暖通空调温度控制系统设计探究

顾华超

摘要：近年来，我国社会经济、人民生活水平都在迅速提升，与此同时，空调设备已经变成了国民生产生活的必备电器。空调设备的使用，大大提升了我们所处室内空间的舒适度及生产条件，但随之产生的危害也不容小觑，它关系着地球未来的整体生态。所以，人类慢慢把专注力转移到低碳环保的能源上，例如，风能、太阳能、地热能、生物质能等等。我国近些年来在能源上的花费在不断提高，尤其是建筑行业最是明显。根据相关资料的分析表面，我国在建筑上对能源的耗损量占到了整个社会耗损量的百分之三十多。不可否认，在二十世纪末期建筑上对能源的损耗只占到了社会整体耗损量的百分之十。在建筑上的所有能源损耗中，空调设备占到了百分之六十多。所以，空调设备的温度调控非常关键，能够在社会整体能源耗损的缩减上起到重要作用。基于此，本篇文章对暖通空调温度控制系统设计进行研究，以供参考。

关键词：暖通空调;工艺性质空调;温度控制;设计方法

引言

最近几年，从建筑暖通空调的实际运用效率角度而言，依旧存在着一些缺陷与不足，对其运行效率造成不良影响。制冷系统的能源消耗大，和国内可持续健康发展理念背道而驰，在一定程度上导致能源紧缺现象。所以，完善把控暖通空调制冷体系，做好空调系统温控节能设计是我国节能减排保护环境的重要环节之一。

1暖通空調的常见类型

暖通空调根据差异化的类别划分标准能够分成较多不同的类型，最为多见的包括：第一，会按照其应用目的来划分类型，分为：工艺性质的空调设备与舒适性质的空调设备。其中舒适性较强的空调设备重点安置在办公室、住宅楼、商场或者剧院等空间内。而具有工艺性质的空调设备重点安置在电子产品制造车间、精密设备制造车间、电脑机房、医院手术室等对于封闭空间要求比较苛刻的环境中。此外，也可按照空调的整体布局将其划分成三类，分为：局部式空调设备、半集中式空调设备、集中式空调设备。本文主要研究对象为集中式的工艺性质空调设备

2工艺性质空气调节简述

工艺性质的空调设备的核心部件为输送与调节空气的集中式空调箱，该部件在运转中需要耗损的能量占到了整个空调设备耗损能量的近一半，所以温湿度控制系统的优良与否会直接影响到空调设备整体运行能耗情况，想要排除集中式空调设备能量消耗高这一难题，则需要从温湿度控制逻辑的改良上入手。在对集中式空调箱温湿度控制逻辑进行改良时需要根据已有技术与工作参数，对空调箱的运行原理进行详细了解，另外，还需要掌握空调箱能量消耗多的起因，进而达到对温湿度控制逻辑改良的目的。

集中式空调箱产出冷气主要是利用蒸发器外流动的热空气与蒸发器内的制冷剂进行换热来完成的，集中式的工艺性质空调设备除具备必要的空气降温功能外，一般都具有再热、加湿、过滤等功能。集中式空调箱是通过各个功能段协调处理，最终得到我们所需状态的空气后再送至室内，各个功能段的运行共同决定了空调系统的整体效率及能耗。

3空调温度控制现状

国内外诸如电子产品制造车间、精密设备制造车间、精密实验室、高端制药车间等场所采用的工艺性质空调，对于最终送入室内的空气状态均具有较高要求：恒温、恒湿抑或超净要求。其中对于湿度及超净空气的处理及控制过程较为简单不再赘述，本文主要探讨工艺性质空调的温度控制系统的设计问题。针对具有恒温要求的空调系统，温度的控制设计方案一般有两种：一次回风+其他热源再热、二次回风再热。当前工艺性质的恒温空调大多设计为一次回风+其他热源再热形式，再热热源可采用电再热或蒸汽再热，此种温度控制方案的优点是温控精准、反应迅速、控制逻辑简单、设备成本低，主要缺点是冷热直接对冲系统能耗很高。反之采取二次回风再热的空调系统则能耗会大大降低，但其温度控制的逻辑更复杂，对于温控技术要求也更高。因此，从优化系统控制逻辑及温度控制方法入手，降低工艺性质空调的能耗是完全可行的。

4温度控制方案

方法一：调节冷冻水的流速

在对空调箱表冷器内冷冻水的交互热量进行控制的过程中，能够达到对空调箱内空气温度的有效调控。热量交互的高低主要是由盘管内冷冻水流动的速度决定的。在空调开启制冷模式以后，如果室内的冷负荷在提升，便可对供水电动阀的打开角度进行加大，提升冷冻水的流量及流速，加剧表冷器内外换热。反之，则会产生相反的效果。当室内温度值要求恒定但室内负荷变化时，如果供水电动阀开度保持不变，势必当室内负荷较低时，就需要额外的再热热量进行对冲抵消，造成了能源浪费。因此，设计冷冻水阀门能够根据室内负荷的变化进行快速的动态调节，可以达到节能的目的

方法二：调节冷冻水的温度

空调冷冻水机组压缩机的能力输出决定了冷冻水的温度，如果提升了压缩机的运行能力，便能加大空调的制冷效果，这时冷冻水的温度也会随之下降，空调箱中表冷器的热交互能量也会提升，经过换热后的空气可以降到更低的温度值;如果降低了压缩机的运行能力，也就降低了其输出冷冻水的温度，空调箱中的热交互能量随之降低，空调箱所能达到的。此外，冷冻水的温度和与其换热的空气相对湿度也正相关，所以根据室内温湿度选取合适的冷冻水温度，也可以节省冷冻水机组的能耗。

方法三：调节送风机的转速

在调节室内空气温度时，可以利用对送风机转动速度的控制来实现。如果送风机的转动速度相对较高，便会随之提升室内送风量;反之，如果送风机的转动速度相对较低，那么室内接收到的风量就会比较少。这种方式比较直观、见效快，温度变化的速度也比较快，属于空调设备中最多见的调控方式。

方法四：调节风门的开度

对空调设备中风门的打开角度进行调控，能够达到对室内温度高低控制的目的。通常来讲，不应该对排风阀与新风阀的打开角度设置的太大。如果一个大型空调系统中某一房间内的冷负荷提升，便可加大此房间的送回风阀的打开角度。如果此房间室内冷负荷降低，便可降低其送回风阀的打开角度。应该关注的一点为：风量的变化控制对于有洁净度要求的场所不适用，调整送回风量会给洁净室气体的干净程度带来较大影响，也就是说洁净室送风量相对越高，室内气体的干净程度越高，如果降低洁净室的送风量不能满足其必要的换气次数，则洁净室内的空气洁净度无法保证。

想要达成良好的温度调控成效，一般会从上述4个方式中选出2种方式进行综合调控。例如，某一空调系统选择了方式1与方式3相融合的调控方式。将PID调控算法当作基础，构建出的外环与内环温度闭环调控模式。能够获得安全稳定的调控系统。

5建议

针对暖通空调系统来讲，从建筑门窗中流失掉的能量，在空调整体的工作负荷中多占比重很高。建筑的施工架构、密封程度与散热能力会给能量的损失带来较大影响，我们不能小觑流失的这些能量，应该通过有效方式充分利用这些能量，可有效缩减空调工作过程中对能源的损耗量。所以，提升建筑整体围护结构的隔热保温水平，亦能够为空调设备能源耗损量的降低做出贡献。

结束语

总之，随着国内工业加工水平以及人们生活水平的不断提高，其对于空气调节控制水平和精确度的要求也越来越高。而当前随着人们节能降耗意识的加强，不断改进暖通空调系统，提高运作效率，降低耗能则势在必行。在工艺性质暖通空调行业中对于温度的控制，最有效的方法就是全面提高暖通空调系统的智能化，在空调系统运行时能够根据收集到的室内空气温度、湿度等指标与空调内设置的标准比对情况，运用精确的智能化技术系统发挥温度实时调节功能，在提高空气调节功能及室内舒适度的同时，实现耗能降低。空调系统温度控制设计的方法远远不止这些，仍有更大的发展空间，这就需要人们不断的进行深入研究，为建筑行业持续的节能环保提供技术支持。

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