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浅谈净化空调自动控制系统


                

摘要:在现代医院当中,随着空调系统设备越来越多,自动化管理在其安全运行和空气质量保证中发挥着越来越重要的作用,同时医院空调的能源消耗占总能源消耗中有很大的比重,因此,空调系统的节能是医院节能的重中之重,对于医院的洁净空调管理更是如此。做好净化空调的自动控制管理将会在空调节能、节约人员开支、提高综合管理水平等方面发挥极大的作用。

关键词:空调系统;自动控制;节能;管理水平


引言

净化空调主要保证室内空气的洁净度,温湿度和压差等指标,洁净度主要是通过初、中、高效过滤器的过滤作用实现[1]。温湿度主要通过冷热量的传递以及蒸汽来实现,然而在实际的空调运行中由于房间人员的进出、照明设施的开关、设备开启或停止运行等多种干扰源的存在,以及温度和相对湿度之间本身存在一定关系,这些因素的变化都会引起室内温湿度的改变,从而引起空调负荷的变化[2-3]。净化空调系统配备自动控制系统可以满足外界温湿度参数的变化和室内负荷及人员变化的要求,通过对空气进行净化处理,使其温度、湿度、风速、洁净度等指标均符合医院的使用要求,以满足医疗工作的需要[4-5]。同时,还能达到提高空调管理水平、节约能源、降低工人工作强度的目的。因此,研究空调的自动控制系统具有很大的经济意义。


1、净化空调系统

现在我们医院的净化空调系统主要包括制冷机、锅炉、换热装置、空气处理设备、通风系统、水系统及空调自动控制和调节装置等部分组成。制冷机、锅炉和换热装置主要为空气处理设备提供冷量和热量。空气处理设备作用是将空气处理到规定的洁净状态,主要设备有空气过滤器(初中高效过滤器),对空气进行净化;冷凝盘管对空气进行进行除湿和降温处理、电加热器对空气进行升温、加湿器对空气进行加湿处理等;空调风系统可分为送风系统、回风和排风系统,主要有风机、风管系统以及送风口、回风口、排风口、风阀等装置;空调水系统主要是将冷媒水或热媒水从冷源或热源输送至空气处理设备,主要由水源和管道以及水泵等组成,分为热水系统、冷却水系统和冷冻水系统。空调自控装置主要包括控制器、传感器、执行器等。调节装置主要包括阀门、开关等。净化空调系统的正常运行需要这些部分的共同配合,然而在这其中发挥主要协调作用的自动控制部分。


2、医院洁净空调进行自动化管理的意义

1)创造洁净舒适的环境

净化空调自动控制系统,对室内空气的温度、相对湿度、洁净度等加以自动控制,可提供净化区域所需要的空气的温、湿度、洁净度的条件,使空气质量达到净化区域需要的净化标准。从而保证洁净环境的质量以及患者的健康安全等。

2 )节约能源

在医院的能源消耗中,空调的能耗占有很大的比重,因此,对空调系统进行相应的节能措施是必须的。就个别控制来说,比如采用变频技术,医院很多空调机组、冷却塔、末端设备和水泵都是采用定频,如增加一套变频控制器,根据室内负荷变化自动调节运行状况,风机实现变风量送风,水泵实现变流量,制冷机实现变负荷运行,从而大大降低了能源的浪费节约成本。现在好的中央空调自控系统都已经从单个环节的控制逐渐进入到了综合能量的控制,形成基于计算机控制的能量管理系统,达到最优化控制,其节能效果非常明显。

3)保证空调运行的可靠性及安全性

净化设施的正常运行是保证医院净化区域空气质量的前提条件,而自动控制的在净化空调中的运用,大大提高了其运行的可靠性和安全性。控制器通过现场传感器对温湿度、压差等数据进行采集和实时监测,从而保证了净化空调系统时刻处于正常工作状态,能够及时在发现故障报警并进行调节使其恢复到正常状态从而创造了安全可靠的运行条件。


3、空调自控系统的分类

在中央空调的自动控制中经常使用的控制系统主要有以下几类:

1)设备集中启停控制系统

该系统的特点是:通过开关、接触器、继电器等,使得空调设备能远距离启停,同时通过设置指示标志,用以显示设备目前的运行状态。从严格意义上来讲,这种系统不能称之为控制系统,因为没有严格的形成闭环,没有反馈,只能根据现场仪表的情况反映设备的运行状态,出现故障或者温湿度、压差不合格的情况,需要进行人工调节,不能进行自动控制。

2)模拟仪表自控系统

其原理是通过现场的传感器采集数据传到控制器,控制器对采集到的数据与设定的数据进行比对,如果有偏离,将信号传递给执行器,由执行器控制相应开关或者阀门的开闭从而将被控参数维持在在规定的范围之内。

3)直接数字控制系统

利用DDC控制器、硬件设施如现场传感器、执行器等及其操作系统控制软件包,从而完成多台机组的自动控制。它有完善的控制软件,可以进行空调机组启停的控制、运行状态的显示、手自动状态、故障报警以及变频器的控制;风道过滤器堵塞报警;风道内冷、热盘管水阀的开度控制及状态显示、加湿控制、电加热控制、回风阀控制等。

4)集散控制系统

集散控制系统是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统,该系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起,结合相应的软件,可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能,可不断地监视风机、过滤器等的运行状态,收集有关温度、湿度、压力等有关参数,并对主要工艺参数形成了历史趋势记录,随时查看,并设置了安全操作级别,既方便了管理,又使系统运行更加安全可靠。


4、医院空调自动控制管理的趋势

1)环保和节能方向

人们对医院洁净环境要求的提升,促使净化空调系统的管理水平的的提升进而促进洁净空调自控系统的进一步发展。净化空调系统的设置,是以满足净化区的净化以及温湿度的要求为主要目的。但是在当今能源紧张、环境保护要求高的环境下,由于空调系统的能耗占医院总能耗的比例很高,空调系统还应在环保和节能方面做出更大的提升。现在能源的多样化,比如太阳能,地热能的应用,给空调系统在能源节约方面提供了基础支撑。但是,如何将这些能源的在空调系统的运用当中得到最大程度的利用和优化,离不开自动控制系统的作用。怎样解决新能源以及复合能源的利用优化,以及一些能量的回收、风机效率的提高等问题,如果能够很好地解决目前出现的一些问题,暖通空调自动控制系统将随着医院节能减排的深入而出现更宽的发展局面。

2)集中控制

空调自控系统的发展方向是大系统比如(楼宇控制系统)还是小系统(机电一体化),这两者都有一定的优势,就大系统而言,大系统具有通用性好、管理能力强、系统整体优化功能强等特点;小系统具有针对性强、使用灵活等特点。因此这也成为多年来行业一直存在争议的地方。本人认为集散控制系统是一个发展趋势,不光将空调系统、电气系统以及相应的系统整合到一个系统中进行管理,对于系统的优化以及管理水平的提升具有非常重要的作用。


5、总结

随着科学技术的发展,人和生产对空气温度、湿度、风速以及洁净度等等都有了越来越高的要求,同时环保节能的问题也得到越来越多的关注。发展医院洁净空调自控系统的发展,对于医院节能,保证患者健康,提高医院的整体管理水平和应急能力都发挥着不可小觑的作用。通过了解空调的自控系统,与世界上的先进的自控技术相结合,大力推动国内医院洁净空调事业的发展。


参考文献:

[1]潘云刚.我国暖通空调自动控制系统的现状与发展[J].暖通空调.2012

[2]李玉刚.建筑设备自动化[M].北京:机械工业出版社,

[3]黄翔.空调工程[M].北京:机械工业出版社[M].2006

[4]李金川,郑智慧.空调制冷自控系统运行与管理[M].北京:中国建材工业出版社,2002

[5] 金绍志, 汤淼华. 现代化医院中央空调系统的运行管理[J]. 卫生经济研究, 1999(7):38.


本文作者:济宁医学院附属医院  孙呈敖

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