中央控制系统论文

中央控制系统论文（共12篇）

中央控制系统论文 篇1

与传统的中央空调电气控制系统相比较, 现代的智能空调在性能上有了很大的突破。传统的温度控制系统是经过温度传感器识别室内的温度变化, 进而对压缩机的启动和停止状态进行控制, 而空调内的风扇则在设置的速度范围内运行, 这样的系统设计将会造成控制的室内温度变化较大, 用户在使用空调时, 感受不到空调所起的作用, 温度变化不是很明显。采用现代智能化的空调电气控制系统, 其具有自动调节的功能, 使空调能获得准确的动态控制参数, 空调器的中央电源及其他执行单元也能得到很好的控制, 使空调器处于连续的、高性能的工作状态。

1 中央空调硬件设计

1.1 中央空调器系统结构

针对分体式的空调, 其运行部件包括室内的风机和室外的风扇, 室内风机和室外风扇所起的共同作用是把空调器运转所产生的热空气或者冷空气转到室内的不同地方, 从而实现调节室内温度变化的目的。空调器温度的设定及其他运转指令, 是通过红外线遥控器及室内空调控制板上的红外线接收器的控制, 传递到室内空调机控制板上的单片机, 按照空调器所汇编的指令及温度传感器的工作状态, 从而对室外的风扇电机、风门电机进行有效的控制, 并且需与室外空调机中控制板上的单片机能进行有效的通讯。

1.2 室内红外遥控信号接收装置

红外遥控器由红外遥控接收器和红外遥控发射器组成。红外线遥控接收器, 其由一块具有集成电路特性的光敏二极管构成, 而红外线遥控接收器是以专用的集成电路IC1为主导的红外遥控发射、由矩阵开关构成的发射器键盘矩阵两部分组成, 其通过与集成电路IC1内的扫描脉冲发生器和矩阵电路键盘信号编码器形成键盘指令, 进而输入电路。

1.3 室内空调风扇电机调速控制功能

对于室内的风扇电机, 其运用单向交流电机原理、移相调压调速法来控制风扇电机的调速功能。对于室内的温度控制, 其由热敏电阻经过检测, 然后送到中央空调的A/D模拟转换通道, 依据中央空调结果控制片内部的PWM口, 采用具有双向可控硅特性的光耦合驱动器驱动程序, 为了改变风电电机输出脉冲的宽度大小, 可以对双向可控硅的光耦合驱动器的导通角来进行控制, 进而改变风扇电机主电路的实际电压。

风扇电机的单片机左侧运用相位同步电路的原理, 即经过同步变压器的原理, 进而得到同步电路的电压, 同步电路的电压经过全桥整流电路的原理, 进而对其进行整流, 得到整流后的电压可以连接在三极管的基极, 通过这样的原理, 在进行交流正弦电压过零点时, 就可以产生同步信号, 其同步信号经送入单片机内, 将作为零点的相位角。由于过零脉冲的周期性一般为10ms, 按照风扇所需要的转速大小, 进而算出风扇电机相应的电压值、对应的相位控制角、其电压与导通角的关系公式为:

其中, U为同步电路输出电压, U0为同步电路输入电压, 而a为双向可控硅的导通角。

2 空调室外风扇电机的控制电路设计

针对室外的风扇电机电路原理, 其运用变绕组调速方式的原理进行设计, 变绕组调速的转速分为高、中、低三个不同档次的转速, 其速度档位的控制, 是与空调室外机的冷凝温度、室外环境温度有关系的。如果室外机的配管温度与室外环境温度相同时, 则室外机的风扇将停止运行。如下图所示, 显示的是室外风扇电机的转速控制原理图。

室外电机的热敏电阻受室外机温度和室外环境温度的影响, 其热敏电阻送入单片机的A/D模拟转换通道, 即PS1、PS2通道, 通过温差控制转速的大小。对于单片机的引脚P2.1~P2.3口, 依据转速的运转指令, 进而引脚进行置位或者是复位;对于方向驱动器的J1~J3驱动继电器, 其分别对应高速档位、中速档位、低速档位。

3 结束语

本文对中央空调电气控制系统作了分析研究, 通过分析室内风扇电机及室外风扇电机的结构组成及设计原理、红外遥控器设计电路原理及室内空调软件设计流程等, 进而了解中央空调电气控制系统的设计原理。

摘要：传统的中央空调的调节方式具有一定的局限性, 本文主要探讨一种具有冷热交替使用的中央空调电气控制系统, 其分为室内空调机和室外空调机。通过分析室内红外遥控接收装置、硬件电路设计及软件电路设计, 从而对中央空调电气控制系统进行研究。

关键词：模糊PID,中央空调,电气控制系统,研究,分析

参考文献

[1]江静, 张雪松.基于模糊PID控制的变频空调电气控制系统的设计[J].华北科技学院学报, 2010, 04:64-70.

[2]郭永吉.中央空调温度控制系统研究[D].兰州理工大学, 2008.

[3]胡曙敏.中央空调控制系统研究[D].浙江工业大学, 2012.

[4]肖向阳.地源热泵中央空调节能控制系统研究[D].湖南师范大学, 2010.

中央控制系统论文 篇2

一、中央空调水系统清洗

1、中央空调在调控温度方面起着举足轻重的作用。空调经过长时间运行，空调冷冻水、冷却水系统、制冷主机及风机散热盘管不可避免的出现了水垢、锈蚀和粉尘问题。具体分析如下： 腐蚀：空调系统的冷却、冷冻水未经处理有极强的腐蚀性，如将普通钢片或铁钉放入水

中，几天后就会出现铁锈，放置时间越长则锈蚀越严重。设备内壁常因腐蚀造成锈渣脱落，甚至于穿孔，脱落的锈渣会堵塞盘管，使制冷效果下降；同时腐蚀的存在使设备的使用寿命大为缩短。

 结垢：管道内溶于水中的无机盐结晶后，在冷凝器等换热面管壁上形成水垢，导致热交

换效率降低，制冷效果下降，严重时下降30%。同时垢的增加，则用电量增加或燃料消耗量上升，严重时增加35%。

 生物粘泥：由于水的泥土、泥沙、腐殖物形成污垢，加上细菌、藻类等微生物及其分泌

物形成的生物粘泥，严重时造成管路堵塞；而污垢、粘泥会影响热交换效率，多耗电能，造成高压运行，严重时造成超压停机。所有这些严重地影响了空调系统的正常运行。所以中央空调系统出现水垢、锈蚀、淤泥、细菌和藻类问题将直接导致制冷能力减弱，使用寿命缩短、运行可靠性降低、能耗提高导致运行费用增加。为使中央空调系统在最优化状态下运行，就必须对空调系统的冷却水和冷冻水系统进行专门的化学药物处理：清除水垢、锈蚀、粘泥、杀菌和防腐蚀处理，意义在于： 节约能源、降低运行成本。在中央空调的蒸发器和冷凝器传热过程中，污垢直接影响着

传热效率和设备的正常运行，中央空调机组运行结果表明，未进行清洗的空调机组运行一段时间后用电或燃料消耗将增加10-30%



 延长使用寿命，减少设备折旧使用费。减少事故停机，改善制冷效果。清洗可去除污泥，使管路畅通，水质清澈。同时除垢、防垢，提高了冷凝器、蒸发器的热效率，从而避免了高压运行超压停机现象，提高了冷冻水流量，改善了制冷效果，使系统安全高效运行。

 为用户节约大量维修费：未经处理的中央空调，则会出现管道堵塞、结垢、腐蚀，超压

停机直至发生事故，如主机因腐蚀泄漏、溶液污染，则需更换铜管，更换溶液，维修主机，一般需维修费20-50万元。而经过处理后，既可减少维修费用，又可延长设备使用寿命，还能为业主减少几十万几百万的损失。

 改善工作环境。锈水、污水、污泥、菌藻都会对周围环境造成不良影响，而清洗能有效

地解决这些问题，从而改善了周围环境又保护生态环境，同时空调系统所供应的冷暖气清新、优质，有利于使用者的身体健康。

2、水系统清洗流程及步骤

清洗流程步骤：采取先清洗中央空调冷却塔、机房（蒸发器、冷凝器）开始向末端水管道清洗的施工方式进行操作。

杀菌灭藻清洗－－－－清洗系统－－－预膜－－－缓蚀阻垢

冷温水系统

（1）第一步杀菌灭藻清洗：

清洗膨胀水箱，然后在水箱中投加杀菌灭藻剂，开泵循环16-24小时，作全系统的灭菌灭藻剥生活污泥处理。

（2）第二步清洗系统

在冷冻水系统最低闸阀处排放冷冻水后，加至水满，然后于膨胀水箱投加系统清洗剂，开泵循环24小时，将系统内的浮锈、油污渗透剥落。

（3）第三步预膜

排放冷冻水，将清洗出的锈渣、污泥排出冷冻系统之处。拆开冷冻系统Y型过滤网，清除滤网杂物，再封好过滤器，向系统注水排气至冷冻水满。然后于膨胀水箱投加预膜剂，开冷冻泵循环半至48小时，排放2/3水进行第四步。

（4）第四步缓蚀阻垢

于膨胀水箱中投加缓蚀剂，开泵循环2小时，使药物均匀分布在系统中。试测PH值，PH值正常在8-10的情况下做浸片试验。该药剂在系统无泄漏的情况下，能保持一年的防锈效果。冷却水系统

（1）第一步

用高压水枪清洗冷却塔盘、填充料等，洗净其灰尘、污泥和青苔。

（2）第二步

于塔中投加杀菌灭藻剂，开泵循环16-24小时，作全系统的灭菌灭藻处理。

（3）第三步

在塔中投加系统清洗剂，开泵循环16-24小时，该药剂能把冷却系统的浮油污渗透剥落。

（4）第四步

排放冷却水，清洗冷却塔，拆开冷却水系统Y型过滤器，清洗过滤网内杂物，加满。

（5）第六步

在冷却塔中投加预膜液，开泵循环48小时，该药剂能在金属表面涂上一层膜，防止水中溶解氧吸附在管壁上。

二、中央空调风系统清洗、支风管的清洗步骤:

A、测机器人对风管内部进行检测录像;机器人从检测口放入要检测的风管内，对风管内部污染状况进行检测，通过监视的摄像单元可从显示器上看到风管内部污染的情况及整个检测的过程跟踪录像，并随时填写一些相关记录。

B、吸尘箱吸风管与主风管上的吸尘开口连接;风管上开一个口作为吸尘器设备的吸管接口使用,接处用专用软管连接通风管道和吸尘器（开口位置离送风口较近可利用现有的风口作为吸尘器的吸管接口）。

C、拆下支风管上的散流器及回风口进行清洗消毒后吹干;将散流器全部拆下，放到指定的地点集中进行清洗，灰尘如果松软易吹除，可使用高压空气进行吹洗，如果沾有油污、油垢较多应将专用清洗剂喷洒其表面5分钟-10分钟后，用清水进行清洗，干净后晾干（吹干）待装。

D、用软刷、喷嘴、电动万能刷等工具对支风管进行清洗,未被清洗的支风管与主风管连接处的防火阀处于关闭状态,清洗时吸尘箱处于开启状态;清洗时对于对于中央空调通风系统尺寸较小的风管，用电动万能刷进行清理，对弯曲的通风管段及立管，用空气软刷或者空气喷嘴进行清理.E、检测清洗效果,直至达到视觉清洁为止;检测时检测机器人进入管道内进行检测观察,用肉眼检查到清洁为合格。

2、主风管的清洗步骤:

A、新风口防火阀以及主、支风管相连处的防火阀,必要时清洗段两端用气囊封堵,并开启吸尘箱;

B、区分不同规格的风管,分别用清洁机器人、电动万能刷、空气喷嘴等工具进行污染物的清理吹扫,吸尘箱产生的负压对污染物进行收集;将清洁机器人放入清洗的中央空调风管内进行清扫作业，由近而远清扫风管内壁，清扫时使刷头或机器人沿作业口进入管道，剥离管道内壁附着污染物，使其可以被吸尘器制造的气流输送到吸尘器并被吸收。通过监视的摄像单元可从显示器上看到风管内部的清洗及设备的工作情况，以便通过操作按钮控制机器人手臂升降高度、滚筒刷及行进的方向。在用空气喷嘴进行吹扫作业时，吹扫设备沿作业口进入风道，进行高压空气吹扫，用压缩气流输送污染物。必要时可与清洁机器人配合使用，使风管内的灰尘能彻底地被吸出。

C、清洗后取出工具,用用检测机器人进行效果检测并录象,安装散流器及回风口,安装活门并关闭,打开防火阀,填写记录。

3、竖向或坡度及落差大于38o风管的清洗步骤：

A、竖向风管一般只在空调机房或通风竖井内,鉴于这种情况要把吸尘器的接口开在风管的底部.在最高处用高压吹气装置向管内进行反复吹洗.B、对于坡度及落差大于38o的风管也基本按上述方法用高压吹气装置向风管内进行反复吹洗。

4、风管附件的清洗步骤:

风管附件近处开孔,利用小型负压清洗集尘设备清扫(注意:风管探测装置一般与与火灾预警装置连接,在移动或解除风管探测装置前,确定火灾预警装置处于关闭状态。

5、过滤网的清洗步骤:

A、卸空调过滤网时不要碰到机组的金属部分,防止刮伤,拆下空气过滤网后轻轻拍弹或使用电动吸尘器除尘。

B、如果过滤网积尘过多，可用水或中性洗涤剂,但不能使用50度以上的热水清洗,以免变形，也不要用海绵清洁，否则会损坏过滤网表面。

C、用清水冲洗干净后，放到阴凉处吹干,千万不要在阳光下暴晒或在火炉旁烘干,因为那样会引起过滤网变形。

D、将吹干后的过滤网安装到机组原处,整个过滤网保养过程结束.6、室外空气入口的清洗步骤:

A、查看风口外部情况，检查外部天窗情况，查看玻璃和涂料是否完整.去除所有的碎片和脱落的涂料,以防止它们掉到中央空调系统中.B、清洗入风口内部,检查天窗调控器,天窗叶片和框架的牢固和完整性。用喷嘴或刷子清洗，去除所有的碎片、污垢和脱落的涂料。清洗时要与空气流动的方向相反。保证有充足的排水装置。如果没有，需要一个干湿吸尘器去除所有剩余的水。

C、如果金属表面腐蚀，表面需要进行刮去腐蚀的表面，重新喷涂料，以防止进一步的腐蚀。（注意：如果清洗过程中需要用水，在清晰之前，需要覆盖所有的电箱、传感器、适度感应装置以起到保护作用。）、混合箱的清洗步骤：

A、对混合箱进行开口，首先要将中央空调的面板挪开，或使用现成的开口。需要注意的是：如果将面板打开，需要将风堵或垫圈留好以便恢复使用。检查混合箱管壁，并查明其内部污染的情况，并做出清洁建议。同时还要检查金属腐蚀的情况和其结构是否完整。对混合箱初步的清洗是将其浮土清除掉。使用便携式负压吸尘设备来清洗混合箱，它可以有效地清除所有的碎片和空气中的粉尘。吸尘器所配的工具应根据现场的实际情况进行使用。如果必须使用水洗，须确保清洗前准备好排水的装置。

B、如果金属已经被腐蚀了，那么需要进行表面处理。要对腐蚀表面进行刮擦，并涂漆以防止金属表面继续被腐蚀，并且防止污染物进入第一层过滤板。喷涂所使用的漆应符合当地标准，并且应该与原有中央空调器使用的漆一样。

C、在初步清洁后，对混合箱进行检查。如果箱内有绝缘层，检查其是否完整。如果有绝缘层脱落情况，用胶将其粘好，并将脱落碎片清理干净。用手按压绝缘层看其是否完整。如果绝缘层损坏脱落，注意要记录在检查报告中。

D、清洁完毕后，将所有清洁设备收好，将面板开口复原，并涂上必要的密封胶。

8、扩散器的清洗步骤：

A、将连接管道的扩散器的口封好，可以防止喷头所喷出的脏东西扩散出去。用宽胶带或类似的东西来封口（要确保胶带不要把漆粘下来）。或者也可以用一个过滤介质来封口。

B、离管道操作开口最远端的扩散器的口不要封上，以保证管道中有空气补充，并且可以产生最大的空气量流向碎片收集设备。扩散器其他达不到的地方需要用手工进行清洁。请参看操作手册以获得更详细的介绍。

9、静压箱的清洗步骤：

洗静压箱时，首先需要在静压箱某一端开孔（根据现场拟订），用便携式负压吸尘设备吸除腔体内表面的灰尘，之后用空气负压机对腔体内及微穿孔内的消声器材（纤维棉）进行反复吹洗，以达到疏松、激活纤维棉的目的，从而更好的起到消声作用。之后，再用便携式负压吸尘设备在腔体内进行反复吸尘。最后，使用杀菌消毒剂进行消毒处理。

10、空调主机的清洗步骤：

A、清洗空调机组应该在回风管道清洗完毕之后进行，关闭送、回风管上的风阀，若是电动阀，则请物业部门协助关闭。

B、取出回风段上的空气过滤器，在水房用水清洗干净，放于通风良好的地方晾干。

C、用吸水吸尘器把机组回风段内换热盘管及箱体四壁上的灰尘洗干净，对换热盘管里层间隙内的灰尘，用压缩空气喷吹，操作时应防止盘管翅片折弯、变形，一边喷吹一边用吸尘器收集灰尘。

D、在灰尘收集完毕后，用水冲洗四壁和换热盘管，污水通过排水管排于机房地漏。冲洗干净后，再用压缩空气吹干。

E、在机组送风段，因为有电机和接线盒，所以禁止用水直接冲洗。先用遮盖物把风机和线盒包裹严实，防止进水。用吸尘器把送风段内换热盘管及箱体四壁上的灰尘吸干净，对换热盘管里层间隙内的灰尘，用压缩空气喷出，操作时应防止盘管翅片折弯、变形，一边喷吹一边用吸尘器收集灰尘。

F、取下包裹风机及接线盒的塑料袋，检查风机和接线盒是否进水，否则要及时处理。

11、现场恢复步骤

A、将清洗设备断电，把清洗设备上的污染物清理干净并装箱，将设备运行至下一个工作区间段。

B、清理现场，集尘箱中的过滤器拆除更换，污染物收集并且集中处理。

C、现场秩序恢复如初，保证现场设备设施不受污染。

商场中央空调系统设计 篇3

【关键词】大型商场；空调系统；冷热源

1、前言

大型商场建筑中为了保障舒适、安全的购物与工作环境，需要设置复杂的设备系统，包括：空调系统、给排水系统、电气系统、消防系统以及建筑智能化系统等。所有这些的整体的系统都是要与实际建筑工程相结合，更好的保证整体的使用和实际的效能的发挥。

人们追求生活质量的同时更加要求生活的舒适度，其中对于室内空气的舒适度要求也就更高，这样对于空调的设计就有更多的关注，人们在购物和休闲的时候对空调也有要求，商场的管理者对于空调的设计也是有要求的，所以不管是满足消费者还是商家的要求，提高空调的设计质量和降低消耗是在不断的设计和建设中央空调系统中需要充分考虑的问题。

2、商场中央空调系统的相关概念

2.1商场中央空调系统的组成

一些商场和休闲的场所为了更好的满足消费者的需要和整体环境要求多采用完全与室外隔绝的空调系统。在商场的空调设计中主要是冷和热源，空气的不同的改变和分配的系统等等部分组成。其中冷热源是为了帮助整体的空调系统给热和排除热，这样更好的控制整体的热量的舒适度，而空气调节主要是利用产生的热量和化学的物质来控制空气，从而达到符合人们舒适的程度，保证整体空间的气体循环和流动。调节是对于整体的空气的温度湿度等进行调节，从而保证整体的环境和空气的质量控制在人们可以接受有利于健康的一个范围之内。

总之它的每个组成部分都有着自己的功能和特点，所以要更好的做好空调的调节作用就要更好的实现部分之间的配合和各自的功能的发挥，对整体的运行采用可学办法进行监督和管理，这样保证更好的运行和更好的保证舒适和降低能源消耗的双重目的。

2.2商场中央空调系统特点

2.2.1空调系统分区：商场建筑通常采用玻璃幕墙等轻质外墙体系，故建筑物的热容量小、对外界环境变化较敏感，在不同朝向、不同高度的空调负荷差别很大。所以这样来说对于使用空调的建筑的一些材料的应用是要做好调查和考虑的，要在设计前研究调查，是否使用空调系统，如果使用最好使用可以降低空调消耗的材料，在实际的装修中更要提前做好设计方案，也要根据实际采取尽可能满足空调最小的消耗的方面做努力。

2.2.2空调设备对建筑立面的影响：冷却塔、新风口、排风口等空调设备需要置放在屋内，也可以在实际的外墙上开个口，这样会对建筑的整体的外立面造成影响。所以在实际的设计中要根据实际的需要进行空调设备的安装和使用，尽量做到最好的安置方式。

2.2.3空调受风的影响。我们不能忽略风对于空调的实际的影响，外面的风的速度是跟着一个建筑物的高度而变化的，高度越高风速就高，那么就是说明在高层的建筑中，高度很高就会导致整体的建筑的外面的渗透的风的压力和实际的热系数都在增加，这也就一定的程度上增加的空调的负担。所以在建筑的楼的高度和实际运用中要考虑全面，以便更好的使用和更有效的安装空调，更好的做好与实际结合的使用，从而更好的节能。

2.2.4大型空调设备的位置：高层建筑的制冷机组、空调机组等大型设备通常布置在地下层、设备层、屋顶等处。只有适合的位置，才能保证功能的发挥和空间的节省，更能更好的保证整体建筑的美观。

2.2.5设备管道与建筑空间：当空调的实际的需要的管道的大小变大的时候，其实际需要的整体的建筑的面积也就不断的增大，那么好的建筑师在规定建筑的层高的时候要结合实际的空调的具体的特殊性来进行更好的分析，不但要满足实际的需求，又必须确保空间的合理利用，不能浪费使用的面积。

3、工程举例

3.1工程概况

某工程位于洛阳市新区，建筑地上5层，高24m，地下共2层，地下1层为商业用房，地下2层为汽车库及制冷机房、热交换站、变配电室等设备机房。地上1～4层为高档商业、银行、餐饮等用房，5层为办公层。建筑占地面积15660m2，总建筑面积76340m2，其中地上建筑面积50478m2。本工程设计时间为2009初，2009年7月开工，2011年3月竣工。

3.2空调冷热源

3.2.1冷源：本工程在地下2层设置1个独立的制冷机房，为商场及办公供冷。为提高制冷机组的使用效率，选用2台额定制冷量为2461kW的制冷机组。本工程空调总冷负荷为4280kW，设备供冷负荷共为4922kW。

3.2.2热源：供暖及供热热源由城市热网提供高温一次热水，冬季为110℃/70℃。经设在地下2层的换热站进行换热后，提供60℃/50℃的空调热水供新风机组、空调机组、风机盘管及首层的地板供暖用。冬季空调供暖总热负荷为2800kW。整栋建筑集中设置一个热交换站。

3.3空调水系统

3.3.1冷水系统：冷水机组提供的冷水设计供水温度为7℃，回水温度为12℃，制冷机房的冷水系统为一次泵定流量水系统。机房内设置分、集水器及旁通装置，空调水系统为两管制系统，且高低不分区。

3.3.2热水系统：商业和办公的空调机组、新风机组、风机盘管均采用两管制水系统。首层大堂入口局部设置地板供暖系统。地下1层以上的空调供热与地板供暖的热水系统为下供下回双管异程式系统，供回水总干管设在地下2层顶板下。

3.3.3冷却水系统：商场及办公楼各部分的冷却塔与各制冷主机相匹配，其冷却水进水温度为37℃，出水温度为32℃。

3.4空调风系统

3.4.1商业部分：本工程裙房部分及首层至4层及地下1层为商业、餐厅、银行等用房，这几层的大空间采用全空气定风量系统，新风由设在首层上部的新风百叶引入；小空间采用新风+两管制风机盘管的空调系统；均根据房间功能特点设置相应排风系统。

3.4.2办公部分：办公层均采用新风+两管制风机盘管的空调系统。每层设置2台新风空调机组，新风经新风空调机组处理后送至各空调房间，新风量按30m3/（人·h）设计计算。

4、结束语

对于大型的商场上使用空调不但那可以保证客源更可以保证整体的档次，所以在这样的地方设置空调系统很是受到欢迎，但是也要看到问题的存在，正是因为是大型的商场，所以对于整体能源的消耗自然是不会小的，它在整體建筑消耗中很多的部分，所以怎样在满足需求的同时达到能源的节约就是关键，本文就是针对这一问题进行了相关的分析和研究，希望在整体的空调系统的运用和设计中起到帮助，既可以满足当前人们的需要又可以达到大型的商业最终的减低建筑空调消耗的实际的能源。

参考文献

[1]江亿.温湿度独立控制空调系统[M].北京：清华大学，2006

[2]空调与制冷技术手册[M].同济大学出版社，1990.

中央空调节能控制系统研究 篇4

一、中央空调控制系统的特点

(一) 具有干扰性

在装有中央空调的公共建筑中, 中央空调控制系统的运行状况都会受内部条件 (如照明设备的开关、空调房间的设备情况) 与外部条件 (如雨雪天气、晴朗状况、辐射状况) 的共同影响;

(二) 调节对象的主要特性

不同的对象在同等的干扰环境中, 其被控的程度也会随着时间的推移而产生不一样的变化, 中央空调的自动系统的主要目的就在于克服相关干扰, 保持空调房内湿、温度以及空气的质量, 但湿、温度的效果主要仍受到空调对象的个性以及系统合理性的影响;

(三) 湿度相关性

在空调控制系统中, 一个参数被调节, 另外一个参数会相应变化, 其重要控制的内容为空调内的湿度和温度, 以上两个参数常在相同的调节对象中同时进行控制好调节, 在调节过程中, 这两个参数又能进行互相作用。在一定条件下, 空调房内的温度升高, 使房内的水蒸气饱和度产生变化, 那么, 如果焓湿量不变, 湿度会相应增加。

(四) 转换控制多工况同时运行

受室内外环境的双重影响, 人们会以一定的工况 (运行方式) 对空调系统加强调节, 若室内外的环境显著变化, 也要进行工况的转换 (改变调节方式) 。

(五) 整体控制的性能

中央空调的自动系统主要是以空调房内的相对湿度以及空气的温度为依据进行调节, 这是一个处理空气过程与工况转换过程进行紧密相连的、具有整体控制系统, 在系统中, 空气处理相关设备的开、关都要受到系统整体工作程序的控制, 整个系统的参数调节并非孤立进行, 其是与房内的湿度、温度密切关联的。

二、中央空调控制系统节能控制的研究

不用的系统都有各自不同的节能方法, 应从系统的配置情况出发, 合理利用控制系统中的不同设备实现最佳节能效果。

(一) 热水系统的节能

1、锅炉系统的节能研究。

其一, 应以供暖的需求量为依据, 通关调节多台锅炉的开关来控制整个系统, 其二, 以室外温度为参考变更供水温度, 从而降低能耗, 其三, 利用变频泵实现水供水量的调节, 适合客观条件的变化。

2、热交换器系统的节能研究。

以空调的负荷大小为依据, 通过变频泵设置水量;若负荷减小利用室外恒温器来调节供水水温, 若热水泵停止运行, 可利用流量开关将通阀关闭。

(二) 控制系统中空调机组的节能

空调机组是中央空调耗能最多的设备之一, 应从以下几个方面实现空调机组的节能:

1、合理设置控制系统的参数

合理设置控制系统中不同回路的参数, 保证设备具有高效响应的性能, 或者选择科学的控制算法也能够提高系统的性能, 在这一过程中, 要使控制回路避免处于响应缓慢或者不断调节的状态, 可以有效保证执行器的使用寿命, 也可以减少能量的消耗。

2、保证空调运行系统工况的自动转换

保证控制系统以室内外的气候环境变化为依据, 以系统的不同结构以及不同工艺为基础实现工况的自动转换, 这一过程通常用焙值为自动转换的主要判断条件, 进而通过设置运行参数来实现节能。

3、保证多级控制的协调运行

中央空调的控制节能控制系统配置了相应的中央空调机组, 在空调房内配置了再加热盘管能够实现单独的空气调节, 为保证多级控制的运行, 须对配置关系以及控制方法进行合理的选择来对送风的温度进行控制和调节, 以维持中央空调的送风温度不至于过低, 避免空调房内再加热能量使用浪费的现象, 从而实现空调控制系统的整体节能目标。

4、合理选择高质量的温度传感器材

中央空调, 每调节1℃的温度, 会相应消耗很多能量, 若选用了精度较差的传感器, 对特定温度值进行设置时, 传感器所测量处理的结果与实际情况可能会有偏差, 其导致的节能消耗效益将大于该器材的价格。

5、室内温度应随室外温度的变化进行自动调节

中央空调控制系统应根据不同的情况保证室内温度的变化, 夏季, 室外温度升高可适当提升设定的温度值;冬季, 可适当降低设定的温度值, 如此减少房间内外的温差, 不但能保证相当的舒适度, 而且能有效实现节能。

(三) 负荷随动跟踪的节能控制技术的分析

为了对中央空调的整个节能系统进行全面控制, 须通过先进的集成技术将子控制系统从功能、逻辑、物理上进行联系, 实现子系统之间的信息共享与资源利用, 另外, 还可以对系统的工况、制冷参数进行分析, 利用模糊控制器对空调控制系统的参数动态调节, 保证空调系统处于良好的工作状态。

中央空调的控制系统负荷产生变化, 会导致空调主机和空调的水系统无法达到最佳工况状态, 可利用模糊控制器从采集到的数据中总结多种运行参数。

三、结语

当前, 多数公用建筑都配置了中央空调对室内空气进行调节, 运行中央空调会产生很大的能源消耗, 为了提高空调的节能环保效果, 应对中央空调控制系统加强分析和研究, 最大程度上节约能源, 从而实现最大程度的经济效益和社会效益。

摘要：当前, 能源紧缺的现状越来越受到人们的重视, 公用建筑中央空调节能控制系统的研究成了节约能源的重要途径, 论文从多个方面对中央空调的节能控制系统进行了分析和研究。本文通过对中央空调控制系统的特点进行分析, 对中央空调调控系统节能控制进行了较为详细的研究, 指出了中央空调节能控制系统的改良策略, 对中央空调节能控制系统的研发与进步有一定的积极意义。

关键词：中央空调,节能控制,系统

参考文献

[1]曹秋声.新型中央空调节能控制系统研究[J].节能, 2005 (6)

[2]田树辉.浅析中央空调节能控制[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (19)

[3]翟少斌, 孙文哲, 付秉恒.中央空调系统的节能分析[J].能源与环境, 2008 (2)

中央电大报名系统使用手册 篇5

本使用手册是提供给使用用友软件考试系统报名系统“

3、单击”添加/删除"按钮即可以卸载报名系统。

二.具体操作

2.1 运行系统

通过点击 “开始”->“程序”->“用友软件考试系统”->“报名系统”菜单项目来运行报名系统并进入报名系统的主界面。主界面如下图所示：

进入主界面后单击“新建文件”来创建报名数据库，然后对考试信息进行设置。如果在录入时有错误，则可以点击主界面中的“报考信息维护”进入后更改相应的考试信息。“报考信息维护”窗口如下图所示：

填写申请考试时间注意：报名文件上报到考试中心后，经过考试中心报名数据处理系统的处理后，申请考试时间将成为许可的正式考试时间，考生将只能在申请的考试时间段内登陆考试服务器。如果考生登陆时间不在申请的考试时间段内，将不能登陆到考试服务器进行考试。报名系统中申请考试时间段最长的时间间隔为10天，只有在申请的考试时间段内考生才可以登陆考试服务器进行考试。

2.2

报名录入

在“报名系统”的主界面中单击“报名数据维护”按钮，进入“报名数据维护”窗口，然后点击“增加”，窗口如下图所示：

输入考生的姓名和身份证号等相关信息。在准备录入“图片”时，把鼠标移到“图片”上并点击鼠标右键，在弹出的对话框内点击“载入”，然后找到照片所存放的位置，选上后点击“打开”就可以录入考生的照片了。考生信息输入完毕后，单击“新增一条”按钮，可以继续添加下一个考生的信息；单击“保存并结束”按钮，将保存当前考生的信息并退出报名录入窗口，返回系统主界面；单击“放弃并退出”按钮，将不保存当前考生的信息直接退出报名录入窗口，返回系统主界面。

2.3

报名修改

在“报名系统”的“报名数据维护”界面中单击“查看”按钮，进入“考生

报名表”窗口，此时可以对相应的报名数据进行修改，该窗口如下图所示：

用户修改完考生信息后，单击“保存并退出”按钮，系统将保存当前考生的修改信息并返回系统主界面；单击“放弃并退出”按钮，系统将不保存修改后的信息并返回系统主界面。

如果用户要删除已存在的考生，只需选择当前考生，然后单击工具栏上的“删除记录”按钮即可。

相关操作：用鼠标双击“考生”，也可以进入考生信息的修改状态。

2.4 报名浏览

在“报名系统”的主界面中单击“报名数据维护”按钮，进入“报名数据维护”窗口，“报名数据维护”窗口如下图所示：

浏览“定制”信息单击“报名数据维护”窗口中的“定制”如下图所示：

选择想要浏览的信息，按住鼠标右键，将相应信息拖到考生信息栏上，例如：

在考生信息栏中填加“手机”如下图所示：

三.技术支持

中央控制系统论文 篇6

【关键词】PLC；水泵；组态软件；自动化控制

0.引言

采煤，掘进，机电，运输，通风，排水六大系统共同肩负着煤矿安全生产的重任，排水系统作为矿井六大专业系统之一，它承担着煤矿井下排水的重要任务，也是保证煤矿安全生产的关键。中央水泵房自动化控制系统要求最终能够达到减人提效，集中监测、监控矿井主排水系统的工序节点，可灵活地设置监控模式，并可进行实时的高质量的数据传输，方便存储数据和检索历史数据。本文阐述了中央水泵房自动控制系统的设计过程和上位机界面的设计。

1.系统设计概述

本次矿井中央泵房自动化控制系统的设计为分层分布开放式结构，由现场层（远程I/O模块），控制层（PLC可编程逻辑控制器）和信息层（上位机PC）三层控制系统组成，从而实现对中央水泵房的排水系统自动化控制。本次设计的中央水泵房自动控制系统现场控制站选用采用Siemens S7-300系列PLC作为控制核心，设置在井下中央水泵房内的PLC集中控制柜，负责采集、处理各类现场传感器传出的有关水泵工作状态的各种信息，并把这些信息转变成数据、图形模块，通过网络上传到就地集中操作台和信息层上位机，在上位机远程控制终端选用windows server 2003的操作系统，安装和开发西门子的WinCC组态软件，从而在地面实现对各台水泵的实时监测和远程控制。中央水泵房自动化控制系统结构图如图1所示。

2.PLC 系统设计

2.1基于PLC的中央水泵房控制系统的设计

图2 中央水泵房控制系统硬件结构图

该系统由PLC集中控制装置、就地控制执行触摸屏装置、现场数据采集传感器三部分组成。其硬件结构如图3所示。

2.2单台水泵PLC 的软件设计

本文着重介绍单台水泵的流程启动，流程停止以及故障保护，其余水泵的工作流程与此基本一致。水泵的开启阶段，必须先通过确定开泵的数量以及水泵轮换工作逻辑模块，以此确定开几号水泵，当某台泵满足了开泵条件，PLC集中控制柜即能够实现对水泵的自动开启。

当PLC接收到启动某台水泵的指令后，就会按照图3所示的水泵的启动流程图进行水泵的自动启动控制。首先是启动抽真空系统将水泵体内的空气排除，让其充满水，这时，抽真空管路上的负压表（真空表）就会达到要求值，当PLC检测到负压表的读数满足启动要求时，就会发指令给高压开关柜，启动水泵电机，并关掉抽真空设备。这时位于水泵上方主排水管路上的压力传感器承受的压力越来越大，当达到要求值时，PLC发指令开启电动闸阀，开始排水。

图3 水泵启动流程图

从流程图中可以看出，系统中设有抽真空超时、闸阀开超时、压力异常等故障报警系统。如果出现异常，对于实时CPU以及I/O模块内部的错误，自动控制系统会自动跳入故障处理程序块中进行相应的处理；如果是外部回路接线错误或传感器失效等故障系统会自动声光报警，并停泵，禁止该泵投入自动循环运行中。

运行过程中，主要监测压力、电流、温度、流量等状态量，出现异常停止水泵，并报警给出故障提示。其流程图如图4所示。

停止过程中主要结合定时器监测动作是否正常，出现故障进行报警，并给出故障提示。其流程图如图5所示。

图5 停止过程故障保护流程

3.上位机界面设计

本控制系统人机交换界面是基于组态软件WinCC5开发的，具有主画面、单台泵画面、运行状态检测画面、历史数据画面等多种友好人机界面。针对不同情况做出相应的操作画面，便于远程/就地手自动动操作的任何一台可控制型设备，如电磁阀的开启、关闭，水泵的起动、停止，电动闸阀的开启、关闭。在主监测界面上，可以显电机前后轴温度、水泵吸水管真空度与水泵出水口压力、流量等主要的系统运行参数。中央水泵房控制系统主界面如图6所示。

图6中央水泵房控制系统主界面

4.结论

本文给出了基于PLC与组态软件WinCC5 的综合运用在井下中央泵房水泵控制系统，实现了依据水仓水位进行起停水泵，提高了水泵有效利用率，大大降低生产成本，自动化远程控制的实现跨越减少看护人员，相应减少工资投入，提高水泵运行维护质量，能够定期对设备检修，减少故障发生率。总之，该系统的实现对煤矿的安全生产具有重大的意义，为进一步实现数字化矿山奠定了基础。

【参考文献】

[1]廖常初.西门子S7-200/300/400 PLC 基础与应用技术[M].机械工业出版社，2007.

[2]谭国俊，韩耀飞，熊树.基于PLC的中央泵房自动化设计.工矿自动化，2006，2，（1）.

[3]朱文军，韩小庆. 井下中央泵房自动化监控系统的应用[J].山东煤炭科技，2005（2）：17-18.

中央空调智能控制系统的软件设计 篇7

关键词：中央空调,节能,组态王

0 引言

中央空调是现代化建筑物中常具备的重要设备之一，它在给人们的生活营造舒适环境的同时，也带来巨大的能源消耗。由于缺乏先进的控制技术和管理手段，长期以来，传统中央空调的各分系统采用相对独立的控制方式，不能实现空调冷媒流量跟随末端负荷的变化而动态调节。在末端环境发生变化时，也容易形成“大流量、小温差”现象，造成空调系统能源的极大浪费。本课题选用组态王作为监控软件，通过工控机内的数据采集板对不同环节的水温及压力状态进行采集，编写各控制模块，通过对变频器的控制实现系统的实时控制，并绘制日报表和月报表以记录系统的运行状态。

中央空调通常采用水制冷，包含三大循环系统：冷冻侧水循环、冷却侧水循环和空调主机内循环。本设计针对冷冻冷却两循环系统直接控制，并不直接控制空调主机制冷循环运行(仅通过控制冷冻冷却循环，优化其运行工况)。中央空调运行示意图如图一所示：

图一中红色箭头所示为冷冻侧,是用来向用户输送冷量。当风机(图一中未画出)吹过冷冻管时，可以降低环境温度，同时水管温度上升，这一侧在主机内为释放热量侧。蓝色箭头所示为冷却侧，是用来带走空调主机内热量，流经塔风机时将热量散发到空气中。白色为空调主机，内有冷媒、蒸发器和冷凝器。冷媒在蒸发器的蒸发过程中带走冷冻侧的热量，在冷凝器中的冷凝过程中向冷却侧释放热量，从而使空调主机达到能量的动态平衡。

1 软件功能设计

根据系统性能要求及现场工况，采用模块化的设计思想，软件整体分为系统管理、模糊控制通讯、报表等几个模块。

1.1 系统管理的设计

对于整个空调系统来说要满足以下要求：

(1)压力不低于设定值。为了保护空调主机，当压力低于设定值时要升高电机频率，增大水流量，提高压力。

(2)温度稳定在设定值。当温度低于设定值时，要降低电机频率，减少水流量，以达到在满足环境要求的前提下，节约能源;当温度高于设定值时，要升高电机频率，增大水流量，以满足环境要求。

(3)进出水温差满足设定值。当温差高于设定值时，要升高电机频率，增大水流量，以满足空调主机标准工况要求;当温差低于设定值时，要降低电机频率，减少水流量，以达到在满足空调主机标准工况要求的前提下，节约能源的目的。运行界面如图二所示：

1.2 模糊控制器设计

模糊控制的基本原理框图如图三所示。

它的核心部分为模糊控制器，即图三中的虚线框部分，其控制规律是由计算机的程序实现的。实现一步模糊控制算法的过程描述如下：微机经采样获得被控量的精确值，然后将此值与给定值相比较得到误差信号E，一般选取误差信号E作为模糊控制器的一个输入量。然后对其进行模糊化变成模糊量。误差E的模糊量可用相应的模糊语言表示，得到一个模糊子集e，再由e和模糊关系R，根据推理的合成规则进行模糊决策，得到模糊控制量u，即u=e茌R。为了对被控对象施加精确的控制，还需要将模糊量u转换为精确量，这一步在图三中称为去模糊化。

1.3 系统报表设计

为达到实时监测和以后的查询，设计了报表记录功能，根据要求需要建立系统运行日报和月报。日报的功能是记录冷冻冷却水温压力、冷冻冷却水泵运行频率、塔风机台数;月报的功能是记录系统开始运行时间及操作人员、系统停止运行时间及操作人员和系统运行时间等信息。

根据要求设计系统运行日报界面，如图四所示。

日报程序流程图如图五所示：

设计系统运行月报界面，如图六所示.月报程序流程图如图七所示：

2 结束语

通过系统仿真可以看出，所设计的中央空调系统可根据不同工况自行选择运行频率，在满足环境温度要求的前提下，降低系统功耗，节约能源。所设计的日报和月报记录系统也可以正常运行、记录，并可对当天以前的所有运行记录进行查询和打印。

参考文献

[1]杨树兴等.计算机控制系统——理论、技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2006:180—224.

[2]亚控公司.组态王6.52使用手册[Z].北京:亚控公司,2006.

[3]薛朝妹.温度模糊控制器的设计[J].西安石油学院院报,2003,(3):45—48.

中央控制系统论文 篇8

中央空调广泛应用于各类工业和民用领域, 以实现制冷、供热和除湿等功能[1]。近二十年来, 随着我国经济的高速发展和人民生活水平的稳步提升, 中央空调的应用范围不断扩大, 应用需求也呈现多元化发展趋势, 包括功能完善、性能提升、节能环保和产品智能化等。以前只有北方需冬季供暖, 现在越来越多的南方地区通过中央空调等方式实现冬季供暖。二十年前只有少量的高档建筑通过中央空调系统实现夏季制冷, 现在的商业建筑一般都配备中央空调系统实现制冷功能。以前蔬菜、水果主要通过自然环境保存, 现在越来越多的菜农、贸易商、用户通过冷库等保存瓜果。医药、食品等行业的产品性能和产品质量不断提升, 对生产过程中原材料、半成品、产成品的存储环境也提出了更高要求, 中央空调系统是满足这些要求的重要手段。

中央空调系统的性能不断提升和功能不断增加, 对电气控制的要求也不断提高。如何通过先进、实用的自动化技术对中央空调进行监视、控制、管理, 是中央空调领域电气自动化从业人员面临的重要课题[2]。要实现中央空调系统的安全、高效工作, 首先要对压缩机、泵等设备进行可靠控制和有效管理, 同时采集各类设备运行参数和状态数据。在此基础上, 需搭建中央空调系统的监控平台, 对一组设备进行集中管理和协调控制。随着自动控制技术和物联网技术的发展, 越来越多的中央空调生产企业希望对分布在各地的中央空调机组进行监视和管理, 以实时掌握机组运行状况, 收集第一手运行数据, 为预测性维护和产品改进提供技术支撑。因此, 构建基于可编程控制器 (PLC) 技术的中央空调物联网系统, 是中央空调行业的发展趋势之一[3]。

目前, 大部分中央空调机组采用单片机控制器或PLC进行控制, 仅实现了基本的单机控制, 没有实现多机组的群控和协调控制, 更没有构建综合监控平台。因此, 不同机组之间的联动功能较少, 区域性的联合调度更不可能。由于没有综合监控平台, 几乎没有数据挖掘和系统优化等功能[4]。

中央空调的控制过程需与工艺要求紧密结合, 早期的中央空调多采用单片机等专用控制器进行控制, 在当初条件下选择该方案是合理的。但随着中央空调机组的功能不断增加, 对控制器的性能、处理能力、稳定性、环境适应性、开放性和通讯能力等提出了更高要求。从发展趋势看, 传统的单片机控制器在实现中央空调的控制功能时其劣势逐步显现。首先, 单片机控制器不提供用户可编程的环境, 所有控制程序需由单片机控制器厂商完成, 既不利于提高工作效率, 也不利于中央空调生产厂商的知识产权保护。其次, 相比经受各类恶劣环境考验的PLC而言, 单片机控制器的稳定性及可靠性要差一些。第三, 单片机控制器的信号处理能力, 特别是模拟量调节能力比PLC要差, 不利于提高中央空调机组的经济效益。最后一点, 单片机控制器在开放接口和网络的互联互通上性能要差一些, 不利于构建中央空调物联网系统[5]。

1 中央空调物联网系统方案设计

在设计中央空调物联网系统时, 首先要考虑系统的稳定性和可靠性, 其次要考虑系统的开放性和先进性, 最后要充分融合中央空调机组的工艺要求。只有这样, 设计的方案才能够代表中央空调电气自动化的发展方向[6]。

本方案设计的基于PLC技术的中央空调物联网系统采用3层体系结构, 如图1所示。

1) 现场控制层

最底层为现场控制层, 主要设备为PLC或基于PLC技术的专用控制器, 用于接收各类现场信号, 进行控制运算, 并输出信号控制各类现场设备。输入信号包括温度、压力和流量等模拟量信号, 以及压缩机和水泵的启、停等开关量信号。PLC或基于PLC技术的专用控制器也可通过RS485等通讯接口与现场智能仪表进行数据交换, 还可通过标准接口与其他控制产品进行连接。PLC或基于PLC技术的专用控制器通过串口与人机界面HMI进行连接, 工作人员可在中央空调机组附近对机组进行调试与维护。作为中央空调物联网系统的基础控制单元, 底层控制器在实现上述功能的基础上通过无线通讯模块与中间监控层进行数据交互, 目前用得较多的无线通讯方式是GPRS。

2) 中间监控层

中间监控层通过无线设备接收各类现场数据, 并在监控计算机上显示各类设备的运行状态和参数。监控计算机上运行监控软件, 对各类数据进行处理与存储, 然后通过公用网络与中央监控系统进行数据交互。

3) 中央监控系统

中央监控系统位于最上层, 用于对中央空调系统各类设备的集中监视和运行管理。中央监控系统一般位于中央空调生产企业的监控大厅内, 由各类数据服务器、操作员工作站、工程师工作站、大屏幕显示器和打印机等部分组成。

上述3层体系结构组成了一个完善的中央空调物联网系统, 实现了分散控制和集中管理的系统要求。如果监控的中央空调机组数量不太多, 为了提高系统的经济性, 也可省去中间监控层, 底层数据直接通过无线方式送入中央监控层。

2 中央空调物联网系统硬件选型

PLC或基于PLC技术的专用控制器是中央空调物联网系统的核心基础部件, 控制器的选择决定了中央空调物联网系统的性能和档次。从产品性能、稳定性和开放性等方面考虑, 本方案设计的中央空调物联网系统的硬件平台选择RPC2000系列PLC。

RPC2000系列PLC是笔者开发的新一代PLC产品。RPC2000系列PLC为模块式结构, 包括CPU, DI, DO, AI, AO和热电偶、热电阻、热敏电阻、交流信号采集等模块, 以及GPRS和Profibus等通讯模块, 具有如下优点:

1) CPU性能优越, 单指令处理时间为0.1?s, CPU本体自带RS232和RS485串口各一个, 单CPU可扩展10个模块。

2) 可直接采集交流信号, 并实现电气保护功能。

3) 编程语言符合IEC61131-3国际标准, 具有ST, LD, IL, FBD和SFC五种语言。

4) 支持各类标准软硬件接口, 可与各类组态软件和人机界面无缝集成。

5) 支持Modbus, GPRS和Profibus等通讯协议, 可与各类设备互联互通。

6) 接线端子可插拔, 方便系统实施和售后维护。

7) 具有良好的环境适应性, 电磁兼容性好, 抗干扰能力强。

3 中央空调物联网系统功能实现

中央空调物联网系统以中央监控系统为中心, 对各类现场设备的运行参数和状态进行监视, 并对各类数据进行处理和管理。中央监控系统采用全中文界面, 可实现多任务调度。遵循国际标准, 采用开放接口以连接第三方系统。高效数据库能提供方便、快捷和经济、海量的过程数据采集和存储, 实现过程数据与管理系统的集成。基于Web的实时信息门户软件, 提供通用的、基于Web的客户端环境。中央监控系统实现的主要功能有:

1) 采集并记录各类运行数据, 包括实时数据、历史数据、工作记录、故障记录等。

2) 通过监控画面、趋势图、棒图等方式显示各类设备运行状态和运行参数, 根据权限修改各类设定参数。

3) 根据采集到的运行参数和设备状态, 以及生产要求, 对各设备发出调度指令。

4) 为其他管理系统提供实时运行数据, 助力企业管理水平的提升。

在上位机的调度和管理下, PLC或基于PLC技术的专用控制器可实现如下功能:

1) 具有多种开关机方式, 系统可以采用本地、远程控制以及定时开关机。

2) 二阶模糊温度控制算法:系统采用二阶模糊控制算法进行系统加减载控制, 在指定的周期比较反馈温度与设定温度的差值, 以及温度的变换趋势, 综合判断机组压缩机应该执行的动作。

3) 压缩机保护及均衡运行:系统会对压缩机进行频繁启停的保护, 并且会根据压缩机运行时间优先启动运行时间短的压缩机, 优先停止运行时间长的压缩机的原则保证压缩机均衡运行。

4) 压缩机协同控制及非满载保护:压缩机协同控制避免压缩机频繁启动, 非满载保护避免压缩机长时间在不利于压缩机的低负荷下运行。

5) 机组防冻功能:在冬季机组会自动启动防冻功能, 防冻功能包括冷凝器的三级防冻以及蒸发器的防冻功能。

6) 水泵巡检功能:在过渡季, 避免水泵长时间不用而生锈, 系统会自动启用水泵巡检功能, 空调泵、井水泵在设定的时间周期会运行指定的时间。

7) 定时开机功能:可选择一周7天, 每天4个时段的定时启动。

8) 机组故障保护功能:系统有完善的机组故障保护功能, 包括缺相、压缩机故障、水泵故障、排气温度过高等, 除此之外还有传感器短路、断线检测。

9) 多级权限设置:设置用户权限以及厂家权限, 拥有特定权限可设置相应系统参数。

10) 人机界面:PLC通过RS232与触摸屏连接, 能够在屏上显示系统运行工况、更改系统参数, 如目标设定温度、机组工艺参数、时间参数、机组功能参数等。

4 典型应用案例

通过中央空调物联网系统, 管理人员不仅能够随时获取中央空调机组设备的静态信息, 而且还能够实时远程监控中央空调系统的运行状态, 为提高中央空调系统的调度、管理和运行水平提供依据, 优化中央空调系统的运行模式, 进而达到节能减排的目的。

本文以北京密云某度假村水源热泵中央空调系统为例, 介绍中央空调物联网系统的应用情况。图2所示为通过物联网所获得的中央空调机组运行状态, 画面直观地显示了相关设备的运行参数。如果需要查看更多的工况参数信息, 可以点击相关的按钮进行查看, 如图3所示。

5 结束语

物联网技术的发展为中央空调系统的应用带来了新的契机。随着人们对信息化、智能化、节能化生活的追求, 融入物联网技术的中央空调系统是未来发展的趋势。随着国家对物联网技术的推进, 本文所设计与实现的基于物联网的中央空调系统, 在市场上将有广阔的应用前景。

本文研究的中央空调系统所涉及的相关技术还能够适用于其他控制系统, 为物联网在其他控制领域的应用提供了新的思路与方法。

参考文献

[1]黄虎, 束鹏程, 李志浩.中央空调系统的节能与能源合理利用[J].节能, 1998, (8) :18-21.

[2]刘辉.浅谈中央空调自动控制的发展[J].科技创新与应用, 2014, (4) :97.

[3]楼东东, 王杭兵.基于物联网技术的中央空调管控一体化系统[J].物联网技术, 2012, (11) :79-81.

[4]禹海涛.PLC在中央空调系统中的应用[J].科技创新与应用, 2014, (13) :286.

[5]杨晶.基于物联网的中央空调SCADA系统研究与实现[D].江西理工大学, 2013:45-47.

中央空调系统节能探讨 篇9

一、中央空调系统设计节能

在空调系统设计之初选定空调方案 (系统方式) 时, 即应将节能作为重要依据之一。这是中央空调系统节能 (降低空调系统总造价、降低空调系统能耗比ERR) 的关键所在, 可以根据建筑物特点和环境因素考虑选择以下几种比较节能的系统。

1. 变风量系统。

变风量空调 (VAV) 控制系统有突出的优点:节能潜力大, 控制灵活, 可避免冷冻水、冷凝水上顶棚的麻烦等, 在日本、美国、新加坡、香港等地得到了广泛的应用。

VAV系统的应用已经成为智能建筑建设中焦点技术问题之一。随着现代化楼宇的智能化发展, 很多高级宾馆、写字楼的中央空调系统正从集中式控制向各个房间进行独立、个性控制的方面发展。变风量空调 (VAV) 控制系统可以克服定风量系统的诸多缺点, 它可以根据各个房间温度要求的不同进行独立温度控制, 通过改变送风量的办法, 来满足不同房间 (或区域) 对负荷变化的需要。同时变风量系统可以使空调系统输送的风量在建筑物中各个朝向的房间之间进行转移, 从而减少系统的总设计风量。这样空调设备的容量也可以减小, 既可节省设备费的投资, 也进一步降低了空调系统的运行能耗。有资料显示采用变风量系统可节省能源达到30%, 同时也提高了环境的舒适性。该系统最适合应用于楼层空间大而且房间多、温湿度要求不同的建筑, 尤其是办公楼更能发挥其操作简单、舒适、节能的效果。可以说变风量系统是一种比较节能的空调系统。

值得注意的是, VAV系统需要精心设计、精心施工、精心调试和精心管理, 否则有可能产生新风不足、气流组织不好、房间负压或正压过大、噪声偏大、系统运行不稳定、节能效果不明显等一系列问题。

2. 闭式外融冰蓄冰空调系统。

冰蓄冷技术是指在用电低谷时, 用电制冰并暂时储存在蓄冰装置中, 在需要时 (如用电高峰) 把冷量取出来进行利用。这样通过峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间, 从而节约空调系统运行费用。冰蓄冷技术的推广和应用, 有利于促进能源、经济和环境的协调发展, 有数据显示该技术已经带来了良好的社会效益和经济效益。

现在较为节能的是闭式外融冰蓄冰空调系统:在外融冰系统中以闭式蓄冰设备代替传统的开式蓄冰槽, 同时去除二次换热热交换器, 将外融冰系统的开式水系统改为承压的闭式系统, 避免空调水系统二次换热环节的引入, 同时综合考虑闭式外融冰蓄冰设备的蓄冰、融冰特性, 以达到向空调系统提供持续稳定的低温空调水、可实现大范围调节取冷速率的目的, 并为进一步实现大温差供水与低温送风、减小空调水系统水泵、管径和末端设备规格, 降低整个空调系统的总造价打下坚实的基础。典型的闭式外融冰蓄冰空调系统形式有两种:典型闭式外融冰系统和无板热闭式外融冰系统。北京用友软件园18.5万平方米的中央空调系统工程、淮北市行政中心中央空调系统工程采用了冰蓄冷技术, 系统节能 (经济指标) 可达25%～35%。

3. 能量回收系统。

(1) 加装空气-空气能量回收装置。在室内外温差较大的地区下, 可在空调系统中增设空气-空气能量回收装置, 可得到较为明显的节能效果。

人们的大部分活动是在室内进行, 但室内污染通常要高出室外5～10倍, 长时间呆在空调房间会严重威胁人们的健康。开窗通风是很好的解决办法, 但直接开窗通风将造成惊人的能源浪费, 夏季空调的冷量和冬季暖气的热量会白白流走。

该能量回收系统就是关窗通风, 通风的过程中将废弃的热量或者冷量回收回来, 热交换率达到70%以上。比如北京的冬天, 室内温度19.0度, 室外温度-1.0度, 通过热交换, 利用室内流出的热空气加热室外引入的冷空风, 最后引入室内的新风温度是13.2度。这不是通过电加热, 而是通过耗能很低的热交换器。空气-空气能量回收装置本身只耗电几十瓦, 回收的能量却是巨大的。

(2) 热泵能量回收系统。热泵能量回收系统是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置, 它可以从自然界中的低位热源或余热资源吸热从而获得比输入能更多的输出能量。热泵种类很多, 暖通空调中使用最多的是蒸汽压缩型热泵, 其原理是利用低沸点的介质吸收低温热源的热量, 经压缩机压缩提高压力和温度, 高温高压的介质在冷凝器内释放出热量进行供热。

比如在游泳馆空调系统设计中采用热泵能量回收系统, 充分吸收室内游泳馆中的热湿空气中的热能。其工作原理是:室内热湿空气首先经过热交换器与室外新风进行热交换, 变成暖湿空气, 温度控制到24℃左右, 然后经过蒸发器温度下降, 水汽凝结成水滴从空气中分离出来 (减湿过程) , 或者排到建筑物外, 或者通过一个过滤器返回到泳池中;同时, 池水 (泳池要不断换水以维持水的清洁) , 吸收了热湿空气冷却过程中释放出的热能, 即池水表面蒸发潜热。池水吸收的热能, 首先经热交换器加热池水, 实现池水加热功能;余热经热交换器上部, 加热冷却的空气, 实现空气保温功能。这样不仅能节省大量能源, 同时使室内空气达到了除湿的目的。

二、中央空调系统设备选型节能

1. 冷水机组的选择。

从单位能耗角度考虑, 夏季制冷:离心式、螺杆式冷水机组OEER值最高 (能耗最低) , 蒸气两效LiBr吸收式冷水机组OEER最小 (能耗最高) ;冬季供热:螺杆式、活塞式热泵冷热水机组OEER最高, 电热水机组OEER最低。

在空调系统的设计中, 主张选用高能效制冷机, 但也不能盲目追求能效。实际采用方法应结合中国当前经济发展水平、采用系统法选用高效制冷机的方法, 并在选用冷水机组时, 重视工况不同对冷水机组性能产生的影响, 考虑并满足中国气候和水质条件的要求, 以保证机组长期高效可靠运行。

2. 空调机组的选择。

应选用机组风机风量、风压匹配合理, 漏风量少, 空气输送系统数大的机组。

3. 末端设备的选择。

国产风机盘管从总体水平看与国外同类产品相比差不多, 但与国外先进水平比较耗电量大。可以根据不同房间、不同要求分别选用, 以达到局部节能的目的。

4. 冷冻水泵的选择。

采用变频调速水泵进行变流量运行, 或采用冬、夏两用双速水泵是两种较为有效的节能措施。

三、中央空调系统运行管理节能

1. 提高设备运行管理人员技术水平。

在空调能耗中, 有很大一部分是由于管理不善而引起的。各项调节和节能措施的实施, 与操作人员的技术水平直接相关。必须加强空调操作人员培训, 提高管理人员技术水平和素质, 实行考核上岗制度, 从而在人为因素上降低空调系统无谓的能耗。

2. 空调能耗独立计量。

集中空调实行独立计量收费, 是利用经济手段来提高公众节能意识, 达到建筑节能的一项基本措施。目前在欧美等国热量计量已是成熟的技术, 据国外调查资料表明:实行集中空调计量收费后, 其节能率在8%～l5%。我国在《建筑节能工程施工质量验收规范》 (GB50411-2007) 中规定:“空调系统实现设计要求的分室 (区) 温度调控功能, 对设计要求分栋、分区或分户 (室) 冷、热计量的建筑, 空调系统应能实现相应的计量功能”。事实上我国在空调能耗独立计量方面也已取得了一定的成就。

3. 合理控制设备进行调节控制。

室内空调系统装配温控阀后整个空调系统如何正确配备控制设备是非常重要的。每一个有效节能的空调系统都应配置相应的调节控制设备, 如自力式流量控制阀、压差控制阀、温度控制阀等等。在控制模式上需根据建筑物的具体功能、气候条件、使用状况等灵活处理, 无统一的模式可循。如: (1) 年运行管理问题, 主要应考虑过渡季节的运行:室外新风的利用、新风量的确定等; (2) 日运行管理问题, 主要应考虑随室外温度的变化采取不同的日节能运行模式, 这可采用合理的自控系统及一定的手动调节装置来实现; (3) 建筑预冷预热时间的合理选择。建筑预冷预热时间的选择将直接影响冷热设备的大小, 从而影响初期投资。特别是对于大空间的体育场馆等蓄热量较大的建筑, 如何做到既不影响正常使用, 又能实现节能或节约投资, 预冷预热时间的合理选择是关键。

4. 定期进行空调系统清洗和维护。

中央空调系统内部管路盘根错节, 结构异常复杂。如果在长期无法获得彻底清洗的情况下, 将形成大面积的污染, 在中央空调风管、主机、水系统、末端四大组件产生各不相同的严重危害, 严重地侵蚀各种空调设备。管道、过滤器、换热面表面集聚污物会造成空调自身“带病工作”, 使系统换热效率降低, 通风阻力增大, 降低空调工作质量, 增加不必要能耗, 使系统运营成本大大提高。

按照《空调通风系统清洗规范》 (GB19210-2003) , 定期选择专业清洗公司对中央空调系统进行清洗 (管道、风道、空调机组、开放式冷却塔、过滤网、过滤器、净化器、风口、表冷器、加热 (湿) 器、冷凝水盘等及时进行清洗、消毒或者更换) , 同时对空调系统各种设备及时进行维护保养, 既可保证系统的空气洁净和卫生, 也有利于降低中央空调系统的运行能耗。

四、结束语

中央空调系统保温探讨 篇10

中央空调系统需要消耗大量能量, 其能耗约占建筑总能耗60%左右, 因而就要求空调系统需要节约能源, 节省运行投入。此外, 安装中央空调的建筑多为写字楼、宾馆饭店、大中型商场等, 相关要求较高。空调保温直接关系到日常使用、防火性能和初投资等, 因而需对施工足够重视。比如, 空调系统如果保温出现问题, 在运行中就可能会结露, 导致出现天花滴水、墙面渗水发霉等现象, 严重影响到观感和使用功能, 并造成一定的经济损失。

2保温材料的选择

2.1 空调用保温材料的性能指标分析

空调用保温材料经过多年的发展, 也由最早的石棉、玻璃纤维等到岩棉、橡塑等, 各有独自的特点。要正确评价一种保温材料的性能, 必须要有能够全面反映保温材料性能的指标。保温材料的性能指标大致有以下几种:导热系数、密度、吸水率、透湿系数、防火性能、吸声系数、抗化学性能、耐老化性、尺寸稳定性等。

2.2 常用空调保温材料的性能分析

(1) 玻璃棉。

玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别, 是一种人造无机纤维。采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料, 配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化状态下, 借助外力吹制式甩成絮状细纤维, 纤维和纤维之间为立体交叉, 互相缠绕在一起, 呈现出许多细小的间隙。这种间隙可看作孔隙。因此, 玻璃棉可视为多孔材料, 具有良好的绝热、吸声性能。

(2) 岩棉。

系非燃材料, 其防火、抗老化及抗化学性能良好, 缺点是防水性差, 施工时必须注意作好防潮处理。岩棉因其保温性能适中, 价格低廉, 对于一般标准和造价受到限制的工程, 仍有一定的竞争力, 不宜将其排除在外。

(3) 聚苯环保泡酚。

产品为密闭气孔泡沬酚醛硬质保温材料, 具有难燃性, 遇火不燃, 表面只呈碳化现象, 不熔故无滴落物, 不碎裂, 不变型, 无明显收缩, 不散发有毒有害气体;具有低吸水性, 耐水隔潮性优良;低热传导系数;施工简便, 本产品为硬质材料。易于切割、安装, 外层如采用夹筋加强铝箔等护面, 可无需外加金属硬质护壳, 节省整体成本投资。

(4) 自熄聚苯乙烯泡沫塑料。

该材料保温性能尚可, 其主要问题就是最高使用温度为70℃, 与冬季空调供水设计温度 (60～65℃) 已相当接近。经工程调查, 发现中央空调水管采用自熄聚苯乙烯泡沫塑料瓦保温, 运行一段时间后, 保温瓦出现变形并与管道脱离现象。其原因就是, 其耐热性能差, 空调供水有时超过了70℃。因而, 不适合用在冷暖两用中央空调水系统保温中。

(5) 阻燃聚乙烯泡沫塑料 (PEF) 。

阻燃聚乙烯泡沫塑料质轻、导热系数小, 尺寸稳定, 防水性能好。其产品型材厚度为6—40mm, 便于合理选用。

(6) 橡塑海绵保温材料。

橡塑海绵具有柔软、耐屈绕、耐寒、耐热、阻燃性能好 (B1级难燃材料) 、防水导热系数低、减震、吸音等优良性能。同时, 施工方便、外观整洁美观, 没有污染, 是一种高品质的新型绝热保温材料。

2.3 实际施工中的选用

由多年的施工经验及相关资料说明, 我们国产的保温材料总体性能与阿乐斯等国外产品有一定差距, 即使是各个国产保温材料厂家自身产品也性能不一。选用保温材料时, 如果采用太高档的, 难以控制工程成本;需要依照工程成本考虑, 选用正规厂家产品并加强材料进场检验。

3保温厚度的确定

3.1 保温厚度的计算

(1) 按防结露计算保温厚度。

防结露是指管道、设备在保温后, 其表面温度应大于保温层外的空气露点温度, 保证绝大多数时间不结露, 这是空调系统保温的基本要求。

(2) 按经济厚度计算。

经济厚度是指保温后, 全年的冷或热损失价值与保温投资的年折算价值之和为最小的保温材料厚度。

3.2 厚度选取

在实际工程选取保温材料的厚度时, 还必须要依照实际情况。由于当前关于空调保温的计算的有关规定不够完善, 并不一定都适合每个工程的实际情况, 导致多数工程在保温厚度选取时厚度偏大, 造成浪费, 增加了工程成本。但是, 南方有些地区, 尤其是临海地区, 又由于温湿度过大, 而计算时按照一些标准得来的保温厚度就无法满足工程需要, 造成结露等。因而, 对于每个工程要对计算出的保温厚度依照当地情况进行复核确定。

4保温施工

以上是保温材料的选择和计算分析, 而对于实际工程而言, 施工阶段的控制也显得非常重要。空调保温施工阶段包含施工之前的预控, 施工中的质量控制以及工程进行中发现问题的改进等。

5结论

空调系统的保温对于整个系统非常重要, 要做好空调保温需要从保温设计到材料选择, 再到保温施工等各个环节进行控制。严格按规定计算和按工艺规程操作的同时, 也要依据工程实际情况需要, 本着实事求是的态度, 区分对待, 避免浪费并使之满足工程需要。

参考文献

[1]涂逢祥.建筑节能——节能的战略重点:中国建筑节能形势与政策建议[J].建筑, 2005, (10) :10-15.

中央控制系统论文 篇11

【关键词】集散控制系统  中央空调  建筑能耗

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0240-02

二十世纪七十年代集散控制系统问世以来受到了广大用户的青睐，使其在工业控制领域得到了广泛的使用，并获得了长足发展。以PC机为基础的集散控制系统，配合成熟的工控组态软件将成为控制领域中的重要发展方向。

一、集散控制系统

1.1集散控制系统的概念

集散控制系统是对生产过程中进行分散控制与集中管理的计算机系统。是随着现代化大型工业生产自动化水平的进步和控制要求日渐复杂的衍生产物，集散控制系统是将网络技术、计算机技术、自动控制技术、通讯技术融于一身的系统控制技术，它可以实现控制集中优化、危险分散。

1.2集散控制系统的组成

集散控制系统的组成部分较为复杂，但通常都由过程控制单元、过程输出/输入接口单元、CRT显示操作站、管理计算机、高速数据通路等五大主要部分组成的。

1.3集散控制系统的特点

1）人机交互能力

集散控制系统组态软件提供有良好的用户接口，方便在使用过程中操作人员及时获取生产过程中详细的报警显示、趋势画面、流程画面等信息。此外，操作人员还能在线修改参数与指令操作，有效干预运行过程。

2）可靠性较高

集散系统结构上的分散性使得系统危险也得到分散，在一定程度上提高了系统的可靠性。集散系统采用的容错技术也为系统工作提高可靠性与抗干扰能力。

3）控制功能分散、管理集中

在整个生产过程中的管理信息全部集中储存在数据库中，生产过程中采用分散结构控制，再利用网络通信设备或者信息高速公路传输至相关设备。

4）具有高度灵活性和可扩展性

集散控制系统中的硬件设备包含了多种不同功能与类型的插卡，在使用过程中选取不同的插卡组成不同的硬件环境使得集散控制系统变得灵活性较大，可扩展性较高。

二、中央空调变频控制系统

2.1中央空调系统的组成

中央空调系统主要是由主机制冷系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统组成的。主机制冷系统是重要空调系统的中心，它是由冷冻主机、冷凝器、压缩机、蒸发器构成的。

2.2中央空调系统的原理

蒸发器中的制冷剂与冷冻水之间发生热量交换，使冷冻水降温制冷，使得制冷剂吸收热量再蒸发;冷凝器中蒸发后的制冷剂与冷却水之间发生热量交换，制冷剂释放出的热量由冷却水带走。当室内温度过低时，中央空调系统将循环热水流入风机盘管，将室外低温空气循环通过风机盘管，低温空气与风机盘管的铝片进行热交换，使得风机盘管铝片将热量传递给低温空气，将加热后的低温空气送入房间内，使得房间内温度升高。同理，当室内温度较高时，中央空调系统利用水泵将制冷主机提供的冷冻水循环流入风机盘管，当盘管内的铝片与循环进入的室外高温空气向接触时进行热交换后的冷空气送入室内，达到降温的目的。

中央空调的工作过程就是不断的以水为媒介进行热量交互的过程，借由冷冻水与冷却水的循环系统来实现能量传递交换。中央空调结构原理图如下：

图1 中央空调结构原理图

三、集散控制系统在楼宇中央空调中的应用

空调系统设计是以提高系统的可靠性、使用率、满足控制指标为主要目标，其次，为相应国家号召尽可能的减少能源消耗。集散控制方式设计的空调系统可以达到以节约能源消耗为目的。

3.1 降低成本

根据相关技术资料统计，一台中央空调从安装到使用到淘汰，最初的安装费用占据总成本的10%左右，而运行、维修、包养费用占据了90%左右。随着近些年我国电价的普遍上涨，中央空调的运行费用也在不断上升。离散控制系统应用到楼宇中央空调中，能够从根本上优化中央空调的运行方式，且能够有效降低中央空调的维修与保养次数，从而降低成本。

3.2 智能化系统

跟传统的电气控制比较，离散控制系统的可靠性较高，且具有相当强的抗干扰能力，采用离散系统可以将传统的复杂工作智能化，实现离散功能，从而能够有效降低运行中风机与水泵的电能消耗。

中央空调系统的能耗将是我国未来能源消费的主要增长点，采用集散控制系统技术来实现建筑节能将对我国未来能源消费产生深远影响。

参考文献：

[1]贺贺，羊彦.广义离散系统保D-稳定的动态输出反馈H∞控制器设计[J].系统工程理论与实践，2013，33（7）：1852-1858.

[2]陈爱武，贾建芳，吴俊清等.基于自适应观测器的线性离散系统故障诊断[J].南京理工大学学报（自然科学版），2011，35（3）：334-337.

中央控制系统论文 篇12

目前中央空调系统节能控制大?针对冷水主机, 很少针对附属设备中冷水泵、冷却水泵与冷却塔风机做研究, 虽然中央空调系统水泵及冷却塔风机已渐采用变频节能控制, 然变频实施后节能效果不一, 不少空调散热系统中冷却塔与冷水主机之间节能运行存在着顾此失彼、因小失大的问题, 影响了系统的运行和节能效果。

国内现有的大楼或工、商业等一定规模的中央空调系统中, 普遍采用有较高运行效率的水冷式中央空调系统, 但其冷却散热系统的冷却水泵和冷却塔皆按最大空调负荷匹配设置, 当空调系统在部分负荷时, 由于制冷量小, 冷凝热负荷也小。因此, 冷却散热系统的冷却水泵、冷却塔风机就不需全部投入运行以节约耗能。为了进一步提升中央空调的整体效率, 还要针对中央空调散热系统的运行参数 (冷却水温度) 进度最佳化调节使得整体耗能 (包括冷水主机、冷却塔风机、冷却水泵的耗能) 达到最小。使空调系统的变频节能工作尽可能做到完美无缺、获得最大的节能效果。

1 冷却水温度最佳化控制

对大中型空调系统而言, 水冷式冷水机组是采用得最为普遍的冷源。目前国内的设计标准都把冷却水供、回水温度定义为32℃、37℃的运行范围。这是因为我们对冷水机组性能测定是在冷却水温度32℃进入冷凝器, 37℃流出冷凝器的条件下定义的。但冷水机组在实际使用时, 有90%以上的时间运行在非设计条件 (部分负荷) 下。此时, 不但冷水机组的工作负荷与设计负荷有偏差, 而且由于室外气候条件的变化, 冷水机组的工作点也与设计工作点有很大的不同。在各种不同的空调条件下需要进行冷却水温度的最佳化控制才能使得整体冷水机组的耗能最低。

对于传统机械式的冷却塔, 其风机转速越高, 冷却水的温度就会越低, 此时冷却塔的耗电越大;但是对于冷水主机来说, 冷却水温度越低, 冷水主机的耗电越少。反之, 若冷却塔转速越低, 冷却水的温度就越高, 这样冷却塔的耗电越少。但对于主机来说, 由于进入冷凝器的水温升高, 相应的主机耗电会增加。这里显然存在一个最佳化控制的问题。

实际上, 冷水主机和冷却塔的整体最低耗能并非确定在某一个固定的冷却水温度上, 它会随着室外湿球温度、冷水主机的负荷的变化而变化。因此, 若能在冷却水系统的运行过程中, 及时计算出该时刻的冷却水最佳化温度, 将其提供给冷水主机的冷凝器, 则将减少冷水主机与冷却塔的整体耗能。

冷却水温的调节有许多方法, 有冷却水系统的旁通泵变频控制, 也有冷却塔风机的两段风速控制, 还有冷却塔风机的无段变频控制。采用多部冷却塔并联, 对风机采变频调速控制, 多部冷却塔并联且以较低转速运行是冷却塔节能的一个较好方法。

冷却塔虽然是中央空调系统中的附属设备, 但它却担负着散发整个系统所吸收的总热量的重要任务。因此, 对冷却塔的操作正确与否, 直接关系到整个空调系统的制冷效果和节能。冷却塔出水温度tct=ts+4℃, ts为湿球温度, 由冷却塔出水温度15℃为条件可以推出, 室外湿球温度ts必须小于11℃-12℃。在自控系统中, 现行的温湿度传感器测量到的参数为室外干球温度和室外空气相对湿度, 而判断冷却塔投入运行量的多寡则是利用室外湿球温度的大小来衡量的, 因此必须从测量到的室外干球温度ts和室外空气相对湿度去求出室外湿求温度, 这个求解过程可由空调原理来计算。

2 冷水温度最佳化控制

中央空调冷水机组在标准条件下系按所规定的冷水回水温度为12℃, 供水温度7℃温差为5℃的条件下运行的, 对于同一台冷水机组来说, 若运行条件不变, 外界负荷固定的情况下, 冷水机组的制冷量是一定的。此时, 通过蒸发器的冷水流量与供、回水温差成反比关系, 即冷水流量越大, 温差越小;反之, 流量越小, 温差越大。所以, 冷水机组规定冷水供回水温差为5℃, 这实际上是规定了机组的冷水流量。这种冷水流量的控制实际上为控制冷水通过蒸发器的压力降。

当冷水出水温度的设定温度增加时, 冷水主机的耗电量 (k W) 即可下降, 性能系数 (COP) 则将随之增大, 表示冷水主机于设定较高的冷水出水温度时, 将可获得较佳的节能效果。但由于实际应用时, 某些应用场合空调的要求条件较为严格, 不允许随意提升冷水出水温度, 因此若能在空调系统初期规划设计时, 将高冷水温度系统与低冷水温度需求的系统分别独立设计, 以不同的冷水主机供给不同冷水水温必能大幅地减少运行成本及能源。

3 中央空调系统部分负荷运行的节能控制

在空调系统的设计中, 显然, 按满负荷配置的冷却水系统, 在部分负荷时存在着最佳调节问题。在部分负荷时, 由于制冷量小, 冷凝热负荷也小。因此, 冷却水系统的水泵、冷却塔就不需全量投入运行。但是, 如果投入量不足, 无疑将使冷凝条件恶化, 造成冷凝温度上升, 相应的冷凝压力上升。在压缩式冷媒循环中, 蒸发温度不变而冷凝压力 (温度) 上升时, 压缩机的功耗增大, 循环性能下降。但水系统的能耗减少。因此, 在一定条件下, 减少冷却水流量可以使总能耗减少, 获得节能效果。

结语

如前所述, 空调系统大部分时间运行在部分负荷状态下, 定频运行的水泵、风机处于超扬程、超流量的运行状态, 如果采用变频方法控制水泵、风机的运行, 可以解决超扬程、超流量的不利运行条件, 同时通过适当的水泵、风机频率控制策略, 可以使水泵、风机运行在高效率区域, 并能很好适应系统流量及扬程需求, 达到理想的节能效果。

摘要：本文从中央空调的冷却水系统, 冷冻水系统, 部分负荷运行工况几个角度对中央空调系统附属设备的节能控制进行了简要的分析。

关键词：中央空调系统,冷却水,冷冻水,部分负荷运行,节能控制,分析

参考文献

[1]M.A.Bernier and B.Bourret, "Pumping Energy and.variable Frequency Drives, "[J], ASHRAE Journal, pp37-40, 2009.

[2]J.R.Brodrick, "Are Fans Blowing Your Energy Budget, "[J].HPAC Engineering, pp.74~77, 2010.