空调控制方式通常按照控制系统来分类,可分为手动空调和自动恒温空调。手动空调通过旋钮或按键调节温度,而自动恒温空调则能够根据乘客需求自动调节室内温度。高级轿车普遍配备的是自动恒温空调。
传统上,中央空调系统大多采用定流量控制方式,其中空调冷冻水流量、冷却水流量以及
冷却塔风机风量保持恒定。这种方式虽然系统简单,无需复杂的自控设备,但也存在一些问题:
随着楼宇自动化系统(BAS)的发展,在中央空调领域,人们开始采用BAS对空调系统设备进行控制。BAS可以通过远程启停控制水泵、风机等工艺设备,实现"精细化使用"节能;也可以通过采集空调系统管网压力或温度,利用PID或PI算法控制变频器调节水泵转速,使其流量跟随负载变化,达到水泵节能目的。BAS实现了楼宇机电设备的集中监视及分散控制,具有良好的可靠性和开放性。然而,BAS的节能性能相对较差,原因有两点:
- BAS通过DDC或UC控制器以PID或PI调节变频器频率实现水泵节能,但由于PID或PI调节器的重要工程参数(KP、TI、Td)一旦整定后便固定不变,无法适应中央空调系统时变性的动态特征,因此静态参数的PID控制方法难以达到最佳控制效果。
- PID或PI调节器的关键工程参数(KP、TI、Td)一旦确定后,除非人为干预,否则不会改变。这意味着相同的参数将用于应对不同运行工况,而在中央空调系统这样一个时变性动态系统中,这些静态参数的PID控制方法无法达到最佳控制效果。
- 中央空调系统的过程要素之间存在严重的非线性、大滞后及强耦合关系,无论是经典PID控制还是现代控制理论的各种算法,都难以实现良好控制效果。此外,恒压差或恒温差的单参量控制容易引起水系统参量振荡,长时间无法达到设定值的稳定状态,不仅影响系统稳定性,还降低了空调效果的舒适性。