中央空调自控系统的几点见解

摘 要：随着写字楼的大量普及，中央空调得到了越来越广的应用，而中央空调的自控系统也有了大范围的使用。本文简要阐述了中央空调系统自控、节能和空调房间温、湿度存在的问题及解决方案，以期能为所需者提供借鉴。

关键词：中央空调；自控系统；智能建筑

中图分类号： TB657 文献标识码： A 文章编号：

随着智能建筑的发展，中央空调自控系统重要性越发明显。为保证系统的高效、经济运行，又实现一定精度，中央空调一般采用自控方式。使用空调自控系统，一方面可以把分散的设备集中综合管理，加强环境控制力。另一个方面，能及时调整空调设备运行，减少不必要“空转”浪费。此外，空调自控系统还能纠正原空调系统设计能源冗余，直接按运行状态在能源源头进行调控。

一、中央空调自控系统

系统主要功能有：①冷冻系统监控；②新风空调机监控；③热交换器监控。系统主要监控内容有：①设备最佳启／停控制；②节能优化控制空调及制冷机；③控制设备运行周期；④控制电力负荷；⑤最佳控制储冷系统；⑥故障报警等。

1、空调监控点配置

从实际出发，根据空调专业要求，依照通信机房温、湿度需求，结合投资从技术与经济两方面考虑。通常用列表方式说明系统监控点配置和数量。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。

2、空调监控系统设置

自控系统是楼宇自控系统的子系统。满足消防中心位置要求前提下，将楼宇自控系统、安全监视系统、消防报警系统集中在同一中央控制室内。空调监控室一般设在冷冻站，经中央控制室进行中央监控。电控室内设电控柜和现场控制器(DDC)，DDC可成台式，布置进、出线，出线可用阻燃屏蔽线由桥架敷设到各台设备上。

3、施工图

依照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，首先根据空调专业提供的中央空调方案作全面技术分析，在得到厂商正确技术资料后，画出各系统图。然后在平面图上标明监控室、上线井及孔洞位置，接线箱、温湿传感器、阀门等安装位置，标注线路走向，注明控制缆线型号、规格及敷设要求，明确线槽、桥架位置及尺寸，还有各监控点(IPOP)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。最后做出监控室布置详图和其它应标明注释详图。设计时注意系统电源与信号电缆抗干扰，避免因电磁干扰造成计算机采样不准。

4、布线工作

控制线全部采用屏蔽线沿管捆扎敷设，禁止电源线和控制线捆在一起，当电源线与控制线平行时，保持300mm以上距离。

图 1 空调系统图

二、空调冷冻系统计算机控制的方法

1、轮换法

在几台相同设备中，轮流用其中一台作备用机，运行设备也轮流更换，可改变轮换顺序。此方法每周运行和备用设备都较明确，便于对备用设备维修，但每套设备相对固定，程序编制也非常复杂。

2、累积法

分别统计相同几台设备累积运行时间，每次开启时均开启累积运行时间最短设备，关闭时则关闭累积运行时间最长设备。此方法虽运行设备不明确，但能保证各设备运行时间基本相同，程序编制也较为简单。

3、当前空调冷冻系统自控中存在的问题

2.3.1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。

2.3.2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，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。

4、空调冷冻系统自控问题改善方法

(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。

三、控制策略

1、 1#空调机组自控系统

被控对象: 机组的出风口 G点; 控制方式: 通过调节机组的冷热量及加湿量; 控制要求: G点温度可设定范围 7-35℃, 允许波动范围±0.5℃( 静态无差 ) ;相对湿度: 55±5%; 风阀为手动控制。 1#空调机组图形操作界面如图 2所示。

图21#空调机组图形操作界面

2、 2#空调机组自控系统

2#空调机组采用定露点, 1、2次回风空调系统, 最小新风比为 15% 。控制参数包括室温、送风温度和室内空气相对湿度。 2#空调机组图形操作界面如图 3所示。

图32 #空调机组图形操作界面

3、室温控制

空调房间图形操作界面如图 4所示。室温控制点为 K点, 由设置在被控空调房间内的温度传感器、DDC控制器及调功器组成自动控制系统。通过控制送风管内电加热器的加热功率, 实现对房间的高精度的温度控制。房间温度可设定范围为 18-26℃, 允许波动范围为±0.5℃。

图 4 空调房间图形操作界面

4、送风温度控制

温度控制点为 H 点, 由设置在送风管内 H 点的温度传感器检测送风温度信号, DDC控制器将检测到的温度信号与设定值比较, 根据比较结果控制电加热器的加热量和 1、2次回风阀的开度, 使送风温度满足设定要求。送风温度可设定范围为 18-45℃, 允许波动范围为±0.5℃。

5、室内空气相对湿度控制

湿度控制点为 K点, 由设置在 2#机组表冷段后 L 点的露点温度传感器检测表冷后的露点温度, DDC控制器根据检测到的露点温度, 控制表冷器的制冷量和新/回风阀的开度, 维持表冷段后露点温度的恒定来控制室内相对湿度。露点温度可设定范围为0-19℃, 允许波动范围为±0.5℃。

四、系统冷负荷计算

通过测量总供、回水间温度值和总回水流量值，计算冷负荷量。经MBC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开启台数及负荷率。当负荷超过一台机组制冷量的80％时，则第二台机组运行。

五、压差旁通控制

检测供、回水联箱之间的压差值与建筑设定的恒压差，在系统制冷大于实际冷负荷时，控制器根据实际差值计算输出比例控制电压0-10V，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。通过电动阀调节压差，使压差保持在设定值，保证冷冻水泵水流量，并调节冷水主机压力差，延长主机寿命。

六、冷却系统的监控

监控所有冷却塔风机和冷却水泵运行状态及电动蝶阀位置，控制好电动蝶阀的开、启。监测每台冷却水回水温度，与设定点比较，调节冷却水温差阀开度，保证进入冷冻机冷凝器冷却水最佳工况。经监测室外温度，判断冷却塔初步开启数。

七、结论

智能建筑中中央空调能耗占比较大，同时空调自控的投资也较大，所以，提高空调自控利用率及利用空调自控节能需特别关注。从实践来看，空调自控可有效节约能源，降低运作成本，提高经济效益。

参考文献：

[1] 邱庆.福州置地广场中央空调自控系统设计调试[J].福建建筑,2011(4).

[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].开发与借鉴,2012(3).