空調(diào)自動控制系統(tǒng)的設(shè)計研究

李曉彥

【摘? 要】當前，在我國越來越多的高層建筑物當中，中央空調(diào)屬于必不可少的機電設(shè)備。對于中央空調(diào)系統(tǒng)來講，在運轉(zhuǎn)過程中冷凍主機的負荷會伴隨季節(jié)變化以及氣溫變化進行自動調(diào)節(jié)，但是與冷凍主機相連接的冷凍泵卻不能夠進行自動調(diào)節(jié)負載作業(yè)，在一般情況下其長期處于100%負載運行狀態(tài)，所以能量的浪費現(xiàn)象非常嚴重，而且使得中央空調(diào)的實際運行環(huán)境及質(zhì)量受到破壞。因此，論文就中央空調(diào)系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)的設(shè)計工作進行分析研究。

【Abstract】At present， among the growing number of high-rise buildings in China， central air conditioning is an essential mechanical and electrical equipment. For the central air conditioning system， in the process of operation， the load of the refrigeration main engine will be adjusted automatically with seasonal changes and temperature changes. However， the freezing pump connected with the refrigeration main engine can not carry out automatic load adjustment operation. In general， it maintains a state of 100% load operation for a long time， so the? phenomenon of energy waste is very serious. And it damages the actual operating environment and quality of the central air conditioning. Therefore， this paper analyzes and studies the design work of automatic control system of central air conditioning system.

【關(guān)鍵詞】中央空調(diào);自動控制;系統(tǒng);設(shè)計

【Keywords】central air conditioning; automatic control; system; design

【中圖分類號】TU831? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）08-0188-02

1 引言

隨著現(xiàn)今社會經(jīng)濟發(fā)展水平以及科技發(fā)展水平的提升，在人們的日常生活過程中對生活質(zhì)量的要求越來越高，所以在當前建筑物當中，中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)變得越來越廣泛，對于人們的日常生活質(zhì)量提升具有非常重要的作用，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁荒軌蛉鄙俚囊豁椫匾ぞ摺５谥醒肟照{(diào)使用過程中，對于能源的需求是非常大的，而且當前的中央空調(diào)運行會產(chǎn)生較大的資源浪費，所以應(yīng)基于當前社會發(fā)展中節(jié)能減排這一政策要求，對中央空調(diào)實際運行過程中的自動控制工作進行深入研究，實現(xiàn)全面自動控制，降低能源消耗以及浪費是一項重要工作。

2 中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)設(shè)計研究的重要性

因為從當前全球發(fā)展背景來看，全球范圍內(nèi)的能源緊張問題越來越凸顯，所以也節(jié)能問題已經(jīng)成為現(xiàn)如今全世界所關(guān)注的首要問題。而對于我國來講，雖然我國屬于資源大國，但是因為在過去經(jīng)濟發(fā)展過程中對于資源進行不合理開發(fā)及粗放型利用，所以我國資源的減少速度是非常快的，有一些資源甚至已經(jīng)接近枯竭狀態(tài)。因此，在當前社會發(fā)展背景下，節(jié)能型社會發(fā)展已經(jīng)成為我國未來社會的重要發(fā)展方向。而對于中央空調(diào)的使用來講，雖然其在極大程度上滿足了人們的生活品質(zhì)要求，但是也增加了用電的能源消耗，而且在空調(diào)運轉(zhuǎn)過程中，所產(chǎn)生的電能浪費現(xiàn)象也比較嚴重。所以基于節(jié)能減排的社會發(fā)展需求，應(yīng)當針對中央空調(diào)系統(tǒng)進行自動控制系統(tǒng)的設(shè)計研究。這不僅僅是為了保障節(jié)能減排政策的落實，同時，也是為了能夠?qū)Ξ斍爸醒肟照{(diào)的使用效率進行提升，并對生態(tài)環(huán)境進行維護，實現(xiàn)自然資源的可持續(xù)發(fā)展與應(yīng)用。

3 中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

3.1 中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

對于中央空調(diào)系統(tǒng)來講，其本身屬于在我國當前大型建筑物內(nèi)進行使用的一種集中空氣調(diào)節(jié)并管理的設(shè)備，所以對于整個中央空調(diào)系統(tǒng)來講，包含的設(shè)備有空氣處理設(shè)備、送風(fēng)機以及回風(fēng)機、送風(fēng)通道以及回風(fēng)通道、空氣分配裝置以及冷熱源等，各種設(shè)備共同組成了中央空調(diào)系統(tǒng)。并且在實際使用過程中，可以根據(jù)中央空調(diào)的使用需求進行組合變換，在多種設(shè)備的不同組合下形成不同形式的系統(tǒng)。在大型建筑物中安裝中央空調(diào)系統(tǒng)時，需要根據(jù)建筑本身的用途以及建筑物性質(zhì)和熱濕負荷特點，以及所投入的資金和運行維護費用進行空調(diào)系統(tǒng)的合理選擇優(yōu)，這樣才能夠保證合理應(yīng)用，并且不會造成資金浪費。

3.2 中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

對于中央空調(diào)系統(tǒng)來講，在實際工作過程中，氣態(tài)制冷工質(zhì)經(jīng)過壓縮機壓縮之后，形成高溫高壓氣體，然后進入空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器當中。在冷凝器當中，高溫高壓氣體會和水進行等壓熱交換，然后變成低溫高壓液態(tài)液體。這些液態(tài)工質(zhì)，會經(jīng)過過濾以及干燥等工序，將液態(tài)工質(zhì)當中所存在的水分和雜質(zhì)進行剔除，然后輸送到膨脹閥進行節(jié)流減壓，之后形成低溫低壓液態(tài)工質(zhì)，并在蒸發(fā)器內(nèi)進行氣化反應(yīng)。對于液體的汽化來講，在發(fā)生氣化過程中需要吸收汽化潛熱，而且液體本身的壓力不同，所表現(xiàn)出的飽和沸點也不同，如果壓力越低那么沸點也就越低。所以對于中央空調(diào)系統(tǒng)來講，在使用過程中只需要創(chuàng)造一定程度的低壓條件，就可以通過氣化過程來獲得想要達到的低溫環(huán)境。根據(jù)此原理，在實際工作過程中，氣化過程吸取冷凍水所產(chǎn)生的熱量，使冷凍水的溫度降低，之后制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸取熱量，溫度升高變成過熱蒸汽，最后再進入壓縮機當中。整個過程不斷循環(huán)，這就是中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理，也是工作過程。

4 中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)設(shè)計

4.1 變頻器的設(shè)計選擇

對于中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)來講，變頻器主要是為系統(tǒng)調(diào)壓調(diào)頻電源進行電力轉(zhuǎn)換提供幫助，從其電路形式區(qū)分變頻器的主電路可以分為兩種，分別是電壓型電路以及電流型電路。在當前中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，對于變頻器的選擇是Micro Master 440，即新一代用于控制三相交流電動機速度和轉(zhuǎn)距的多功能標準變頻器。該型號的變頻器是通過微處理器進行控制的，而且在變頻器設(shè)計過程中應(yīng)用了具有現(xiàn)代先進技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管作為變頻器的功率輸出組件，能夠在極大程度上保證變頻器的實際工作運行的可靠性以及功能的多樣性。而且變頻器采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制方法，能夠使中央空調(diào)系統(tǒng)的電動機在運轉(zhuǎn)過程中實現(xiàn)低噪聲運行。除此之外，該型號變頻器所擁有的缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，是當前數(shù)量眾多的可變速控制系統(tǒng)供電所需的理想變頻傳動裝置，所以其本身的應(yīng)用覆蓋范圍非常廣。而且在使用過程中，因為擁有全面和完善的控制功能，所以相關(guān)參數(shù)設(shè)定之后，本身變頻器既可以在單獨傳動系統(tǒng)當中進行使用，同時，也能夠在更高級的電動機控制系統(tǒng)當中進行使用，能夠在自動化系統(tǒng)當中進行集成，完全符合中央空調(diào)自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計需要。

4.2 PLC控制器的選擇

可編程邏輯控制器的簡稱為PLC，在該控制器當中選用了一類能夠進行編程的存儲器，在內(nèi)部進行程序的存儲，然后本身又可以進行邏輯運算，以及具有順序控制和定時等相關(guān)技術(shù)功能，這些功能都是由用戶所發(fā)出的相關(guān)指令進行操控。在可編程邏輯控制器當中，通過數(shù)字以及模擬式的輸入和輸出，對機械以及生產(chǎn)過程進行全面的自動化控制。對于中央空調(diào)自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計來講，為了能夠便于今后進行系統(tǒng)化的升級和改造，所以可編程邏輯控制器需要留出一定的I/O點，作為未來拓展使用，所以選擇的型號是西門子S7-200PLC。該型號的可編程邏輯控制器非常小巧，所以在各行各業(yè)當中都能夠進行廣泛的使用，能夠用于檢測、監(jiān)測和控制自動化功能的實現(xiàn)。所以在中央空調(diào)自動化設(shè)計工作當中，應(yīng)用S7-200PLC能夠使其本身的各項功能得到全面的發(fā)揮，而且對于中央空調(diào)自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計工作來講，其本身的各項功能能夠完全滿足當前中央空調(diào)自動化控制工作需要。

5 結(jié)語

綜上所述，對于中央空調(diào)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計工作來講，在實際設(shè)計過程中最主要的部分就是各項控制功能的自動化實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，也就是可編程邏輯控制器以及人機界面。所以在中央空調(diào)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計研究工作過程中，應(yīng)當基于自動化控制工作的全面實現(xiàn)，對自動化控制單元進行深入研究，從而提高自動化控制工作水平。通過不斷提高中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)設(shè)計工作水平，避免中央空調(diào)系統(tǒng)實際運行過程中所產(chǎn)生的能源浪費現(xiàn)象，為節(jié)能減排工作全面落實及實施提供助力。

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