1、中央空调系统的智能化控制方法李春茹1，徐维兴2( 1. 天津市建筑设计院，天津300074;2 天津永明昊机电工程有限公司，天津300070)作者简介: 李春茹( 1985 ) ， 女， 河北唐山人， 助理工程师， 硕士， 主要从事暖通空调系统的设计研究。摘要:为使中央空调系统能耗最大限度降低，满足建筑节能的要求，总结了中央空调系统的几种常用智能化控制方式，并对其优缺点做出的简要的分析;列举并分析了新近出现的中央空调智能化控制方式。对空调系统智能化控制存在的问题提出看法并对其发展方向做出展望。关键词:智能化控制;中央空调系统;建筑能耗;模糊控制;PLC 控制中图分类号:TU831. 7+3文献
2、标识码:B文章编号: 1672 4011( 2012) 03 0222 020前言随着能源和环境问题受到越来越深刻的认识，建筑能耗已经成为城市生活的严重负担。但与此同时，人们对于室内温湿度的要求却在不断提高，导致空调能耗在建筑能耗中所占的比例居高不下，始终是建筑能耗的重点和难点。这就要求我们对空调系统做出更加优化的设计和选择，对空调系统的运行实现严格精确的控制，才有可能在保证空调功能的前提下，实现节约能源、保护环境的目标。1智能化在中央空调系统中面临的问题由于中央空调系统受到的影响因素比较复杂，负荷变化很大，目前的能源形势及舒适性要求我们必须对空调承担的负荷做出及时准确的调节，使中央空调系统始
3、终处在最佳状态下运行，才能兼顾使用要求和节能要求。而以往的实践经验告诉我们，不能单独考虑从局部控制，要综合系统特点，采用全方位监控、多点位调节、智能化管理，实现及时准确的控制。2中央空调系统智能化控制方式目前中央空调系统智能化控制主要通过继电器控制、DDC 控制以及 PLC 控制这三种方式实现。2. 1继电器控制继电器作为一种控制元件，包括控制系统和被控制系统，是一种用小电流控制大电流或流态物质流量的简单方法，应用于自动控制系统中能起到自动调节、安全保护的作用。在中央空调系统中常用的继电器有电磁继电器、热敏干簧继电器、时间继电器等。由于中央空调系统负荷变化比较频繁以及对控制要求的不断提高，造成
4、继电器元件很容易出现故障甚至损坏。所以继电器控制虽然是开发比较早的控制方式，但是由于其故障率高、能耗高、调节精度不够等难以解决的问题，在较大型中央空调系统中的使用率已经逐渐降低。2. 2DDC 控制DDC 控制即直接数字化控制，大部分场合可以通过选择合适的 PID 系数来调节室内温度，以实现节能的目的。PID 系数越高，调节室温达到设定值的速度越快，可以使控制精度提高，但同时由于频繁驱动电磁阀等调节元件，对系统的稳定造成很大不利影响。在选择 PID 系数的时候，要考虑房间使用功能及对房间负荷影响最大的特征参数作为采样参数，例如对人员比较固定的办公用房，可按设定日程的定时操作实现;对于会馆、酒店
5、等人员不确定场所，可选取二氧化碳等污染物作为检测参数等方式来调节室内温度和新风量。对于一些特殊场合，像电影院等人员集中的区域，则不能直接依靠 PID 系数来调节室内温度。需要选用较复杂的分级分步控制来实现空调系统对室内温度变化的及时调节，才能做到既满足空调要求，又降低能耗。2. 3PLC 控制PLC 控制系统即为可编程控制器系统，PLC 控制核心能够在恶劣的环境中长期可靠、无故障运行，并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强，能适应较宽的温度变化范围。现代的 PLC 的编程语言遵从易学、易懂、易用的标准。除了具备传统 PLC 助记符和梯形图编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图编程功能。P
6、LC 提供各种功能模块，包括各种通讯功能选择、通讯参数设置，以及可以具体到某年、某月、某日、某个时刻的多种定时器和超长定时器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。PLC 控制系统需通过预先电脑编制程序对中央空调系统的各个设备进行控制。以组合式空调器为例:( 1)启动时，PLC 发出控制指令开启回风管及新风管上的电动密闭阀，然后启动送风机，同时通过控制变频器，从而调节风机的转速。( 2)接收盘管后的露点温度传感器信号，与系统设定值相比较后，发出指令，用 PID 方式调节水管路电动阀，控制水流量，使送风温度能够达到设定值。( 3)送风机转速的快慢是由接收回风管上的温度传感器信
7、号后与系统设定值相比较，用 PID 方式控制变频器，调节风机的转速，控制送风量，从而达到调节回风温度的目的。( 4)过滤器前后设置压差传感器，当压差信号超出设定值时，PLC 发出过滤堵塞报警信号，提醒维护人员及时清理，保证系统正常运行。( 5)冬季开启加湿器时，需对回风管上设置的湿度传感器反馈的信号进行分析，发出指令给加湿器，使室内湿度达到设定值。( 6)当空气处理机停止运行后，新风门、回风门和冷水电动阀回复到全关位置，并关停冷水环泵。上述为最常见的组合式空调器控制过程，可以为各种组合空调器系统提供 PLC 控制思路，对复杂的空调系统，只需在适当位置增加传感器然后对相关设备输入控制程序即可实现
8、控制功能。近年来，PLC 控制系统以其运行可靠、使用与维护方便、抗干扰能力强、自动化程度高、可进行网络化等显著的优点在中央空调领域内得到迅速的发展。随着信息化的发展及空调节能受到的重视度越来越高，各种新的中央空调节能控制技术不断得到应用，比如模糊控制技术已经应用于空调领域。2. 4模糊理论及其控制技术模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制，是近年来发展起来的新型222控制技术。尤其适合于类似中央空调系统这样复杂的、非线性的和时变性系统的控制。模糊控制的核心是模糊控制器及其控制软件，利用模糊规则推理对系统进行处理，实现对复杂系统的优化控制。在控制过程中，把收集到
9、的信息以计算机语言的形式表现出来，并转化成模糊规则或模糊关系，通过推理，把相关知识库内容与过程状态联系起来，构成一套自寻优的模糊控制方法。模糊理论说起来比较令人费解，需要具体事例才能真正掌握。在中央空调系统中，当系统负荷变化空调主机及水系统工作状态偏离最佳状态时，模糊控制器根据采集到的各种运行参数( 如系统供回水温度、供回水流量、供回水压差及环境温度等) ， 经推理计算得到系统该时刻所需的冷量( 或热量) 。优化系统的运行参数，并利用变频技术自动控制水泵等动力设备的功率、转速，以调节空调系统的循环流量，对系统运行参数进行动态调整。确保空调系统在任何负荷条件下，都有一个优化的运行环境，始终处于最
10、佳运行工况，从而保证 COP 一直在较高水平，能耗最低，实现节能目的。常规上讲，越简单的技术越容易在工程上实现，而模糊理论比较复杂，需要监控、调节的点位太多，造成应用起来极容易产生故障及错误，仍需不断研究加以改进。同时这种技术要求把常规的定流量系统推翻，形成自己的变流量系统，使水力平衡问题更加尖锐，需要频繁调节水力平衡才能更好的满足系统要求，不仅给暖通设计师带来困扰，同时给技术研发人员带来挑战。3结束语对智能化控制的研究和应用应坚持节能的原则。确立智能化中央空调能量管理与控制系统优化原则及技术措施对于建筑节能实现具有重要的现实意义。以节能为方向的新技术已经成为社会可持续发展的必然要求，降低空调
11、能耗已经成为降低建筑能耗的重中之重。随着社会经济的发展，空调系统的舒适性和节能性对系统的控制提出了更高的要求。计算机及网络技术的发展已经逐步进入暖通行业，对这方面内容的研究必将促进暖通行业新的发展。在信息化发达的今天，原有技术不断完善，新技术的涌现又使许多落后的技术被取代。我们应该时刻关注行业内的技术动态，才能更好的做好中央空调系统，做出一个舒适的建筑环境，为缓解社会面临的能源危机问题做出更好的贡献。 ID:7352参 考 文 献: 1王学慧 微机模糊控制理论及其应用M 北京: 电子工业出版社， 1987 2江亿 暖通空调系统的计算机控制管理J 暖通空调，1997， 3( 4) : 6 7 3
12、涂逢祥 建筑节能 M 北京: 中国建筑工业出版社， 2001 4吴建兵 楼宇自动化系统的优化设计D欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇( 上接第 218 页)甲供设备数量和品种特别多，实际采购的型号或产品与初步设计概算时的差异可能较大，因此在调整时需仔细清理，避免漏项。3. 1. 3甲供材料甲供材料价差以批复概算中材料的时间价格算起，以“46 号文” 和铁道部经规院发布的铁路工程建设主要材料价格信息 为依据，同时由建设单位根据实际情况提供分年度各工程计价比例，按部颁料价逐一调整各季度价差。对按 113 号文编制概算的项目，施工合同有风险包
13、干费的，甲控材料价格变化幅度在 5% 以内部分由施工企业承担，超出部分纳入价差。各季度材料价差 = ( 施工图材料数量 季度完成投资比例) ( 部颁各季度信息价 概算编制期单价) ;各季度施工企业承担的风险 = ( 施工图材料数量 季度完成投资比例 概算编制期单价) (5%) ;季度可调价差 = 各季度材料价差 各季度施工企业承担的风险( 当各季度价差在施工企业承担风险范围内， 不调价差， 超出范围则按该公式调整) ;可调价差 = ( 季度可调价差 + 季度可调价差 3. 35%税金) 。3. 2长钢轨焊接费用调整由于铁路建设项目较多，既有的焊轨基地已不能满足无缝线路铺设的需要。对不能在既有焊
14、轨基地焊接的无缝钢轨，按 “ 铁路建设协调小组第四十七次会议纪要 : 100 m 定尺钢轨焊接单价为 4. 3 万元/km，25 m 定尺钢轨焊接单价5. 9543 万元/km” ， 对初步设计的钢轨焊接费用进行调整。焊接增加费 =4. 3 无缝线路铺轨长度 初步设计焊接接头费用。3. 3火车运价调整材料中采用火车运输的大部分材料都为甲供材料，因此在建设单位提供的采购合同中都包含了由火车运输这部分价格，无需再调。除了甲供材料以外，T 梁和由火车运输的道砟需要根据国家颁布的货运价格进行调整。4其他征地拆迁的调整，以初步设计批复的征拆费用为基础，建设单位提供的实际征拆价格为依据，两者之差即为需要调
15、整的费用，这就要求建设单位对征地拆迁的组卷资料真实可靠，且不能有增有漏。调整时有两方面需要注意:一是若征地拆迁工程由地方承担，在概算清理时则不调整;二是征拆工程中已招标给施工企业的，在检算中已含，不能再做调整。新增工程为初步设计批复中不含的内容，在建设过程中由于一些非建设、设计、施工、监理单位的特殊原因( 如新的规范要求、 运营部门或者其他部门的要求等等) 而必须增加的工程，在概算清理时需纳入。其他费的调整，是原概算 11 章中已批复的费用，在项目未实施时尚未全部与其他相关部门签订合同，原概算有的费用只能暂列或者无法计列，因此在项目实施后，根据建设单位签订的每一个合法合同逐一核实，对确已发生的费用逐一清理，而未发生的费用则需如实取消。5结语铁路工程概算清理是一项繁杂的工作，清理过程中尤其是设计单位和建设单位要保持科学严谨的态度、客观公正、实事求是的对每一项费用负责，只有这样才能真实的反应项目建设的全部工程投资，才有利于对建设项目进行全面的财务评价。本文通过对概算清理内容的分析，总结了调整过程中的重难点工作，对其它项目在概算清理时有一定的参考作用。 ID:7428参 考 文 献: 1铁建设 2009 46 号， 关于铁路建设项目实施阶段材料价差调整的指导意见 R 2李向东 清理概算中的重点问题探讨J 铁路工程造价管理，2011， ( 1) 322
