浅谈空调器的温度控制

王建荣　崔永远

【摘要】随着科技的发展，微电脑温度控制广泛应用于国民经济的各个领域，空调器能按照设定温度值，自动跟踪被控参数变化，构成自动控制系统，越来越趋向于智能化，人性化。空调器的功能越来越多，广泛用于人类的生产生活中。

【关键词】空调器  温度控制  单片机  热敏电阻

一、空调器的基本概念

空调器，顾名思义“空气调节器”。用来调节空气的温度、相对湿度、气流速度和洁净度等。空调器对空气的调节过程实际上是一个热量交换的过程。通过控制制冷剂在制冷系统中的状态变化，从而实现温度的变化。因为液体汽化时要吸收热量，气体液化时要放出热量，从而改变室内外环境的温度。在整个封闭系统中，压缩机是制冷系统循环的心脏。低温低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发为气体（吸收室内热量），气体在气缸中经压缩，其温度和压力都升高，然后排入冷凝器被液化（向室外放出热量）。这是一个反复循环的过程。热泵式空调，是在系统中多加一个四通导向阀，在冬天把冷凝器和蒸发器的作用互换，从而达到制热的目的。

空调器按照其用途来分，大体可分为工业用空调器和家用空调器，家用空调器主要用来改善人们的生存环境，提高生活质量，满足人们生活的需要。家用空调器可分为窗式、壁挂式、柜式，而壁挂式空调由于噪音小外形美观，不占地面儿，最受家庭欢迎。当然，随着科技的发展，空调器的外形和功能也随着人们对节能、舒适、美观的要求而趋向多样化。

二、温度控制的概念

空调的任务就是要保证空气的温度、湿度、清洁度和气流速度的要求，以满足生产工艺或人们身体健康的需要。空气中的成分主要随温度的变化而改变，改变环境温度，满足人们的需要，或保证某些产品的质量，因此，对于温度的有效控制就显得极为重要。

温度控制的任务就是在充分了解了生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上，应用控制理论对系统进行分析和综合，以生产过程中的温度作为被控量，应用适当的技术手段，在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的手段将原料加工成预期的合格产品。

随着科学技术和生产力的发展，工业生产过程越来越复杂，对工业生产过程中的各个参数的控制要求越来越高，对温度控制系统的要求也越来越严格，精度要求越来越高，这就要求设计者在进行温度控制系统的設计时，必须从检测、软件计算和输出控制等方面认真考虑，尽量降低各个通道和环节的误差，提高其精度，力求使各项指标都达到较高的准确度，最终实现最高的控制要求。所以对温度检测的精确度极为重要。

温度检测的方法有许多种，主要分为接触式和非接触式两大类。接触式检测方法主要包括基于物体受热体积膨胀性质的膨胀式温度检测仪表;基于导体或半导体电阻随温度变化的热电阻温度检测仪表;基于热电效应的热电偶温度检测仪表。非接触式的检测方法是利用物体的热辐射特性与温度之间的对应关系，对物体的温度进行检测，主要有亮度法、全辐射法和比色法等。其中各个测温方法的测温对象、测温范围都是不一样的，在选用时要根据超温对象的特性、测温范围及其主要特性来选择。

温度的检测电路一般采用含数字温度传感器、含集成温度传感器、含热敏电阻温度检测三种电路。这三种电路对温度检测电路的主要区别在于：前项通道分别采用DS18B20、AD590、热敏电阻检测电路。数字DS18B20具有接线简单，检测方便，直接向单片机提供数字温度值，但数字温度传感器最大的不足就是测量范围不大，且价格较贵;集成温度传感器AD590在温度检测当中应用广泛，精度也高，但它需要+15伏电压，加大了电源电路的负荷，从而造成的电源电路复杂性，增加了调试的困难;热敏电阻具有灵敏度高、体积小、较稳定、制作简单、寿命长、易于维护、动态特性好等优点。所以，以人性化、健康性理念为基础的空调一般都采用热敏电阻式温度传感器，从而构成空调器的微电脑控制系统。

目前，空调温度控制均采用单片机温度控制系统来完成对温度的检测与控制。在温度控制领域，根据其控制方法的不同，可分为过程控制系统和单片机控制系统。传统的过程控制系统一般由以下几个部分组成：被控过程、用于生产过程参数检测的检测与变送仪表、控制器、执行结构、报警保护和联锁等其它部件。控制器根据系统输出量、检测值与设定值的偏差，按照一定的控制算法输出控制量，对被控制过程进行控制。执行机构接受控制器送来的控制信息调节被控量，从而达到预期的控制目标。。单片机控制系统一般以下几个组成部分;单片机主机、前项通道、后向通道、人机通道、应用程序和系统抗干扰设置。单片机主机用来完成程序和数据的存储与计算、控制信号的输出以及与其他设备进行通信的功能。前项通道用来完成被控对象的参数检测、变送等功能，向单片机输入有效的数字信号。后向通道用来输出单片机所发出的控制信号，并将其转化为预期的动作，以完成控制系统的控制功能。与过程控制系统相比，单片机控制系统有价格低廉、可靠性高、智能化高、方便修改控制算法的特点。

三、结语

总之，随着科技的发展，微电脑温度控制广泛应用于国民经济的各个领域，在冶金工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工等许多重要领域都发挥着重要的作用。空调器能按照设定温度值，自动跟踪被控参数变化，构成自动控制系统，越来越趋向于智能化，人性化。空调器的功能越来越多，广泛用于人类的生产生活中。