毕业设计 中央空调系统设计报告

中央空调节能改造系统设计报告 第 1 页 共 35 页 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：2010.12.13 ~ 2010.12.31 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：马应魁、傅继军 设计学生：柴旭昌、程有超、丁文渊 中央空调节能改造系统设计报告 第 2 页 共 35 页 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。 中央空调节能改造系统设计报告 第 3 页 共 35 页 目录 摘要 Abstract 一 绪论...................................................................5

1.1选题的依据及意义：....................................................5 1.2国内外研究现状及发展趋势............ .......... ......................5 1.3论文的主要内容如下................ ...................................7 二 中央空调节能改造系统的介绍............................................8

2.1中央空调应用变频器的目的..............................................8 2.2中央空调的工作原理....................................................9 2.3中央空调的组成........................................................9 三 调速变频器类型选择及其设计参数.......................................11

3.1 变频器的分类........................................................11 3.2 变频器的品牌及型号选择..............................................11 3.3 通用变频器..........................................................12 3.4西门子变频器.........................................................13 四 PLC的选择及其控制系统的硬件开发.....................................18

4.1可编程控制器（PLC）的简介............................................18 4.2 可编程控制器(PLC)的特点....................................... ....19 4.3三菱的FX2N系列的PLC简介...........................................20 4.4三菱PLC在设计中的使用..............................................21 五系统软件开发.........................................................24 中央空调节能改造系统设计报告 第 4 页 共 35 页 5.1中央空调节能改造的方案. ........ ....................................24 5.2实验所需设备.........................................................24 5.3电路设计.............................................................25 5.4触摸品的显示设置.....................................................31 5.5主电路与控制电路的实际接线图.........................................32 中央空调节能改造系统设计报告 第 5 页 共 35 页 一 绪论 1.1、选题的依据及意义： 1．依据： 随着我国人民生活水平的不断提高，购买力增强。近年来修建了不少商业建筑，并且向多元化方向发展，建筑规模越来越大。装饰豪华、营销全面、多维服务，集商贸、娱乐、居住、办公为一体的高级商城也层出不穷。 商业建筑的一个流动人口众多的公共场所，室内空气的温湿度、洁净度和新鲜空气量等，多顾客和商场职工的身体健康影响很大。因此，商业建筑的空气环境越来越被商业部门所重视。我国卫生防疫部门对商业建筑提出了卫生要求，对较大的重点商场还进行过监测，对一些已建的大中商场要求进行改造，增设通风设施或加建空气调节装置。新建的大中商业建筑纷纷安装了空调系统，以提高商场的档次，吸引更多的顾客。各大城市中频频展开的“商战”更加速了空调系统 在商业建筑中的普及。 商业建筑不断的增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。由于能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视。因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。 2．意义： 目前，随着我国经济的逐步增长，居住条件日益改善人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。 因此，设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程是很有实际意义的。

1.2、国内外研究现状及发展趋势： 1．研究现状： 中央空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有20多年的应用时间，然而真正引起国内企业关注还是近几年。目前国内市场中央空调领域竞争已经进入白热化阶段，随着价格战连绵不断，在家用空调领域几乎已经无利可图的企业纷纷开始在中央空调领域寻找新的发展空间和利润增长点。 2003年中央空调市场容量将达到85亿元，2005年达到200亿元以上。市场空间迅速巨大，而利润至少是40%以上。这对于众多在市场上艰难逐利的企业，尤其是仍在价格战中挣扎的家电企业来说，无疑是极其诱人的。 与家用空调行业相比，中央空调仍保持较高利润空调，这使得由原来约克、大金、开利等国外品牌所占领的国内中央空调市场开始发生变化，国内一些品牌也纷纷进入这个领域。 2．中央空调领域存在激烈的竞争： a. 品牌竞争 前几年还是约克、大金、开利等国外品牌占领国内商用空调市场，近几年已风生水起，海尔、美 中央空调节能改造系统设计报告 第 6 页 共 35 页 的、格力、松下、LG等企业纷纷进入这一领域，以争取更多主动权。 我国中央空调仍处于起步阶段，目前其销售对象主要集中在城市高收入消费群体和房地产开发商，由于其生产及安装成本较高，大范围普及尚需时日，这对争先上马该项目的企业不能不说是个考验。此外，与普通家用空调相比，中央空调对核心技术、资金要求更高，所以欲真正立足于该领域并非易事。 b. 技术竞争 中央空调品种多，发展迅速。 在中央空调发展趋势中，健康、环保、节能也将是永远的主题。中国中央空调市场虽然还处于发展初期，但是不少企业已经在上述方面做了诸多尝试，以下是在市场上应用的几种不同类型中央空调。 （1）、 燃气空调 从1992年由远大开发出中国第一台“溴化锂吸收式冷温水机”到现在，燃气空调在我国已得到一定范围应用，在广东、福建的各工程项目和“西气东输”等大型供气项目完成之后，我国燃气空调将可能迎来爆炸式增长。这是因为燃气空调相对于电空调有4大优点：一是环保、舒适、经济、稳定耐用，可有效平衡城市能源结构，缓解城市夏季供电紧张、燃气使用量过低的矛盾。 目前全国中央空调年销售额大约50多亿元，其中生产燃气空调的内外资企业有30多家，去年销售额约10亿元，其中三四家大型企业占85%左右的市场份额。随着天然气普及和和环保意识提高，燃气空调有望成为中国最主要的制冷产品。未来我国能源结构调整，将为燃气空调的发展带来更好的发展空间。 （2）、地温中央空调 地温中央空调是一种新型节能空调设备，它根据可逆卡诺循环原理，利用地温能源，冬天采用热泵技术原理，通过热交换将地下水或土壤中的热量提出用于室内采暖，而夏天则利用地下土壤或地下水带走热量，达到制冷效果。并可提供生活用水，是当代最经济的中央空调主机。地温中央空调的另一特点是其环保价值。传统的供暖、制冷方式是以煤、石油、天然气等矿物质为主要能源，这些资源在消耗和转换的过程中不但会造成严重的环境污染，而且热效率还比较低。而地温中央空调不仅实现零排放，还有热效率高、价格低廉等优势。 （3）、冰蓄冷中央空调 冰蓄冷中央空调是由冰提供冷源的中央空调系统，相对于常规中央空调增加一个蓄冰装置。冰蓄冷中央空调可以减缓用电高峰紧张，而且比常规空调系统每年节约运行费用10％－30％。 目前世界发达国家都已经或正在使用冰蓄冷空调，我国目前实施推广的省、市有北京、湖北、河南、湖南、江苏、浙江、广东等，尤其是在以广东为中心的华南地区，每年使用中央空调的时间长达9－10个月，使用冰蓄冷空调无论在经济效益上，还是社会效益上，意义更为重大。 1.3、论文的主要内容如下：