机电操作在中央空调系统控制中的应用

机电操作在中央空调系统控制中的应用

程强

河南省机场集团有限公司河南郑州450000

摘要：经济的发展，城市化的不断提高，越来越多的高层建筑，大型的商场、超市、写字楼都安装了中央空调。为人们提供了更加舒适的工作、休闲环境。中央空调便利简单的突出优点使得它随着城市发展很快的在城市的各个建筑广泛分布。但是在带来方便舒适的同时中央空调耗能大效率低的缺点导致能源得不到高效的利用，带来了资源浪费、环境污染的问题。本文分析中央空调耗能效率低的原因，并阐述电气自动化在中央空调中的应用。

关键词：机电操作；中央空调系统控制；应用

1机电操作的优势

1.1优化控制模式，减少浪费。以往我们使用中央空调，大部分都是简单的远程控制模式，这种模式必须要有专业人士进行实时对的把控，而且需要复杂人的为控制才能实现稍微理想的省电效果，最后导致中央空调运行过程中电能的耗费特别严重。因为传统的控制模式不够智能化，监测效果也不理想，使得中央空调在不受众人喜爱。相反应用自动化技术，能够实现使中央空调更加地智能化，而且实现了自动化监测，最重要的就是明显地能够减少电能的损耗。

1.2实现自动化检测，提高效率。传统控制模式的中央空调，控制缺乏灵活性。需要人为的根据环境或天气的实际情况对空调作出相应的调整，而且这些中央空调的水泵还会存在一些超负荷工作的情况，在对中央空调的改造过程中加入电气自动化，能够很顺利的解决控制模式的灵活性，明显地提高了空调的工作效率，同时自动化控制的实现，有效的降低了劳动强度，节省了人力。

2机电操作在中央空调系统控制中的应用

2.1PLC在中央空调系统控制中的应用

传统的中央空调主要分为冷却部分和室内部分，其中冷却部分主要有冷却用水的水泵、冷却塔以及自来水补水系统组成;室内部分为承担调节室内温度与湿度的工作部分，其主要由冷热源、水泵、风机盘管、风机等组成。以上两部分在空调主机的控制下完成全部功能，这种控制是需要使用者进行具体的每一项功能的设置，并通过极其复杂的硬线、接触器等完成。其原理为通过冷热源按照要求调解室内部分循环水的温度通过热传导改变风机盘管附近空气温度，再由风机将调解后的空气吹送到室内，最终完成室内温度湿度等的调解。同时冷却部分主要是为空调主机提供冷却功能以保证其正常工作。传统空调组成及工作原理示意图如图1所示。

图2

现代的智能化的中央空调主机中引入了PLC进行所需的数据处理与控制功能，其可以根据整个系统内各个传感器采集回来的数据进行分析，实时自动地调解整个机组各部分的工作情况，其整体组成与传统的中央空调组成相同，也是由冷却部分和室内部分组成，冷却部分与传统中央空调相比增加了水的温度传感器与水位传感器，可以完全根据冷却水的温度判断主机的温度，进一步控制冷却水泵的工作状态，从而达到节能的目的;并且增加了冷却塔的水位传感器，可以自动检测水位，并控制对其进行补水大大减小了使用时的维护量，减少了人员成本。室内工作部分也增加了大量的传感器通过检测冷热源的出水温度与回水温度对空调的调节进行反馈控制，通过对室内温度湿度的检测与变频技术自动选择空调的制冷/加热量、风机转速等，以此做到实时自动智能控制，增加单独的控制面板通过空调主机PLC的通讯功能进行每个单元的单独控制，并且PLC的通讯功能还可以支持其将信息传导给上位机甚至是互联网，以此完成联网远程控制等功能。基于PLC控制的现代中央空调组成示意图如图2。

2.2远程监控技术的应用

远程监控技术是基于计算机和网络技术实现现场监控及管理的技术，通过对电气设备的实际运行情况进行实时性监控，以便及时发现运行中的安全隐患，且可有效监控运行中产生的各类数据。在中央空调中，远程监控技术的应用同样可对其运行数据进行自动化、智能化分析及处理，且可把现场数据及时传输到远程计算机，进而对整个空调系统进行有效控制。中央空调远程监控系统有着良好的技术先进性及优越性，是当前中央空调自动化监控的主要方式。

中央空调系统大而复杂，在运行中易出现各种故障，所以需有良好的管理。当前，远程监控技术空调管理中逐步普及，实践表明，该种管理技术更具先进性，可有效节约电力资源，提升系统运行效率。现阶段，中央空调自动化监控系统较多，而尤以集散控制系统（DCS）最为常用。DCS是基于计算机为操作平台，把相关现场设备经TCP1/P、485等协议和计算机进行链接，要指出的是系统总线设置必须是和该协议相适应的。基于总线和现场设备妥善连接完成控制，再通过计算机显示实际运行情况。伴随现代科技的不断创新和发展，此种远程控制系技术方式越来越丰富，在功能上也越发丰富多样。比如：昆仑动态界面检测系统，充分结合了语言和图像功能，在故障排查、系统控制方面性能更强，能更快、更准确的反映中央空调系统运行中的故障或问题。要明确的是，在电气自动化技术应用改造中，须系统了解中央空调实际运行情况，实现现场监测和有关数据记录，如此才能确保整个系统的稳定、高效运行。

3机电操作在中央空调系统控制中的实际应用

在某酒店中总计安装了3台冷却水泵，其电机容量和负荷率分别为65KW、90%。在该中央空调系统中分别采用下位机为S7-300PLC和上位机为监控软件。在该案例的中央空调管控技术主要应用了模糊控制技术与神经网络控制技术两大智能控制技术；其中模糊控制技术通过对人思维的模拟实现了对一些无法构造模型的有效管控；此外，在变射频技术以及PLC应用的基础上，模糊控制器的应用相比传统的PID控制模式能取得一种更为显著的效果。

3.1在定风量空调系统中的应用

定风量系统的运行过程中，一旦风量确定，风机不管负荷如何改变其都保持一种全风量的运转，而且伴随着送风温度的改变也会很好的满足室内冷热负荷的变化需求，从而更好的保持室内能够处于一种最佳的温湿度状态。一般中央控制系统，不仅要具备基础的供暖、供热和加除湿功能，而且还要能够对系统排风口、电动风门及回风机等部件进行智能化的控制，从而实现控制系统的循环自动化运行，由此也能取得一种良好的管控效果。

3.2在变风量空调系统中的有效应用

在变风量系统的运行过程中，当室内冷、热负荷变化时，并不会造成送风温度的变化，改变的也只是风量，由此便能很好的维持了室内的温度与湿度。该系统在每一房间的送风入口位置都进行了自动管控风阀的布设。在其实践应用过程中，通过对送风量大小的控制与调节，实现了对每一房间温度与湿度的很好控制。可变风量控制系统的一大主要特点就是送风温度维持恒定，也就是表冷器的回收调节阀开度保持不变。

结语

综上所述，在经济不断发展的今天，如何运用机电操作是能否实现中央空调现代化的关键因素，要实现中央空调自动化的目标就要把握实时数据，良好的运用PLC技术和远程监测技术才能改善中央空调存在的能源浪费和环境污染的问题，改善中央空调使用的实际效果，不断提高用户体验。机电操作技术的发展是国家越来越重视环境与经济和谐发展的体现，在以后的不断发展过程中机电操作必然是中央空调发展的先决条件。

参考文献

[1]郭雪平.基于能效优化中央空调节能控制系统的应用研究[D].西安石油大学，2016.

[2]赵磊，朱海涛.中央空调智能控制系统在公用建筑节能中的应用[J].环境保护与循环经济，2011，(05):57-59.