中央空调节能控制设计大学论文

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【论文】空调智能控制大学毕业论文

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【关键字】论文摘要随着我国经济的不断发展,社会高度信息化,新的高科技技术不断应用到建筑中,使得建筑的智能化已成为一种发展的必然趋势。

众所周知,智能建筑主要由建筑设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。

智能建筑也往往是从建筑设备自动化系统开始。

本文主要阐述,智能建筑中的中央空调(冷冻站)系统的PLC控制设计。

通常大型建筑都有两套(或两套以上)中央空调系统,由三台冷却水泵、三台冷冻水泵、两台冷却塔风机、两台冷水机组等主要设备组成两套制冷系统,其中冷水机组是由设备生产厂成套供应的。

它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的。

冷水机组由压缩机、冷凝器与蒸发器组成。

压缩机把制冷剂压缩,压缩后的制冷机进入冷凝器,被冷却水冷却后,变成液体,析出的热量由冷却水带走,并在冷却塔里排入大气。

液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器蒸发吸收热量,使冷冻水降温,然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。

本文主要是通过用plc对中央空调中变频器的控制来调节中央空调的各参数以达到所需要求,通过上位机系统(中央管理工作站),下位机系统(区域工作站),共同对中央空调系统进行控制,上位机主要有PC机和激光打印机以及由MCGS构成的人机交互界面组成,下位机主要有TP21触摸屏和FX-1S-14MR可编程序控制器组成。

关键词:空调系统;可编程控制器(PLC);空调机组自动控制ABSTRACTWith the constant development of 's economy, a high degree of information-based society, the new high-tech technology applied to the building, making the intelligentbuilding has become a development trend. As we all know, intelligent building construction equipment from the major automation systems (BAS), communications automation system (CAS) and office automation systems (OAS) three system. tend to be from the beginning of construction equipment automation system. This article described, the intelligent building in the central air-conditioning (Freezing Point) PLC control system design.Usually have two sets of large-scale construction (or two or more) central air-conditioning system, cooling water pump from the Big Three, three chilled water pumps, two cooling tower fan, two chiller comprising two sets of major equipment such as refrigeration system, cold water Units from complete sets of equipment manufacturing plant supply. It is based on general principles and laws of the air-conditioning, such as automatic control from the microprocessor. Chiller from the compressor, condenser and evaporator components. Compression of the refrigerant compressors, compressed into the refrigerator condenser, cooling water cooling, a liquid, precipitation heat away from the cooling water and cooling Tarja discharged into the atmosphere. Liquid refrigerant from the condenser into the evaporator evaporation absorb heat, chilled water cooling and chilled water fan coil absorbed into the cold air in the heat.This paper is mainly used by the central air-conditioning plc in the frequency converter to regulate the control of central air-conditioning in all parameters to achieve the necessary requirements, through the host computer system (central management workstations), the under-machine system (Regional workstations), the common central air-conditioning system Control, the PC main PC and laser printers as well as by the MCGS a component of human-computer interface, the crew mainly TP21 touch-screen and FX-1S-14MR PLC components.Keywords:air-condition; PLC; central air conditioning目录1 绪论1.1空调系统研究背景随着人们生活水平的不断提高,智能建筑得到了迅猛发展,并己成为21世纪建筑业的发展主流。

空调节能控制技术论文

空调节能控制技术论文

浅谈空调节能控制技术探讨摘要:就中央空调节能控制技术进行分析,主要分析中央空调的控制特点,即干扰性,调节对象的特性,湿度的相关性,多工况运行及转换控制和整体控制等几个方面。

然后,分析了中央空调节能控制途径和节能方法的选择,以保证在满足要求的前提下最大限度的节约能源,真正发挥楼宇自控系统的作用关键词:中央空调系统;节能技术;控制技术1.引言空调系统的作用就是对室内空气进行处理,使空气的温度、湿度、流动速度及新鲜度、洁净度等指标符合场所的使用要求。

为此必须对空气进行冷却或加热、减湿或加湿以及过滤等处理措施。

其相应设备有制冷机组、热水炉、空调机组、风机盘管等。

当被调房间温度与湿度受内部热源干扰或室外温湿度变化而发生波动时,首先由温度与湿度传感器把信号送给调节器,调节器与设定值进行比较后发出指令给执行器,执行器动作后,不断调整以符合要求。

在中央空调系统中,冷水机组是由设备生产厂成套供应的,它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的。

冷水机组由压缩机、冷凝器、蒸发器与节流元件组成,压缩机把制冷剂压缩,压缩后的制冷剂进入冷凝器,被冷却水冷却后,变成液体,析出的热量由冷却水带走,并在冷却塔里排入大气。

2.中央空调的控制特点空调系统的特性可以归纳如下:(1)干扰性。

空调系统在全年或全天的运行中,由于外部条件(如气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪)和内部条件(如空调房间中设备、照明的启、停和投入运行的多少,以及工作人员的增减等)的变化,都将对空调系统的运行形成干扰。

(2)调节对象的特性。

不同的被控对象,在相同的干扰作用下,被控量随时间的变化过程也并不一样。

空调自控系统的任务就是为了克服这些干扰因素,维持空调房间一定的温、湿度和空气品质。

但温、湿度的控制效果不但取决于自控系统,更主要的是取决于空调系统的合理性及空调的对象特性。

3.中央空调节能控制途径3.1 空调机组。

空调机组是智能建筑中耗能最多的设备,其运行方式不同,应从以下几个方面考虑空调机组的节能:(1)全年运行系统的工况自动转换。

中央空调系统的自动控制设计和节能思路探讨

中央空调系统的自动控制设计和节能思路探讨

中央空调系统的自动控制设计和节能思路探讨摘要:本文对中央空调系统自动化控制的设计原则、方法和功能进行详细分析和介绍,研究中央空调系统的组成和分类。

在掌握中央空调系统自动控制的基本原理的基础上,及时发现自动控制原理中存在的问题,然后提出相应的优化方案,有效提升中央空调系统自动控制节能技术的精确控制。

关键词:中央空调系统;自动控制设计;节能思路引言中央空调系统的自动控制不仅可以为用户创造高效、方便、合理、安全的环境,还可以最大限度降低能耗和运行成本,提高经济效益。

随着人们生活水平的逐步提升,人们对自身生活环境的要求也越来越高,中央空调作为夏天可以制冷,冬天可以产热的智能设备,以及受到人们的广泛关注,基于此,本文论述了中央空调系统的构成,介绍了中央空调系统自动控制和节能工程的一种新方法,以及一些可供中央空调节能制造可以参考的基本思路和方法[1]。

一、中央空调系统的结构构成与配置原则1.1中央空调系统的结构构成目前,国内建筑中空调自动化控制系统的构成较为齐全,主要分为分布式控制模式和模块化结构,通常由中央政府控制。

中央空调系统结构构成中,其工作站和终端设备的主控制器和现场控制器在大楼中央控制器集中统一管理,通常由一台计算机和一台打印机组成,可用于系统的操作监控、显示、记录和远程配置,中央空调系统的线路状态、参数远程启动和停止控制均可以直接连接到系统的号码。

1.2中央空调系统的配置原则中央空调系统的主机可以使用Intel 80386或更高版本,建议处理器的个人计算机采用奔腾Ⅱ微处理器32M内存及104增强型键盘,两个字符串一个并口和一台彩色打印机,采用实时图形监控操作软件可以显示信息,并根据使用标准的TCP/IP协议进行应用,既能满足集中监控的需要,又能适应系统的规模[2]。

同时,中央空调系统配置必须能保证建筑空调自动控制系统的正常运行,针对出现的异常事故可以及时处理,使其能够易于使用和维护,且配置应尽量减少故障区域,实现风险分级,进而保证当中央操作站出现问题时控制器不会受到影响,可以继续运行来完成原有的控制功能。

中央空调智能节能控制系统设计与实现

中央空调智能节能控制系统设计与实现

中央空调智能节能控制系统设计与实现摘要:空调能耗正成为广大暖通设计者关注和研究的重要课题,本文分析了影响空调系统能源消耗的关键因素,并从系统的选择、设备的选配及系统的运行管理等方面提出了切实可行的空调节能方案,对空调系统的设计及运行管理中的节能具有一定参考价值。

关键词:中央空调;系统;设计;节能1.中央空调系统的构成1.1冷冻机组这是中央空调的“制冷源”,通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”,降温为“冷冻水”。

1.2冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻水管道组成。

从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道,在各房间内进行热交换,带走房间热量,使房间内的温度下降。

从冷冻机组流出、进入房间的冷冻水简称为“出水”,流经所有的房间后回到冷冻机组的冷冻水简称为“回水”。

1.3冷却水循环系统由冷冻泵、冷却水管道及冷却塔组成。

冷冻机组进行热交换,使水温冷却的同时,必将释放大量的热量。

该热量被冷却水吸收,使冷却水温度升高。

冷却泵将升了温的冷却水压人冷却塔,使之在冷却塔与大气进行热交换,然后在将降了温的冷却水,送回到冷却机组。

如此不断循环,带走了冷冻机组释放的热量。

流进冷冻机组的冷却水简称为“进水”,从冷冻机组流回冷却塔的冷却水简称为“回水”。

1.4冷却风机冷却塔风机用于降低冷却塔中的水温,加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。

可以看出,中央空调系统是工作过程室一个不断地进行热交换的能量转换过程。

在这里,冷冻水和冷却水循环系统是能量的主要传递者。

冷却水温度过高、过低都会影响冷冻机组使用寿命,因为温度过低影响机组润滑,但温度过高将导致制冷剂高压过高。

因此,对冷却风机的控制便是中央空调控制系统的重要组成部份。

变频控制冷却风机的转速使冷却水出水温度保持在28~30℃之间,既节能又延长冷冻机组使用寿命。

!中央空调系统的组成和控制思想中央空调与家用独立空调的温度传递方式不同:家用独立空调直接吹风到散热器上获得冷风或者热风。

中央空调节能系统的设计及实现

中央空调节能系统的设计及实现

中央空调节能系统的设计及实现摘要:社会持续发展后,人们逐渐把节能减排作为自己的人生哲学。

一旦人们获得了高质量的生活,中央空调在人们的生活中得到了广泛的应用,为人们的生活提供了更多的便利,创造了舒适凉爽的生活环境。

但是,中央空调的广泛使用导致建筑能耗增加,对中国能源的可持续发展产生了重大影响。

因此,中央空调的设计必须节约能源,它不仅能改善传统中央空调的运行,而且能实现中央空调的节能运行。

因此,本文分析了节能概念在中央空调系统设计中的应用情况,以供参考。

关键词:节能理念;中央空调;系统设计前言近年来,随着我国社会经济的不断发展,我国大中型企业、民用建筑和娱乐场所开始采用集中空调系统,规范空气流通。

中央空调不仅可以改善人民的工作和生活条件,而且已经成为现代社会不可或缺的技术设备。

本文主要分析中央空调节能控制技术,中央空调具有明显的社会经济效益。

一、中央空调变频节能的原理系统组成(1)在中央空调设计中,为了充分满足最高温度的要求,应进行最大负荷设计,留出约15%的空间,正常情况下,内部负荷可满足要求负荷,因此负荷量较大,主机经常可以进行负荷和卸载。

(2)系统的流动压力应通过截止阀和通过阀调节,使其不可避免地出现严重截止损、流量很大、压力很大的情况,然后主机能耗大,流量小,温差小。

这种情况不仅会导致大量的电力浪费,而且还会造成空调系统的适应问题,并对系统设备产生重大影响。

(3)发动机起动电流应调整为额定电压的5倍左右。

当电机受到电流的影响时,它会频繁地启动和停止。

在这种情况下,电动机、接触器和空气接触可能会受到电弧冲击,这也可能对电网产生重大不利影响。

此外,起动时的机械冲击和停机时的重量现象也可能对机械传动装置、轴承和阀门造成疲劳损坏。

(4)可将变频技术应用于现有空调系统视为发展的必要条件,这不仅有效地改善了现代空调系统的技术缺陷,而且大大降低了能源消耗和运营成本。

因此,在中央空调系统中安装变频调速系统和设置闭环自动调节,可以在节能方面产生很好的效果。

(完整版)基于PLC的中央空调控制系统设计毕业论文设计

(完整版)基于PLC的中央空调控制系统设计毕业论文设计

优秀论文审核通过未经允许切勿外传毕业设计课题名称可编程的中央空调控制系统的设计姓名孙成彩学号所在系电子电气工程系专业年级P10电气七班指导教师张德迪职称讲师二O一三年四月十四基于PLC的中央空调控制系统设计摘要中央空调现已广泛的应用在各大商场、办公大厦等场所中,传统控制系统中在控制较适宜的温度的同时,却消耗了大量的能量。

如今,人们越来越重视中央空调的舒适性和节能性,本文重点研究了中央空调冷冻泵机组控制系统,为舒适的生活工作环境及有效节能提供了技术条件。

本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理,总结了传统中央空调的缺点,即冷冻泵、冷却泵不能自我调节负载,长期处于满负荷运行,造成了极大的能源浪费,随着变频技术日趋成熟,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量达到节能目的。

该系统采用西门子的S7—200PLC 作为主控制单元,利用传统PID 控制算法,通过西门子MM440 变频器控制水泵运转速度,保证系统根据实际负荷的情况调整流量,实现恒温控制,同时又可以节约大量能源。

通过对中央空调的理论分析,验证了以出回水温差为根据对其进行变流量控制的可靠性。

对变频控制系统进行了设计,为实现温度信号远距离传送,设计了基于USS 协议的RS-485总线通讯的网络。

通过西门子TD200 文本显示器实现人机界面的设计,最后使用MCGS 工控组态软件进行了系统的组态设计研究。

关键词中央空调;PLC;变频器;PID;RS-485基于PLC的中央空调控制系统设计目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 中央空调控制的研究现状及发展 (2)1.2.1 中央空调控制系统的发展 (2)1.2.2 中央空调变流量控制的发展 (3)1.3 本研究课题的主要工作 (4)第2章中央空调变流量控制的原理 (5)2.1 中央空调系统的结构和原理 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 制冷原理 (5)2.1.3 中央空调系统的构成 (5)2.2 中央空调变流量控制的原理及特点 (5)2.2.1 变流量空调系统概述 (5)2.2.2 中央空调变流量控制的实现方式 (7)2.2.3 中央空调系统变流量系统的特点 (9)2.3 电机的软启动原理及应用 (10)2.3.1 软启动设备介绍 (10)2.3.2 软启动器的应用场合 (10)2.3.3 软启动器与变频器之间的区别对比 (10)2.4 PID控制的设计 (11)2.4.1 PID控制原理 (11)2.4.2 PID控制器的参数整定 (12)2.4.3 PID的反馈逻辑 (12)2.4.4 P、I、D参数调整原则 (13)2.4.5 对空调系统的PID变频控制 (13)2.4.6实现设定值的自动调节 (13)2.4.7 PID控制器设计及实现 (13)2.5 本章小结 (15)第3章中央空调控制系统的硬件设计 (16)3.1 变频器的原理 (16)3.2 西门子MM440变频器性能介绍 (16)3.2.1 主要特征 (17)3.2.2 控制性能的特点 (17)3.2.3 保护功能 (17)3.2.4 变频器运行的环境条件 (17)3.2.5 使用变频器设计系统时需注意的问题 (18)3.3 PLC选型 (18)3.3.1 PLC简介 (18)3.3.2 PLC控制功能的选择 (18)3.3.3 西门子S7-200PLC介绍 (20)3.3.4 模拟量IO模块的种类 (20)3.3.5 EM231技术指标 (21)3.3.6 EM232技术指标 (21)3.3.7 EM231 RTD接线及注意事项 (21)3.4 PT100温度传感器 (21)3.5 PT100温度变送器 (22)3.6 人机界面设计 (22)3.7 系统硬件设计 (23)3.8 本章小结 (25)第4章控制系统软件设计 (26)4.1 设备间通讯 (26)4.1.1 RS-485介绍 (26)4.1.2 USS协议 (26)4.2 PLC的初始设定 (27)4.3 PLC主程序流程图 (29)4.4 PLC编程软件 (30)4.5 程序设计 (30)4.5.1 中央空调控制系统的IO分配表 (30)4.5.2 程序中使用的存储器及功能 (31)4.6 中央空调控制系统的MCGS组态 (32)4.6.1 MCGS组态软件简介 (32)4.6.2 MCGS 6.2通用版介绍 (32)4.6.4 系统脚本程序编写 (34)4.6.5 组态运行界面 (35)4.7 本章小结 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录C (40)第1章绪论1.1 课题背景随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高,为了保证温度恒定,中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑领域,例如酒店、宾馆、办公大厦、商场、工厂厂房等场所。

毕业设计(论文)-利用plc、变频器设计中央空调节能改造系统[管理资料]

毕业设计(论文)-利用plc、变频器设计中央空调节能改造系统[管理资料]

设计论文题目:利用PLC、变频器设计中央空调节能改造系统设计时间:~系别:电子电气工程系设计班级小组:电气083班(第一组)指导教师:设计学生:摘要作为现代使人生活舒适的家用电器,空调可以说与人们的生活紧密相关。

在现代社会中,它已像冰箱、电视一样,成为人类不可缺少的生活电器。

①经济节能:每个区间末端风机盘管可自行调节温度,区间无人时可关闭,系统根据实际负荷做自动化运行,开机计费,不开机不计费,有效节约能源和运行费用。

②环保:主机采用水源热泵型机组,电制冷,没有燃烧过程,避免了排污;整个系统为密闭式管路系统,可避免霉菌灰尘等杂质对系统的污染,使环境清新优美,特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使用。

③节约空间:主机体积小巧,不设机房,无需占用设备层,减少公用设施和土建投资,室内末端暗藏在吊顶内,极易配合屋内装修。

④个性化:中央空调系统以区间为单元,满足用户不同区间需求,室内末端安装采用暗藏方式,不影响室内的审美观,不占据室内空间,适应用户的个性化需求。

⑤简化管理:于采用不同区间单独控制系统为用户所有,产权关系明确,可简化空调设施管理。

⑥提升档次:中央空调主机可以避免破坏楼体的整体外观,使用户充分享受高档综合环境的同时,提升产品质量及量贩档次。

⑦投资方便:可根据量贩发展情况,分期分批投资添置空调系统,同时量贩档次提升,因此资金周转快,有效地利用资金更进一步开发。

而可编程控制器PLC是根据顺序逻辑控制的需要发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它具有可靠性高,操作灵活,拓展型号等优点,不仅能满足设计系统的精度,还可以降低能耗,节约能源,减小运行费用。

再加上变频器的使用,把380V的交流变成直流再变成频率可调的交流电,实现电机的无级调速,比较省电,比直流调速维护方便。

本论文就是在己有的通用变频器的基础上,采用PLC对电机进行控制,通过合理的选择和设计,对中央空调系统进行变频调速,通过调速来改变耗能大小,提高了资源的利用率,达到理想的控制效果。

基于提高中央空调整体cop值的节能控制系统设计

基于提高中央空调整体cop值的节能控制系统设计

基于提高中央空调整体cop值的节能控制系统设计核心提示:摘要:考量中央空调能效最重要参数就是中央空调整体cop值,本文重点描述了采用复杂非线性控制系统实现中央空调整体cop值的提高,摘要:考量中央空调能效最重要参数就是中央空调整体cop值,本文重点描述了采用复杂非线性控制系统实现中央空调整体cop值的提高,来实现整体中央空调节能高效的提升,替代了传统简单的PID线性节能控制盒传统的简单局部设备的节能控制,使中央空调的节能控制翻开了新的篇章。

前言现代建筑能耗中,中央空调的能耗所占总建筑能耗的比例非常大,约占总能耗的50%---70%,而对于中央空调系统,冷热源的设备能耗又占中央空调总能耗的70%左右。

中央空调冷热源的设备能耗分为三部分:1、制造冷热源的高耗能设备,例如制冷主机,锅炉等2、输送冷热量的耗能设备,例如循环水泵3、冷凝热量排放的耗能设备,例如冷却塔风机所以如何应用先进的节能控制系统以及科学的管理手段在保证中央空调使用效果的情况下降低冷热源设备的能耗,在楼宇的节能降耗中显得尤为重要。

一、中央空调能耗浪费现象的原因分析中央空调是一个非常庞大复杂的系统,在利用耗能设备做功的情况下,将冷(热)量从室内移到室外,不仅包含了气——冷冻水、冷冻水——制冷剂、制冷剂——冷却水以及冷却水——室外空气之间等多个热交换过程,还包含了制冷剂从气态到液态,液态到气态的两个不同相变的过程,在这些复杂的热交换和相变过程中,不可避免的存在着各种各样的不平衡现象,造成冷(热)量的极大浪费。

1、满负荷的超余量设计表一中央空调每年运行时间和负荷率的关系2、末端设备的参数运行失控对于末端风机盘管和空调箱机组来说,管理者对其温度和湿度等参数的设置往往都难以控制,而空调的使用者往往在追求最大舒适度的情况下尽量调低(制冷季节)或调高(采暖季节)温控器的温度设置,根据冷热量测算,在温度设置相差1℃的情况下,可以造成该空间所供冷热量7%—10%浪费,所以如何结合先进的控制系统以及科学的管理措施实现末端设备参数的有效控制对于中央空调的节能来说非常重要。

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绪论1.1前言各类建筑物中,大量采用先进设备和相应配套设备而成的中央空调系统已成为现代化建筑技术的重要标志之一,是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施。

对这些设备的设计、安装和运行管理不仅直接关系到业主和用户的根本利益,而且也关系到对部环境的保护。

1.2改进中央空调节能控制的重要性随着我国经济建设的发展,中央空调更加普度,对中央空调能耗问题的研究就日益重要。

在智能建筑中,集中空调系统的监控点数量常常占全楼监控点总数的50%以上,其能耗常常占全楼总能耗量的5o%以上。

由此可见,中央空调系统在现代建筑中是极其重要性1.3改进中央空调节能控制的目标对空调系统能耗的研究要实现的目标是,如何在创造良好室内小环境的前提下利用能源,达到对外部大环境的最小破坏.以实现可持续发展的长远目标。

该研究是一个非常广泛的课题.涉及许多学科。

本文从工程“寿命周期(circle life)”的观点,从工程现状、工程设计,工程施工和运行管理等方面探讨了中央空调系统节能的措施和方法。

2中央空调系统简介2.1中央空调的组成:1.蒸发器2.冷凝器3.风机盘管4.膨胀水箱5.冷却水塔如图1所示中央空调系统的工作过程是一个不断进行能量转换以及热交换的过程。

其理想运行状态是:冷冻水循环系统中,在冷冻泵的作用下冷冻水流经冷冻主机,在蒸发器进行热交换,被吸热降温后被送到终端盘管风机或空调风机,经表冷器吸收空调室内空气的热量升温后,再由冷冻泵送到主机蒸发器形成闭合循环。

冷却水循环系统中,在冷却泵的作用下冷却水流经冷冻机,在冷凝器吸热升温后被送到冷却塔,经风扇散热后再由冷却泵送到主机,形成循环。

在这个过程里,冷冻水、冷却水作为能量传递的载体,在冷冻泵、冷却泵得作用下不停地循环在各自的管道系统里,不断地将室内的热量经冷冻机由冷却塔排出。

(如图1.1所示)在中央空调系统设计中,冷冻泵、冷却泵的装机容量是取系统最大负荷再增加10%—20%余量作为设计安全系数。

据统计,在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%—24%,而在冷冻主机低负荷运行时,冷却水、冷冻水循环用电就达30%—40%。

因此,实施对冷冻水和冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调系统节能改造及自动控制的重要组成部分。

图1.1中央空调系统结构图3. 建立系统节能观念.选择合理的设计方案实现空调节能的根本途径,就在于巧妙地利用室内外条件、维护结构及空调设备的相互作用关系,选择满足建筑节能要求的方案,既电造出舒适、高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能的目的。

3.1 空调室内温度的确定。

经重庆、上海、广州等地区的实践证明,夏季室内温度低1℃或冬季高1℃,工程投资将增加6%能耗增加8%,并且加大室内外温差也不符台卫生学要求。

舒适性空调夏季比较理想的室内温度是比室外环境温度低5—8℃为好。

3.2 围护结构。

空调冷(热)负荷可分为围护结构冷(热)负荷和室内冷(热)负荷。

下面从门窗的节能方面.进行阐述。

控制窗墙比:通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%~45%,在保证室内采光良好的前提下,合理确定窗墙比十分重要。

一般规定各朝向的窗墙比不得大于下列数字:北向25%;东、西向30%;南向%。

提高门窗气密性:房间换气次数由0.9次/h降到0.6次/h,建筑物的能耗可降低8%左右,因此设计中应采用密闭性良好的门窗,而加设密封条是提高门窗气密性的重要手段,密封条应采用弹性良好、镶接牢固严密、经久耐用的产品,根据门窗的具体情况,分别采用不同的密封条,如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条其形状可为条形或冲形。

固定方法可用粘贴、挤紧或钉结。

3.3 空调冷热源中央空调能耗一般包括三部分。

(1)空调冷热源;(2)空调机组末端设备;(3)水或空气输送系统。

这三部分能耗中,玲热源能耗约占总能耗的50%左右.是空调节能的重要内容。

如果均把各自消耗的能量折算成一次能源,则备类机组均可用单位时间内一次能源消耗能量所制取的玲量或热量进行比较。

本文使用“一次能源效率OEER(W/W) 来表示.从单位能耗角度考虑.夏季制冷:离心式、螺杆式冷水机组O旺R值最高.吸收式冷水机组OEER最小;冬季供热:螺杆式、活塞式热泵冷热水机组OEER最高电热水机组最低.即能耗最高。

3.4 空调水系统。

一般空调水系统的输配用电,在冬季供暖期问约占整个建筑动力用电的2o%~25%,夏季供冷期间占12%~24%.因此水系统节能具有重要意义目前,空调水系统在设计上存在着一些问题:(1)选择水泵是按设计值查找水泵样本铭牌参数确定,而不是按水泵的特性曲线选定水泵型号;(2)未对每个水环路进行水力平衡计算,对压差相差悬殊的回路也未采取有效措施,因此水力、热力失调现象严重;(3)大流量、小温差现象普遍存在,设计中供、回水温差一般取5cC,但经实测,夏季冷冻水回水温差较好的为35,较差的只有1.5~2℃,造成实际水流比设计水量大1.5倍以上,使水泵电耗大大增加。

因此,空调水系统节能应从如下方面着手考虑:(3.1)设计人员应重视水系统设计,认真进行水系统各环路的计算,并采取相应措施保证各环路水力平衡;(3.2)认真校对和计算空调水系统相关系数,切实落实节能设计标准的要求值,积极推广变频诃速水泵,冬、夏两用双速水泵等节能措施;(3)制冷系统冷却水进水温度的高{氐对主机耗电量有着重要影响,一般推算,在水量一定情况下,进水温度高1℃,溴化锂冷水机组能耗高6%。

4.中央空调水泵系统变频改造模型介绍4.1泵的特性分析与节能原理泵类的特性和参数纯粹用于抽水的功率叫有效功率有效功率=(1000qh)/(75×60/0.736)=qh/6.11(kw)式中,q为流量(m3/min);h为总扬程(m)。

设在扬程内1m3的水的重量为1000kg,因此:泵的轴功率=(有效功率)/ 泵的效率(kw)电动机输出功率=(1.05~1.2)×轴功率(kw)泵是一种平方转矩负载,其转速 n 与流量 Q, 扬程 H 及泵的轴功率 N 的关系如下式所示:Q 1=Q2(n1/n2) H1=H2(n12/n22) N1=N2(n13/n23) (2.1)上式表明,泵的流量与其转速成正比,泵的扬程与其转速的平方成正比, 泵的轴功率与其转速的立方成正比。

当电动机驱动泵时,电动机的轴功率P(kw) 可按下式计算:P=ρQH/ηcηF×10-2(2.2)式中: P:电动机的轴功率(KW)Q:流量(m3/s)ρ:液体的密度(Kg/m-2)ηc:传动装置效率ηF:泵的效率H:全扬程(m)调节流量的方法:图2.1如图2.1所示,曲线1是阀门全部打开时,供水系统的阻力特性;曲线2是额定转速时,泵的扬程特性。

这时供水系统的工作点为A点:流量QA,扬程HA;由(2.2)式可知电动机轴功率与面积OQAAHA成正比。

今欲将流量减少为QB,主要的调节方法有两种:(1)转速不变,将阀门关小这时阻力特性如曲线3所示,工作点移至B 点:流量QB,扬程HB,电动机的轴功率与面积OQBBHB成正比。

(2)阀门开度不变,降低转速,这时扬程特性曲线如曲线4所示,工作点移至C点:流量仍为QB,但扬程为HC,电动机的轴功率与面积OQBCHC成正比。

对比以上两种方法,可以十分明显地看出,采用调节转速的方法调节流量,电动机所用的功率将大为减小,是一种能够显著节约能源的方法。

根据异步电动机原理n=60f(1-s)/p (2.3)式中:n:转速 f:频率 p:电机磁极对数 s:转差率由(2.3)式可见,调节转速有3种方法,改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。

在以上调速方法中,变频调速性能最好,调速范围大,静态稳定性好,运行效率高。

因此改变频率而改变转速的方法最方便有效。

根据以上分析,结合公司中央空调的运行特征,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等组成温差闭环自动控制,对中央空调水循环系统进行节能改造是切实可行,较完善的高效节能方案。

因为中央空调系统是由主机、冷冻水、冷却水等若干个子系统组成的一个较为复杂的系统,所以对每个子系统进行改造时,都要考虑器对整个系统的影响。

因此我们在中央空调系统变频改造时采用了神经元网络和模糊控制的方法,保证整个系统的最优化运行。

4.2冷却水系统(包括一次及二次系统)冷却水的进出口温度差为5℃时,空调主机的热交换率最高,同时为了保证正常供水,还要保证冷却水的压力和流量。

因此将进口温度、出口温度、管网压力、管网流量等信号输入控制柜的中央控制器中,由中央控制器根据当前的具体数据计算出所需流量值,确定冷却水泵投入的台数及工作频率,保证能耗最低且系统最优工作方式。

4.3冷冻水系统:为了使空调主机效率最高,应保证冷冻水进出主机温度差为5℃,同时为了保证供水需求,必须保证冷冻水的压力和流量,而且必须保证冷冻水的温度不能过低,避免主机结冰。

因此将进口温度、出口温度、管网压力、管网流量等信号输入控制柜的中央控制器中,由中央控制器根据当前的具体数据计算出所需流量值,确定冷冻水泵投入的台数及工作频率,保证能耗最低且系统最优工作方式5.冷冻泵进行变频改造控制原理说明如下:PLC控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存,并计算出温差值;然后根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的转速,调节出水的流量,控制热交换的速度;温差大,说明室内温度高系统负荷大,应提高冷冻泵的转速,加快冷冻水的循环速度和流量,加快热交换的速度;反之温差小,则说明室内温度低,系统负荷小,可降低冷冻泵的转速,减缓冷冻水的循环速度和流量,减缓热交换的速度以节约电能。

5.1冷却泵进行变频改造由于冷冻机组运行时,其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温,再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。

冷却水进水出水温差大,说明冷冻机负荷大,需冷却水带走的热量大,应提高冷却泵的转速,加大冷却水的循环量;温差小,则说明,冷冻机负荷小,需带走的热量小,可降低冷却泵的转速,减小冷却水的循环量,以节约电能。

5.2变频节能系统示意图图5.15.3三菱FR-F540-37K-CH变频器主要参数的设定Pr.160 : 0 允许所有参数的读/写Pr.1 : 50.00 变频器的上限频率为50HzPr.2 : 30.00 变频器的下限频率为30HzPr.7 : 30.0 变频器的加速时间为30SPr.8 : 30.0 变频器的减速时间为30SPr.9 : 65.00 变频器的电子热保护为65APr.52 : 14 变频器DU面板的第三监视功能为变频器的输出功率Pr.60 : 4 智能模式选择为节能模块Pr.73 : 0 设定端子2-5间的频率设定为电压信号0~10VPr.79 : 2 变频器的操作模式为外部运行5.4三菱PLC控制器FX2N-64MR与三菱FR-F540-37K-CH变频器的接线以及I/O 分配5.5 PLC与变频器接线图6.中央空调末端节能改造介绍6.1原中央空调末端简介中央空调原末端采用比例阀进行机械式调温,调节冷冻水入水口阀门的开度,即控制进入热交换器中冷冻水的流量,风机推动热交换热源一方(即空气),在热交换器中进行热交换,从而达到调节冷风温度的目的,其调节对象为冷源介质。

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