对中央空调自控系统的几点探讨.pdf

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1、2 0 0 8 年第3 期(总第5 1 期)桂林航天工业高等专科学校学报J O U R N A LO FG U I L I NC O L L E G EO FA E R O S P A C ET E C H N O L O G Y 机电技术应用对中央空调自控系统的几点探讨刘飞张栋梁(桂林航天工业高等专科学校汽车工程系，广西桂林5 4 1 0 0 4)摘要论文主要叙述中央空调系统的自控、节能和空调房间的温、湿度中存在的问题及相应的解决方案。指出空调自控系统的采用可以将温、湿度这两个重要的参数稳定在一个所需要的范围，有效节约能源，降低运作成本，提高经济效益。关键词中央空调；自控；智能建筑；监控点；

2、节能中图分类号：T B 6 5 7文献标识码：A文章编号：1 0 0 9-1 0 3 3(2 0 0 8)0 3-0 0 0 9-0 4随着人们对生活与工作环境的要求越来越高和智能建筑的发展，中央空调自控系统的重要性也越来越明显。为使系统既能高效、经济地运行，又能达到一定的精度，中央空调一般采用自动控制方式。空调自控的效益首先在于把分散设备集中综合管理，加强环境控制能力，实现了人工管理无法达到的控制精度。空调自控的另一个重要效益，就是能够及时合理地调整空调设备的运行状态，可以减少许多不必要的“空转”浪费。另外，空调自控系统更重要的功能是纠正原空调系统设计能源的冗余，不恰当的冗余所带来的浪费靠人

3、工是很难解决的。现在采用了智能化系统，直接按照运行状态在能源的源头进行调控，就顺利地解决了这一问题。1中央空调自控系统中央空调自控系统的主要功能如下：冷冻系统监控 新风空调机监控；热交换器监控。中央空调自控系统的主要监控内容如下：设备最佳启停控制；空调及制冷机的节能优化控制；设备运行周期控制；电力负荷控制；储冷系统最佳控制；故障报警等。以上工作状况可用文字及图形显示于彩色显示屏并经打印机打印出来作为记录。空调自控系统内容较复杂，在做好全面细致的技术分析并取得正确的技术数据后，确定硬件系统构成方案，完成电源、通信、测量与控制管线的施工图(末端管线详图及传感器详细规格由设备承包商负责确定)。并在软

4、件方面规定显示内容、打印格式及主要控制功能，但不进行操作系统及应用软件的设计。1 1 空调监控点的配置空调监控点的设置应根据空调专业的要求，从实际出发，根据通信机房温、湿度的需求，结合投资情况从技术与经济两方面考虑。通常用列表的方式来说明系统监控点的配置和数量情况。该表是系统规划与设计全部意图的集中体现，是初步方案和概算的依据。1 2 空调监控系统的设置空调自控系统是楼宇自控系统的一个子系统。一般在满足消防中心位置要求的前提下，将楼字自控系统、消防报警系统、安全监视系统集中在同一个中央控制室内，面积一般为6 0 m 2 1 0 0 m 2。空调监控室一般设在冷冻站，通过中央控制室实行中央监控。

5、这种作法可以做到全面监控、相互协调，及时快速地响应并处理各类突发事件，提高防灾、抗灾能力和楼宇管理的效率，同时也可以减少相应的值班和管理人员。电控室内设电控柜和现场控制器(D D C)，D D C 可做成台式，布置进、出线，出线可采用阻燃屏蔽线由桥架敷设到各台设备上。1 3 施工图根据冷水系统启动流程及监控表画出冷水系统控制原理图和空调机组监控原理图。施工图设计中首先应根据空调专业提供的中央空调方案，进行全面的技术分析，在获得厂商提供的正确的技术资料后，分别画出各系统图。然后，在平面图上标明监控室、上线井以及孔洞位置，接线箱、温湿传感器、阀门等安装位置，标注线路走向，注明控制缆线的型号规格以及

6、敷设要求，明确线槽、桥架的位置及尺寸，还有各监控点(I P O P)的定位及安装要求。电缆桥架在定位时，反复与空调专业及其它各专业协调，尽量做到布局合理。最后做出监控室布置详图和其它应标明注释的详图。设计时应特别注意空调自控系统的电源与信号电缆的抗干扰问题，避免因电磁干扰使计算机采样不准。1 4 布线工作控制线全部采用屏蔽线沿管捆扎敷设，禁止电源线和*作者简介：刘飞(1 9 7 9 一)，女，辽宁省抚顺市人，桂林航天工业高等专科学校汽车工程系教师，天津大学在读硕士研究生，研究方向：空调与制冷系统节能。9 万方数据http:/ 0 0 8 年第3 期桂林航天工业高等专科学校学报(总第5 1 期)

7、J O U R N A LO FG U I L I NC O L L E G EO FA E R O S P A C ET E C H N O L O G Y 刘飞张栋梁文控制线捆扎在一起，当电源线与控制线平行走时，应保持在3 0 0 m m 以上的距离以防干扰。1 5设计中央空调自动控制系统应该注意的问题1 5 1系统选择系统选择原则是先进性、可靠性和可维护性，并具有中央监控管理的功能。系统的硬件和软件应具有开放性。系统应具有自诊断能力，并具有合理的性能价格比，在技术发展和系统功能增强时，都可以保护现有的硬件投资，同时可充分利用和兼容现有的软硬件资源。I 5 2 系统监控内容与监控点的确定监

8、控点的设置要根据工艺要求及合理性进行设计，监控点越多投资越高，不可以监控点的多少判定一个自控系统的优劣。1 5 3 设备及工程承包商的选择关于这两方面的选择是较复杂的问题，设备供应商不直接参与承包工程，而工程承包商对智能建筑弱电系统的技术及设备的详细情况又不太关注，再加上大多建设单位对此也是知之甚少，因此设计人员有责任帮助建设单位选好设备及承包商。因中央空调自控系统只是楼字自控系统的一个子系统，对系统承包商的要求就很高，要求承包商具备多项技术和技能，具备过硬的工程管理技巧，并具有在不同的操作环境下满足用户各种需求的经验，还要能应付系统集成过程中遇到的不同系统产品、机电设备以及工程施工中在硬件界

9、面、软件界和施工界面上的协调。2空调冷冻系统计算机控制的方法楼宇自控系统可以对空调机、新风机、排风机、给排水、变配电、照明、冷源和热源等进行监控。其中冷冻水、冷却水系统因其设备较多，并且互相关联，因此其自动控制也最复杂，并且关系到系统的节能效果。由于制冷机本身有一套比较完整的控制系统，而在计算机控制中只是简单的启停制冷机，因而可采用检测集水器和分水器两端的压差，利用该压差调节旁通阀的开度的方法保证系统压力的稳定。利用供回水温度和回水总管流量根据公式Q=C M T计算冷负荷，从而决定机组的开启和关闭台数。2 1 轮换法轮换法是指在几台相同的设备中，轮流用其中一台作为备用机，运行的设备也轮流更换的

10、方法，可以改变轮换顺序。这种方法每周运行和备用的设备都较明确，便于对备用的设备进行维修，但每套设备相对固定得较死，同时程序编制也非常复杂。2 2累积法累积法是指分别统计相同的几台设备的累积运行时间，每次开启时均开启累积运行时间最短的设备，关闭时则关闭累积运行时间最长的设备。这种方法虽然运行设备不明确，但该方法总能保证各设备的运行时间基本相同，同时】0程序编制相对简单一些。2 3 应用实例上述两种方法在工程实际中均有所应用，在大连奥林匹克购物广场、三亚南中国海国际休闲会馆等空调自控中采用的是累积法来进行制冷机的联动；在上海光大会展中心的东、西馆空调自控中均采用的是轮换法。上述工程经过实际运行，表

11、明这些方法均较好，能够达到节能、减轻操作人员的负担及平均利用设备的目的。当然，在实际工程中可能还有许多很好的方法，至于实际中选择哪一种方法，可根据设计院的要求、现场设备数量的具体情况等确定。程序中的延时可根据工程中实际要求而定。2 4 当前空调冷冻系统自控中存在的问题2 4 1 整个空调系统施工质量不高由于智能建筑中的中央空调并非象工业中的设备那样要求严格，因此有些供货商、施工方也不太注意，造成中央空调使用过一段时间后出现漏水(汽)、电控箱不好用、水泵不好用、各种设备故障频繁等现象。2 4 2 有些系统集成商水平不高有许多承接大楼空调自控的系统集成商并元系统集成资质，并且也很少有类似的工程经验

12、，因此他们或者分包该项工程，或者凑合着做下去，结果造成空调自控纯粹是一种浪费。2 4 3 使用方认识不清有些大楼空调班认为空调自控可有可无，认为上了自控之后风险更大，特别是对冷冻系统这样一个复杂的系统，因此，在有些情况下，宁愿亲自去现场开、关，也不愿使用空调自控。2 4 4 使用方维护、维修能力不强由于空调自控产品以进口为主，而使用方很少参加过这些产品的培训，仅有的只是系统集成商进行的操作培训，因而在过了保修期后，使用方很少能自己维护。2 5当前空调冷冻系统自控存在问题的改善方法(1)尽快完善空调自控系统的设计、施工及验收标准和规范。完善了空调自控系统的设计、施工及验收标准和规范，才能从根本上

13、解决在空调自控中存在的问题。(2)严把施工关，严格挑选系统集成商。挑选具有相应资质并具有工程经验的系统集成商进行系统的深化设计，施工及调试工作。施工中也应按照工业过程一样严格要求，并从深化设计开始，多方协调，做到接口完整，责任落实。保证从设计、选型、施工、调试及验收等各方面严格要求，一丝不苟。(3)加强对使用方的培训，提高使用方的操作水平。使用方至少应配备几名专业工程师，并且在系统集成商选型、安装和调试过程当中就介入。再加上系统集成商的操作培训，这样能保证这些专业工程师能独立操作、维护，从而提高空调自控的使用水平。万方数据2 0 0 8 年第3 期桂林航天工业高等专科学校学报(总第5 1 期)

14、J O U R N A LO FG U I L I NC O L L E G EO FA E R O S P A C ET E C H N O L O G Y刘飞张栋梁文(4)系统集成商也应该提高自己的管理和技术水平。目前由于有些不具备资质的系统集成商承包工程，结果上了系统却不能使用，或者是频繁发生故障，因而使用方想用却不敢用，给整个行业造成不好的影响。因此，系统集成商也应该努力提高自己的业务水平，参加相应产品的培训，积极掌握新产品和新知识。(5)制冷机厂商提供自控系统与计算机的接口。厂商提供的自控系统与计算机的接口，应便于将制冷机本身检测的一些参数直接传送到自控系统中，从而在计算机中直接显示

15、。(6)以现场运行班组提供的数据来编程。这样做是为了更有效地控制和节能，空调专业和自控专业人员应互相配合和沟通。3 风机盘管自控系统风机盘管自控系统工作原理是恒温器通电后每隔一定时间(如1 分钟)检测一次室内空气温度。当室温高于恒温器设定温度T，温控器动作，输出一个开关控制信号，二通阀驱动器运行，二通阀打开，冷冻水流过盘管进行热交换处理，经风机送风，向室内供冷气；当室内温度下降到低于温控器设定温度一定值(如o 5 C)时，温控器动作，二通阀断电关闭，停止供冷。如此循环，使室内温度保持在设定的范围内。可人工调整温控器上风机三速开关和设备启停开关及室内设定点。4 空调机组和新风机组自控系统通过采集

16、空调机组回风温度或新风机组送风温度和数值，经过与D D C 控制器的设定值比较，其温差经比例积分微分运算器P D 运算后输出一个控制信号，调节冷冻水的供应量，从而达到控制温度的目的。5 系统冷负荷计算通过测量总供、回水之间的温度值和总回水流量值，计算出冷负荷量。通过M B C 控制各区域电动蝶阀，调节区域冷冻水供应量，同时根据冷负荷量调节设备的开启台数及负荷率。负荷计算根据Q=C XM(T，一T 2)公式，Q为冷负荷，C 为常数，T-为回水总管温度，T 2 为供水总管温度，M 为回水流量。当负荷超过一台机组制冷量的8 0 时，则第二台机组运行。6 压差旁通控制通过检测供、回水联箱之间的压差值A

17、 P O 与建筑设定的恒压差A P=1 5 k g c m 2，在系统制冷量大于实际冷负荷时，即供水压力与回水压力差A P()A P 值，控制器根据实际差值计算输出比例控制电压。一1 0 V，控制压差旁通阀开度，冷冻水经旁通管直接由供水联箱流至集水联箱，再参与系统循环，减少冷量损失，降低循环水泵负荷。达到节能目的。通过电动阀调节压差，使压差保持在设定值，保证冷冻水泵的水流量，并调节冷水主机的压力差，以延长主机的寿命。7 冷却系统的监控，通过监控所有冷却塔风机和冷却水泵的运行状态及电动蝶阀位置反馈来进行电动蝶阀的开度、启停控制。监测每台冷却水的回水温度，通过与设定点的比较，调节相应的冷却水温差阀

18、的开度，保证进入冷冻机冷凝器的冷却水的最佳工况。通过监测室外温度，判断冷却塔的初步开启数量。8 空调系统的精度控制空调系统的精度取决于空调系统本身及自动控制两个方面。空调系统本身主要是冷、热总量要能保证系统的要求；自动控制则动态保证温度与湿度的要求，从硬件和软件两方面来加以保障。硬件方面，可选用精度高、性能稳定的温、湿度传感器与控制器匹配，同时响应速度要快，使测量值与设定值的偏差在很小的范围内让冷水阀或加热阀动作，这样始终控制温、湿度在设定值附近。软件方面，要选用可靠先进的编程软件，根据使用要求、系统配置进行编程。控制和监视方面，在系统联络有故障时。控制器能单独进行控制工作，以确保房间温、湿度

19、始终精确控制在设计要求范围内。为保证显示的实时数据是最新数据，全屏更新不超过l O s。根据温、湿度控制的特点，还可按用户要求对监测数据按不同时段(从5 s 到2 4 h)进行数据存储，用户可对历史数据进行趋势分析和动态跟踪，并提供数字和图表等打印功能。控制系统组成网可设置为令牌环网，能实现真正意义上的无主系统，网络上的通讯效率及响应速度都比原来的“有主”系统要高，且扩充方便。8 1 温度的控制空调用于制热的热源有蒸汽、热水及电加热器；冷源运用最广的是由冷冻机组转换的冷冻水。温度的控制方式取决于服务对象的要求，一般空调运行时冷水调节阀和热源调节阀不会同时工作。在环境温度低的季节，使用热源来提高

20、控制对象的温度，此时调节器要设定为反作用，由空调机加热器后的温度传感器来控制空调机的热源调节阀的开度。当温度小于设定值时。开大调节阀，当温度大于设定值时，关小调节阀；反之，在环境温度高的季节，使用冷源来降低控制对象的温度，此时调节器要设定为正作用，由空调机表冷器后的露点温度来控制空调机的冷水调节阀的开度。当表冷器后的露点温度大于设定值时，开大冷水调节阀；当1】万方数据I2 0 0 8 年第3 期桂林航天工业高等专科学校学报(总第5 l 期)J O U R N A LO FG U I L I NC O L L E G EO FA E R()S P A C ET E C H N O L O G Y

21、刘飞张栋梁文表冷器后的露点温度小于设定值时，关小冷水调节阀。在使用电加热器制热时，一般要设置几组电加热器，常用的控制方法是：当控制温度低于设定值时，开对应的第一组电加热器加热，并加以调节。如第一组加热器全开温度仍偏低，再开第二组；两组全开温度仍然偏低，则要开第三组，依此类推，但始终使用第一组来调节。在冬季寒冷的地区，当加热器后的温度小于5 时，打开热水调节阀，以防止盘管冻裂；在不使用表冷器时，要排空内部的存水。8 2 湿度的控制由设在检测区内的湿度传感器控制空调机蒸汽加湿器，来保证室内的相对湿度参数。加湿电磁阀、加湿调节阀与新风机状态联锁，当新风机状态为“O N”时D D C 发出一命令使加湿

22、电磁阀打开，加湿调节阀根据检测区内的湿度传感器来调节阀门的开度，使相对湿度稳定在设定的范围内；当新风机状态为“O F F”时D D C 发出一命令使加湿电磁阀、电动阀联锁关闭，加湿调节阀断电自动复位。9结束语在智能建筑中，中央空调的能耗占很大的比重，并且在其智能化项目中，空调自控的投资也占有很大的比重，因此，提高空调自控的利用率及利用空调自控节能是应当密切关注的问题。实践证明利用空调自控可以有效节约能源，降低运作成本，提高经济效益。参考文献F I J 王晓峰中央空调自控系统设计的几个问题 J 邮电设计技术，1 9 9 9(7)2 盛爱国提高利用效率大力节约能源中央空调冷冻系统的自控探讨 J 开

23、发与借鉴，2 0 0 2(3)3 邱庆铨福州置地广场中央空调自控系统设计调试 J 福建建筑，2 0 0 6(4)4 郭顺山中央空调的自动控制方案 J 科技情报开发与经济，2 0 0 4(6)5 贾群中央空调系统的局部调节和自控系统 J 制冷与空调，2 0 0 3(3)(责任编辑李卫华)(上接第3 页l参考文献 1 赵熹华焊接方法与机电一体化 M 北京：机械工业出版社，2 0 0 1：3 2 2 殷树言气体保护焊技术问答 M 北京：机械工业出版社，2 0 0 3：前言 3 张毅，董俊慧高效焊接方法 J 内蒙古石油化工，2 0 0 6(1)：3 6 4 卢本焊接机器人的类型与应用(二)J 现代焊接，2 0 0 6(7)：2 0 5 王克鸿高级焊工技术与实例 M 江苏：江苏科学技术出版社，2 0 0 4：5 2 2 6 张文洁提高C 0 2 气体保护焊的焊接质量 J 西部探矿工程，2 0 0 3(1 2)7 王元良我国焊接科学与技术的发展现状与趋势 J 现代焊接，2 0 0 7(1)1 2(责任编辑李卫华l 万方数据