个开停的时间段。第二，要对新风过滤器两侧的压差进行勘测，一旦压差超过范围时，风机要进行警报，并且将警报信息传送到中控室。第三，还要设计出防冻保护器，例如，在较为寒冷的条件下，空气中的热盘管的温度低于设定值时，风机就可以自动的关闭风门，并开启热水阀，将水温升高，从而保护装置，避免盘管冻坏。

3.中央空调系统的节能策略

要想使中央空调的节能水平提高，可以从以下几个方面入手。第一，在进行空调空间设计时，应该布置隔热装饰，以降低冷负荷的失散率。第二，可以在空调设计中使用冰蓄能技术，在夜间蓄冰，使之白天融化从而实现供冷。还要注意对中央空调的日常维护管理工作，科学的设置运行时间及温度。在冬季时，要设置保温设备管道，避免空调中的冷负荷损失过大，消耗能量增多。总之，要想节约空调等能耗，除了有效的利用好自动控制技术以外，还要考虑到实际运行中的各个方面，从实际入手，提高节能意识。

结束语：

综上所述，现阶段，随着科技水平的不断提高，空调自控系统的控制技术也在不断的发展与完善之中，其主要向系统集成方向发展，使得空调自控功能提升，这样的设计，不仅可以为提供舒适的室内环境，也可以实现节能的目的。在未来，技术人员应该继续研发新技术，将新功能应用在空调系统中，这样才能设计出更节能的系统，为大众带来便利。

参考文献：

[1]陈利东.房间空调用制冷机组自动控制系统的设计和应用[J].科技经济导刊，2018，26（21）：45+47.

[2]丁勇，刘学等.空调系统节能量测量与验证方法的应用分析[J].暖通空调，2018，48（07）：47-54.