摘要       中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設(shè)施之一，電能的消耗非常大，約占建筑物總電能消耗的50%。由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負(fù)載并增加一定余量設(shè)計(jì)，而實(shí)際上在一年中，滿負(fù)載下運(yùn)行最多只有十多天，甚至十多個(gè)小時(shí)，幾乎絕大部分時(shí)間負(fù)載都在70%以下運(yùn)行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機(jī)的負(fù)荷能隨季節(jié)氣溫變化自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載，而與冷凍主機(jī)相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載，幾乎長(zhǎng)期在100%負(fù)載下運(yùn)行，造成了能量的極大浪費(fèi)，也惡化了中央空調(diào)的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行質(zhì)量。       隨著變頻技術(shù)的日益成熟，利用變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，達(dá)到節(jié)能目的提供了可靠的技術(shù)條件。

關(guān)鍵詞：PLC 變頻器 中央空調(diào) 節(jié)能改造 溫度控制

 ABSTRACT The central air-conditioning system is one of modern large-scale building essential supporting facilities, the electrical power consumption is huge, about 50% of the total power consumption of building. Because all the central air-conditioning systems is designed based on its maximum loading. In fact, the system only has to run about ten days even 10 hours under the condition of maximum loading. It runs with 70% maximum loading most of the time. Usually the frozen host of system could adjust its loading automatically according to the change of temperature. But the refrigeration pump and cooling pump couldn’t adjust automatically and almost run with maximum loading for a long term and that is a waste of energy and also worsens running environment and running quality of central air-conditioning.   With the fast maturity of Frequency Conversion Technology, using organic combination of inverter, PLC, digital analog conversion module, temperature sensor and temperature module to thermoelectric closed-loop automatic control technology which can adjust output flow rate automatically to save energy.  Key words: PLC, Inverter, Central air conditioning, Energy saving reconstruction, Temperature control

第一章 緒論        中央空調(diào)是現(xiàn)代大型建筑物如賓館、商場(chǎng)、辦公樓、居民小區(qū)、工廠和其它大型建筑不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施之一，它能帶給人們四季如春，溫馨舒適的每一天。中央空調(diào)是一種通過(guò)集中制冷，然后分別將冷量輸送到各空調(diào)房間的設(shè)備，以調(diào)節(jié)各個(gè)空調(diào)房間內(nèi)溫度達(dá)到適合人辦公或者生活。         作為建筑內(nèi)部重點(diǎn)耗能設(shè)備，中央空調(diào)系統(tǒng)的耗電一般要占整座建筑電耗的40%以上。而中央空調(diào)機(jī)組是以滿足使用場(chǎng)所的最大冷熱量來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而在實(shí)際應(yīng)用中絕大多數(shù)用戶在使用時(shí)，冷熱負(fù)荷是變化的，一般與最大設(shè)計(jì)供冷熱量存在著很大的差異，系統(tǒng)各部分90%以上運(yùn)行在非滿載額定狀態(tài)。傳統(tǒng)的中央空調(diào)水、風(fēng)系統(tǒng)均采用調(diào)節(jié)閥門(mén)或風(fēng)門(mén)開(kāi)度的方式來(lái)調(diào)節(jié)水量和風(fēng)量，這種調(diào)節(jié)方式的缺點(diǎn)不僅是消耗大量能量，而且調(diào)節(jié)品質(zhì)難以達(dá)到理想狀態(tài)而導(dǎo)致空調(diào)的舒適度不良。         中央空調(diào)變頻節(jié)能改造投資價(jià)值極高，用戶用于該產(chǎn)品的全部投資，可在很短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)減少能耗支出予以回收。投資收益率根據(jù)日運(yùn)行時(shí)間不同，在25—40%之間。 應(yīng)用交流變頻技術(shù)通過(guò)對(duì)中央空調(diào)的末端空調(diào)風(fēng)機(jī)箱、冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷凍水/冷卻水水泵、甚至主機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速等進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，從而使空調(diào)各子系統(tǒng)風(fēng)量、水流量等負(fù)荷工況參數(shù)按負(fù)荷情況得到適時(shí)調(diào)節(jié)，不但能改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，達(dá)到閥門(mén)、風(fēng)門(mén)節(jié)/回流調(diào)節(jié)、變極調(diào)速等落后調(diào)節(jié)方式所不能相比的調(diào)節(jié)性能，改善空調(diào)的舒適性；更能達(dá)到節(jié)約大量電能，降低設(shè)備運(yùn)行噪聲，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、減輕設(shè)備維護(hù)工作量及費(fèi)用的理想運(yùn)行效果。         通過(guò)變頻控制調(diào)節(jié)，中央空調(diào)系統(tǒng)的水、風(fēng)系統(tǒng)耗電水平可降低30%~60%，主機(jī)系統(tǒng)可節(jié)電10%以上，總體系統(tǒng)節(jié)電可達(dá)40%左右。用戶可在設(shè)備投運(yùn)后幾個(gè)運(yùn)行期后，即可從節(jié)省的電費(fèi)支出中收回投資。因此中央空調(diào)用戶應(yīng)用變頻節(jié)能控制系統(tǒng)不僅有著良好的直接經(jīng)濟(jì)收益，還能達(dá)到節(jié)約能源消耗、有利于環(huán)境保護(hù)的社會(huì)效益。

第二章 中央空調(diào)系統(tǒng)介紹 ?2.1中央空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 中央空調(diào)一般包含以下組成部分：制冷系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)，某些高級(jí)中央空調(diào)系統(tǒng)還有新風(fēng)機(jī)，通過(guò)控制室內(nèi)CO2含量適量引入室外新風(fēng)，讓在室內(nèi)活動(dòng)的人感到舒適。 中央空調(diào)系統(tǒng)耗電量很大，一般占整個(gè)建筑物耗電量的40%左右，尤其是早期設(shè)計(jì)的中央空調(diào)系統(tǒng)，存在很大的冗余，這也是中央空調(diào)的節(jié)能之所在。 ?2.2中央空調(diào)原理圖及各結(jié)構(gòu)的作用

圖1-1 中央空調(diào)結(jié)構(gòu)原理圖

 制冷主機(jī)：        制冷主機(jī)通過(guò)壓縮機(jī)讓制冷劑迅速冷凍循環(huán)水的溫度快速降低（一般經(jīng)過(guò)制冷主機(jī)制冷后的水溫在7℃左右），這是中央空調(diào)冷源提供的地方，通過(guò)制冷主機(jī)冷凍的冷媒水由冷凍水泵送入空調(diào)房間。 冷凍水泵：        制冷主機(jī)的制冷劑被降到冷卻水的溫度后，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，溫度變的更低，這時(shí)用水將冷量帶走，這部分水稱為冷凍水，冷凍水帶走制冷劑的冷量后，再到空調(diào)系統(tǒng)末端（如風(fēng)機(jī)盤(pán)管，空調(diào)機(jī)組）與空氣換熱，溫度升高后再回到冷水機(jī)組內(nèi)帶走制冷劑冷量，這樣構(gòu)成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)上的泵稱為冷凍水泵。 冷卻水泵：        制冷劑在冷水機(jī)組里循環(huán)，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)是溫度升高，這時(shí)用水將溫度降下來(lái)，這部分水稱為冷卻水，冷卻水通過(guò)冷冷卻水泵把制冷主機(jī)所產(chǎn)生的熱量帶走，再經(jīng)過(guò)冷卻塔把熱量釋放到空氣中，然后回到冷水機(jī)組，這樣構(gòu)成一個(gè)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)上的泵是冷卻水泵。要清楚，空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)三個(gè)循環(huán)把室內(nèi)的熱量傳到室外：冷凍水循環(huán)，制冷劑循環(huán)，冷卻水循環(huán)。 冷卻塔：        冷卻塔是利用水和空氣的接觸，通過(guò)蒸發(fā)作用來(lái)散去制冷主機(jī)所產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備。通過(guò)冷卻水泵將溫度較高的水送上冷卻塔，通過(guò)冷卻塔噴頭，讓水自上而下流動(dòng)，一方面，通過(guò)自然空氣帶走水中熱量；另一方面，通過(guò)冷卻風(fēng)機(jī)帶動(dòng)空氣加速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)空氣帶走熱量的同時(shí)加快蒸發(fā)，讓水溫降低。溫度降低后的冷卻水再次循環(huán)進(jìn)入制冷主機(jī)，帶走制冷主機(jī)產(chǎn)生的廢熱，如此循環(huán)。 風(fēng)機(jī)盤(pán)管：        風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)系統(tǒng)是將由風(fēng)機(jī)和盤(pán)管組成的機(jī)組直接放在房間內(nèi)，工作時(shí)盤(pán)管內(nèi)根據(jù)需要流動(dòng)熱水或冷水，風(fēng)機(jī)把室內(nèi)空氣吸進(jìn)機(jī)組，經(jīng)過(guò)過(guò)濾后再經(jīng)盤(pán)管冷卻或加熱后送回室內(nèi)，如此循環(huán)以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度的目的。

第三章 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能可行性分析 ?3.1 中央空調(diào)現(xiàn)狀        通常在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，建筑物的中央空調(diào)系統(tǒng)通常按極端環(huán)境條件去計(jì)算空調(diào)負(fù)荷，即以其最大冷（熱）負(fù)荷的1.1~1.5倍去確定空調(diào)主機(jī)及外圍設(shè)備的額定容量。然而由于氣候條件、環(huán)境溫度、使用時(shí)間、空調(diào)房間內(nèi)人數(shù)等因素的變化，實(shí)際出現(xiàn)最大冷（熱）負(fù)荷的時(shí)間，每年不超過(guò)10h~20h?？照{(diào)冷凍、冷卻水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程和流量比實(shí)際需要的揚(yáng)程和流量高出很多，空調(diào)風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)供風(fēng)量也比實(shí)際需要的風(fēng)量大