空气调节中中央监控系统的发展与应用研究

李杰

（哈尔滨商业大学 黑龙江哈尔滨 150028）

1 空气调节中的中央监控系统

1.1 空气调节内涵

空气调节简称空调，是通过对建筑物的温度、湿度等因素进行调控，为使用者营造良好的建筑环境的设备设施，空气调节根据使用的环境不同、作用的范围不同在设备规模、价格上有所不同，但是基本原理大同小异，空气调节的作用原理可参见图1，在技术的进步和推动之下，空调系统的原理也趋向复杂，但是基本原理都是相同的，其通过智能化监控，协同压缩机、冷却水泵、蒸发机、冷却塔、水冷管盘等多设备共同为建筑物使用者带来良好的使用体验。

1.2 中央监控系统作用原理

空气调节中的中央监控系统是指集中式空调搭载的大型空气调节系统，其能对室内的温度和湿度进行监控，并且实现室内的温度和适度维持在一个稳定的取值范围内，因为空气调节系统的作用对象是人，因此中央监控系统的监测调节数据也是以服务建筑物使用者、给使用者一个舒适的空间体验为目标，主要影响因素有室内物理因素和人体舒适度，并且从空气温度、空气流速和空气相对湿度进行调节。在技术的进步之下，中央空调监控系统一定是趋向复杂化的，这里参照的是最基本的监控系统作用原理。

2 中央监控系统的演变和发展

空气调节中央监控系统的发展史建立在技术的革新和进步中完成，并且在计算机技术的数据处理能力和设备控制能力的提升之下，越来越多自动化的系统技术也在不断出现。空气调节中央监控系统的演变可从20世纪70年代后开始分析，这个时候微型计算机和单片机等设备的问世，也意味着自动化监控系统的发展和演进。

2.1 微机巡回检测数据处理

该系统主要是通过计算机处理数据，并以打印机和微型计算机显示数据为参考，工作人员对中央空调的控制仪表进行手动操作，进而影响设备的运行效果。生产过程中设备上搭载的监测传感器会对环境信号收集并传入微机检测系统，并形成微机和生产过程的巡回处理，这一阶段下，主要的调节操作需要人为完成。

图1 空气调节系统作用原理

2.2 微机操作指导控制系统

该系统是在微机巡回检测系统的基础上的进阶发展。计算机不仅能进行数据处理，也能将巡回检测系统中，人为操作的部分交由计算机完成，在系统设计之初，程序设计人员通过生产需要的参数，对系统输入运行算法，计算机识别生产过程的数据，并与标准值进行比照进行调节操作。

2.3 微机直接数字控制系统

微机直接控制系统（简称DDC）是通过控制器、传感器、执行器和中央监控系统软件来完成空气调节功能，该系统的出现，意味着空气调节已经具备完善的控制软件，既能集中控制，也能独立工作，推动了空气调节中央监控系统的集散化发展，该系统主要应用于冷冻站、新风机组等多回路控制。

2.4 微机监督控制系统

微机监督控制系统（简称SCC）将DDC计算机控制系统结合起来，实现了计算机监督控制设备的运行。其采取双重控制的模式，DDC计算机控制空调机组的运行，SCC计算机对DDC计算机的行为进行监控，加上了对DDC计算机控制的环节，将空气调节系统更加智能化。

2.5 微机集散控制系统

该系统也称为分布式控制系统，该监控系统是在DDC监控和SCC监控的基础上，再加上MIS控制（management information system）协同作用，实现了多级计算机的控制。MIS控制中的管理计算机，对SCC监控计算机进行监督控制，SCC计算机对DDC计算机控制，形成一种三级调控模式，如此一来空气调节的监控更加系统化智能化，分工明确但又联系密切。

2.6 现场总线控制系统

现场总线控制系统（FCS系统）的出现意味着中央空调的发展进入全数字化阶段，从最高决策设备到底层运行设备，都有精密的控制系统作为支撑，智能仪表成为空气调节的“大脑”，能根据对监测数据实时分析，精确控制子设备仪器，实现区域环境的优化和调节。此外，党空气调节机组出现问题的时候，监控系统也负责对故障进行报警，以便中央空调管理人员及时排查机组运行风险。

3 中央监控系统的工作影响因素

调房中的空气影响因素取值主要参照温度-湿度指数公式，还要考虑到部分影响人体健康的气体含量。空气调节的中央监控系统应当为改善建筑使用人的生产生活环境为目标，并根据建筑物的具体的使用用途进行分析。

3.1 室内气温

气温的高低会影响到人体的冷热感，并对人体机能的工作产生不同的影响，实验证明，在室内温度为25℃的时候，思维的敏锐性最高，这时候最适合上班族工作，但是在低于18℃和高于35℃的时候，人类的思维能力和工作效率会降低，甚至会因为温度过高和过低对机体的健康产生影响。

3.2 室内湿度

当人的身体表皮过于干燥的时候，会导致人体的舒适感下降，但是如果室内湿度太高，会给室内的霉菌和细菌大量滋生产生条件，因此在中央系统的监控调节过程中，也要对室内的湿度进行监测控制，主要的计算公式为：THI=TDd-0.55（1～RH）（Td-58），在不同的温度下，为了保证环境的舒适性，其湿度调节都是不同的，其调节目标都是以人体对热湿环境满意为标准。

3.3 室内风速

风速与室内的温度和湿度调节相挂钩，风速越大，人体的散热速度就越快，人更容易感觉寒冷并干燥，一般0.5m/s的风就会对人的主观感觉产生影响了，诚然，风速越大会带走一定的细菌和病毒，还会提升人体的热舒适度，但是风速过大也会对人体的健康产生一定的影响。

4 空气调节中中央监控系统的发展趋势

在科学技术不断发展的当下，空调的中央监控系统也趋向复杂化和智能化，也空气调节也不仅仅是简单意义上的制冷制热的功能，也承担着其他的功能，如改善空气质量、为使用人营造健康舒适的生活生产环境。通过对中央监控系统的发展趋势分析，系统的升级是在完善控制系统，实现自动化智能化操作的要求下开展的，从最简单的人为调节，到不再需要人力参与的自我控制和自动运行，再到网络化控制，都是在技术的进步之下不断演进发展的。影响中央监控系统工作的因素，都是围绕着为使用人营造良好的生产空间，或者满足生产生活需要设计的，当然目前也有很多恒温恒湿空调的面世，给空气调节工作带去了更多的科技含量，因此，未来空气调节中央监控系统的发展，应当在满足中央空调的基本功能如调节室内温度和适度、自然换风和清洁空气、杀灭细菌和消除污染等的基础上，实现智能化、网络一体化和节能化发展。未来高精度的温度和湿度控制、低能源消耗、高效管理和网络化管理的空气调节设备，也成为发展趋势，因此中央监控系统也将向着这一趋势发展演进。