自动控制在暖通空调系统中的发展与应用

时间：2024-04-24

陈非凡

（江西省建筑设计研究总院，江西南昌 330000）

暖通空调系统之所以在我国建筑行业中得到广泛的推广与应用，主要是它可以为空间使用者提供舒适的生活以及工作环境。尤其是在气温变化差异较为明显的地区，暖通空调系统更是提高居家幸福感的重要工程。通常我国大型暖通空调系统所需的冷量，需要通过多个智能站点连接而组成。但是由于暖通空调系统还未达到全面的完善，所以在实际使用过程中，不能向使用者提供相应的制冷服务。面对暖通空调系统的不完善之处，相关工作人员应该积极汲取国内外先进的技术理论，充分完善我国暖通空调系统。

1 自动控制在暖通空调系统中的应用

随着科学技术力量的不断提升，当前我国各行各业正逐步朝着自动化方向发展。相较于传统控制模式，自动化控制模式可以更加精准的结合运行要求，实现对生产设备的精准化控制。现阶段，为提高系统运行效率，我国各行业领域对自动化控制的要求日益提高。虽然在自动化控制方面，我国已经取得一定的进展，但是与发达国家相比较还需不断完善自动化控制系统及技术。在建筑行业中，应用暖通空调系统实现自动化控制主要涉及三个阶段。一，上世纪80年代左右，中央空调控制系统开始出现于我国建筑行业中。在构建中央空调控制系统时，通常结构较为简单，仅有一个开关键实现对设备的控制。二，随着工业技术的不断发展，在中央空调控制系统中，逐渐融入PID控制器。PID控制器的引入，从整体上对中空调系统进行了改造与完善，实现对设备的控制。三，目前阶段随着信息技术的不断发展，中央空调控制系统正在朝着自动化模式发展。

2 暖通空调系统自动控制方式

2.1 PLC控制方式

目前在我国建筑领域中，设计与建设中央空调系统通常会应用PLC控制方式。因为，经实践证明PLC控制方式比较安全可靠。同时，技术人员可以通过编程来实现对中央空调的控制。所以，PLC控制方法也被称为编程控制器。在整个中央空调系统中将PLC安装在主要监控对象的周围，可以对空调系统进行实时的监控［1］。

2.2 DDC控制方式

DDC控制方式主要应用到数字技术。在对中央空调系统实现监控功能时，要对所监控的目标数据进行数字化的模拟。通过调整目标参数，进而达到控制功能。例如，在建筑物内部室内温度一旦发生变化，空调系统便可以对温度数值的变化进行转换，将温度值转变成电流值，同时通过数字模拟技术将电流值的变化以数字量的方式传给控制器。然后，空调控制系统发出指令，有效调节室内温度。通过DDC控制方法，进行空调控制，可以将室内温度保持在一定数值。DDC控制器调节温度与初始设置的数值呈正相关趋势，与此同时初始设置的数值和系统动作协调之间的关系也呈正相关趋势。所以，在合理设计空调系统时，可以必须要使整个控制系统与所控制目标规模相匹配［2］。

2.3 继电器控制

通过继电器来实现控制功能，主要是利用小电流来控制大电流的变化。在空调系统中，继电器功能的发挥也如此。如果在空调系统正常运行过程中，电流发生变化，存在大小不同的情况，那么电流量也会产生相应的变化，此时继电器就需要发挥功能，将电流变化控制好。在中央空调系统中，所可以使用的继电器种类非常之多，比如常见的电磁继电器、时间继电器等等。设计人员通过合理选择继电器，可以实现对中央空调系统的延时功能以及通断流量等功能。

3 自动控制在暖通空调系统中的发展与应用

3.1 遗传算法的运用

遗传算法是一种基于数学模型的搜索模式。在空调系统初期设计阶段，遗传算法因其自身特点而被引入到PID管理系统中。随着技术以及管理方式的完善与优化，传统PID管理系统已经无法满足现代空调系统运行的要求。在这一过程中，相关工作人员发现遗传算法具有更高的应用价值。与传统管理方式相比，不需要依赖数学模型，便可以实现信息的搜索。所以相关工作人员将模糊控制与遗传算法相结合，实现对空调系统的更高阶控制，即实现对空调系统的变频控制，为空调系统的发展开创新的发展方向。

3.2 模糊控制的应用

模糊控制是指空调系统可以对房间温度以及人体温感进行模糊预测。将模糊控制应用到空调控制系统中，主要是因为模糊控制可以保证控制系统运行回路的完整性，并且在空调系统运行过程中可以保证工作的稳定性。例如，我国人流量较大的车站，其应用到的中央空调控制系统，便是基于模糊控制基础而完成。

3.3 神经网络控制的应用

与传统PID系统相比，神经网络控制系统具有更强的水温控制能力。这表明应用神经网络控制系统可以结合使用者的具体需求，合理调节能源消耗，有效控制能源消耗量，实现整个运行系统的节能高效［3］。在实际运行过程中，神经网络控制系统不仅可以对空调运行状态进行控制，同时也可以对其工作环境进行控制，有效预测环境温度所需的能耗，实现更合理化的调节。