空調(diào)制冷技術(shù)論文(2)
空調(diào)制冷技術(shù)論文
空調(diào)制冷技術(shù)論文篇二
淺析制冷空調(diào)自動控制技術(shù)
摘要：本文作者介紹了制冷與空調(diào)自動控制系統(tǒng)的主要原理，著重從自動控制技術(shù)的目的、內(nèi)容、方式、特點、發(fā)展方面分析自動控制在制冷空調(diào)技術(shù)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：制冷空調(diào);自動控制技術(shù)
1 制冷與空調(diào)裝置自動控制的目的
1.1 提高制冷設(shè)備運行的穩(wěn)定性
當(dāng)負荷及環(huán)境溫度變化時，可自動調(diào)整制冷設(shè)備的運行，使其在相應(yīng)的工況下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。最簡單的例子如BCD-183W電冰箱，當(dāng)冷凍室冷點溫度達到-24±1.1℃時，溫控器檢測出這個溫度便立即做出反應(yīng)，斷開壓縮機供電回路，停止制冷。當(dāng)冷凍室溫度回升到-18±1.1℃時，壓縮機又自動投入到制冷運行狀態(tài)下，周而復(fù)始，于是冷凍室的溫度便始終保持在-18℃～-24℃的范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。
制冷系統(tǒng)是一個嚴(yán)密封閉的系統(tǒng)，為了保障制冷設(shè)備正常運行，并達到所要求的指標(biāo)，需要把控制溫度、壓力、流量、濕度等許多熱工參數(shù)的一些控制電器和調(diào)節(jié)元件、各種儀表及附屬設(shè)備組合起來，形成一個控制系統(tǒng)。
在制冷系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)與控制的最主要參數(shù)是蒸發(fā)壓力與溫度、冷凝壓力與溫度以及壓縮機的能量等，因為它們與制冷能力、電能消耗和制冷系數(shù)有著密切的關(guān)系。調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)不僅要保障設(shè)備的安全運行，而且當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時，可通過調(diào)節(jié)來獲得廉價的人工制冷。
實現(xiàn)制冷機及其系統(tǒng)的全自動控制是制冷系統(tǒng)發(fā)展的方向。目前，隨著計算機技術(shù)逐步介入制冷裝置的自動化，各種大小型制冷機甚至整個制冷系統(tǒng)都在向全自動化方向發(fā)展，對制冷裝置有關(guān)參數(shù)的最佳綜合調(diào)節(jié)、實現(xiàn)壓縮機的連續(xù)調(diào)節(jié)和系統(tǒng)的節(jié)能等，就成為各國競相研究的方向。
制冷系統(tǒng)所以能制冷是由于制冷劑在一個不變?nèi)莘e的蒸發(fā)器中，保持一定的蒸發(fā)壓力P值進行吸收外界熱量而實現(xiàn)降溫的過程，要獲得恒定的壓力，除了壓縮機不斷地吸入壓縮蒸汽外，還要有“膨脹閥”，“節(jié)流閥”等閥體，來限定制冷劑一定的流量。有了恒定的蒸發(fā)壓力，才能獲得穩(wěn)定的蒸發(fā)溫度。
1.2 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)制冷劑的供液量，以維持被冷卻物體所需要的低溫。
1.3 保證制冷設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。
當(dāng)系統(tǒng)運行時出現(xiàn)壓縮機吸氣壓力過低、排氣壓力過高、液擊或過熱、油壓低或油壓消失，以及供液不足、斷水等不正常現(xiàn)象時，自動保護裝置可使其維持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，出現(xiàn)緊急情況時，便自動停止運轉(zhuǎn)。
1.4 全自動系統(tǒng)可按程序啟動、自動調(diào)節(jié)、自動記錄、自動顯示，以減輕操作者的勞動。
1.5 提高運行的經(jīng)濟性。
2 制冷空調(diào)裝置自動控制系統(tǒng)的特點
2.1 多干擾性
例如，通過窗進入的太陽輻射熱是時間的函數(shù)，也受氣象條件的影響;室外空氣溫度通過圍護結(jié)構(gòu)對室溫產(chǎn)生影響;通過門、窗、建筑縫隙侵入的室外空氣對室溫產(chǎn)生影響;為了換氣(或保持室內(nèi)一定正壓)所采用的新風(fēng)，其溫度變化對室溫有直接影響。
2.2 多工況性
空調(diào)技術(shù)中對空氣的處理過程具有很強的季節(jié)性。一年中，至少要分為冬季、過渡季和夏季。近年來，由于集散型系統(tǒng)在空調(diào)系統(tǒng)上的應(yīng)用，為多工況性的空調(diào)應(yīng)用創(chuàng)造了更好的條件。由于空調(diào)運行制度的多樣化，使運行管理和自動控制設(shè)備趨于復(fù)雜。因此，要求操作人員必須嚴(yán)格按照包括節(jié)能技術(shù)措施在內(nèi)的設(shè)計要求進行操作和維護，不得隨意改變運行程序和拆改系統(tǒng)中的設(shè)備。
2.3溫、濕度相關(guān)性
描述空氣狀態(tài)的兩個主要參數(shù)溫度和濕度，并不是完全獨立的兩個變量。當(dāng)相對濕度發(fā)生變化時要引起加濕(或減濕)動作，其結(jié)果將引起室溫波動;而當(dāng)室溫變化時，使室內(nèi)空氣中水蒸氣的飽和壓力變化，在絕對含濕量不變的情況下，就直接改變了相對濕度、這種相對關(guān)聯(lián)著的參數(shù)稱相關(guān)函數(shù)。顯然，在溫濕度都要求的空調(diào)系統(tǒng)中，組成自控系統(tǒng)時應(yīng)充分注意這一特性。
3 制冷與空調(diào)裝置自動控制內(nèi)容及方式
3.1 制冷與空調(diào)裝置自動控制主要內(nèi)容
制冷空調(diào)系統(tǒng)由空氣加熱、冷卻、加濕、去濕、空氣凈化、風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)備以及空調(diào)用冷、熱源等設(shè)備組成。這些設(shè)備的容量是設(shè)計容量，但在日常運行中的實際負荷在大部分時間里是部分負荷，不會達到設(shè)計容量。所以，為舒適和節(jié)能，必須對上述設(shè)備進行控制，使其實際輸出量與實際負荷相適應(yīng)。目前，對其容量控制已經(jīng)實現(xiàn)不同程度的自動控制，其內(nèi)容也日漸豐富。被控參數(shù)主要有空氣的溫度、濕度、壓力以及空氣的清新度、氣流方向等，在冷熱源方面主要是冷、熱水溫度，蒸汽壓力。有時還需要測量、控制供、回水干管的壓力差，測量供、回水溫度以及回水流量等。在對這些參數(shù)進行控制的同時，還要對主要參數(shù)進行指示、記錄、打印，并能監(jiān)測各機電設(shè)備。
3.2 制冷與空調(diào)裝置自動控制方式
3.2.1 傳統(tǒng)的機械控制方式
傳統(tǒng)機械控制方式是機械技術(shù)與電工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，這種系統(tǒng)稱為傳統(tǒng)的開關(guān)、電器組成的控制(即雙位控制)系統(tǒng)。它以電動機為動力，以開關(guān)、繼電器、接觸器、機械壓力式溫控器等為控制件。它的控制方式以開關(guān)控制和比例控制為主，多采用機械作用式的自控元件，以獲得可以接受的、較粗的制冷溫控精度，并保證制冷設(shè)備運行正確、安全可靠。這種傳統(tǒng)控制方式已有近百年的歷史，目前，還有部分制冷設(shè)備采用這種控制方式。
3.2.2 電子式控制方式
電子式控制方式采用的是電子元器件與部分專用集成電路組成的硬件控制電路并結(jié)合繼電器、接觸器等控制器件，使制冷設(shè)備獲得較精確的溫控精度，并保證制冷設(shè)備運行正確、安全可靠。這種系統(tǒng)稱為由電子元件與集成電路組成的邏輯控制系統(tǒng)。這種控制方式僅僅使用了二十幾年，目前已經(jīng)很少使用了。
3.2.3 微電腦控制方式。
近些年，由于微電腦(單片機)控制技術(shù)及通信技術(shù)的快速發(fā)展，制冷空調(diào)設(shè)備控制系統(tǒng)中也大量的采用微電腦(單片機)控制，并把電子器件的信息處理和控制功能揉和到機械裝置中，應(yīng)用機械、電子、信息等有關(guān)技術(shù)，對整個控制系統(tǒng)進行有機的組織、滲透和綜合，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最優(yōu)化控制。這種控制方式不再是原有的那種單技術(shù)、單功能的控制方式，而是一種全新的，具有復(fù)合技術(shù)、復(fù)合功能、自動化程度很高的控制方式。采用這種控制方式的產(chǎn)品一般都具有自動控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自診斷、自恢復(fù)和智能化等多種功能。
4 制冷空調(diào)的發(fā)展趨勢
伴隨著科技的進步，節(jié)能、環(huán)保、健康、智能控制已經(jīng)成為空調(diào)發(fā)展的大趨勢。
節(jié)能成為空調(diào)器技術(shù)進步的重要標(biāo)志。特別是通過內(nèi)裝變頻器，使得壓縮機的運轉(zhuǎn)速度得以隨時調(diào)節(jié)，如志高變頻空調(diào)采用日本三菱電機壓縮機，主機自動無級變速，使節(jié)能效率顯著增強。
環(huán)保。隨著我國環(huán)保部門關(guān)于限制并逐步禁止使用氟利昂22制冷政策的推出，加上無氟技術(shù)和新冷媒在空調(diào)業(yè)中的不斷應(yīng)用，環(huán)保已經(jīng)成為一大趨勢，美的、科龍、志高等空調(diào)廠家已經(jīng)在不同程度地開發(fā)、生產(chǎn)環(huán)保型空調(diào)。
健康。近年來一是采用負離子滅菌除塵，如志高空調(diào)采用進口優(yōu)質(zhì)毛刷狀負離子發(fā)生器，通過電離作用，產(chǎn)生適量負離子與氧氣結(jié)合形成攜氧負離子，活化氧氣，從而提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，促進人體健康;二是使用光觸媒技術(shù)，光觸媒技術(shù)能迅速分解室內(nèi)由家具、建材、香煙、織物揮發(fā)出來的臭味、異味，抑制細菌、病毒的繁殖。
智能控制。采用數(shù)字化、電子化、模糊邏輯技術(shù)、傳感器技術(shù)、變頻技術(shù)控制空調(diào)器的制冷熱系統(tǒng)，使其智能化，更加節(jié)省能源和獲得更低的靜音。
5 結(jié)束語
為了保障制冷設(shè)備正常運行，并達到所要求的指標(biāo)，需要把控制溫度、壓力、流量、濕度等許多熱工參數(shù)的一些控制電器和調(diào)節(jié)元件、各種儀表、傳感器及附屬設(shè)備組合起來，形成一個控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)就是制冷與空調(diào)自動控制系統(tǒng)。
參考文獻：
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[3] 姜泓.自動控制原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.
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