李曉彥

【摘? 要】當(dāng)前，在我國越來越多的高層建筑物當(dāng)中，中央空調(diào)屬于必不可少的機(jī)電設(shè)備。對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)來講，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中冷凍主機(jī)的負(fù)荷會(huì)伴隨季節(jié)變化以及氣溫變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，但是與冷凍主機(jī)相連接的冷凍泵卻不能夠進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載作業(yè)，在一般情況下其長期處于100%負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，所以能量的浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重，而且使得中央空調(diào)的實(shí)際運(yùn)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(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)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(dòng)控制;系統(tǒng);設(shè)計(jì)

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

【中圖分類號(hào)】TU831? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）08-0188-02

1 引言

隨著現(xiàn)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(duì)生活質(zhì)量的要求越來越高，所以在當(dāng)前建筑物當(dāng)中，中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)變得越來越廣泛，對(duì)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?xiàng)重要工具。但在中央空調(diào)使用過程中，對(duì)于能源的需求是非常大的，而且當(dāng)前的中央空調(diào)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大的資源浪費(fèi)，所以應(yīng)基于當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中節(jié)能減排這一政策要求，對(duì)中央空調(diào)實(shí)際運(yùn)行過程中的自動(dòng)控制工作進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)控制，降低能源消耗以及浪費(fèi)是一項(xiàng)重要工作。

2 中央空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的重要性

因?yàn)閺漠?dāng)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(duì)于我國來講，雖然我國屬于資源大國，但是因?yàn)樵谶^去經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對(duì)于資源進(jìn)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(dāng)前社會(huì)發(fā)展背景下，節(jié)能型社會(huì)發(fā)展已經(jīng)成為我國未來社會(huì)的重要發(fā)展方向。而對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所產(chǎn)生的電能浪費(fèi)現(xiàn)象也比較嚴(yán)重。所以基于節(jié)能減排的社會(huì)發(fā)展需求，應(yīng)當(dāng)針對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究。這不僅僅是為了保障節(jié)能減排政策的落實(shí)，同時(shí)，也是為了能夠?qū)Ξ?dāng)前中央空調(diào)的使用效率進(jìn)行提升，并對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行維護(hù)，實(shí)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(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)來講，其本身屬于在我國當(dāng)前大型建筑物內(nèi)進(jìn)行使用的一種集中空氣調(diào)節(jié)并管理的設(shè)備，所以對(duì)于整個(gè)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(jī)以及回風(fēng)機(jī)、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(shí)際使用過程中，可以根據(jù)中央空調(diào)的使用需求進(jìn)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(shí)，需要根據(jù)建筑本身的用途以及建筑物性質(zhì)和熱濕負(fù)荷特點(diǎn)，以及所投入的資金和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用進(jìn)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(huì)造成資金浪費(fèi)。

3.2 中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)來講，在實(shí)際工作過程中，氣態(tài)制冷工質(zhì)經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮之后，形成高溫高壓氣體，然后進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器當(dāng)中。在冷凝器當(dāng)中，高溫高壓氣體會(huì)和水進(jìn)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(huì)經(jīng)過過濾以及干燥等工序，將液態(tài)工質(zhì)當(dāng)中所存在的水分和雜質(zhì)進(jìn)行剔除，然后輸送到膨脹閥進(jìn)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(jìn)行氣化反應(yīng)。對(duì)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(diǎn)也不同，如果壓力越低那么沸點(diǎn)也就越低。所以對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)來講，在使用過程中只需要?jiǎng)?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(dá)到的低溫環(huán)境。根據(jù)此原理，在實(shí)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(jìn)入壓縮機(jī)當(dāng)中。整個(gè)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(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 變頻器的設(shè)計(jì)選擇

對(duì)于中央空調(diào)自動(dòng)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(jìn)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(dāng)前中央空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)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(dòng)機(jī)速度和轉(zhuǎn)距的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。該型號(hào)的變頻器是通過微處理器進(jìn)行控制的，而且在變頻器設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用了具有現(xiàn)代先進(jìn)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(shí)際工作運(yùn)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(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中實(shí)現(xiàn)低噪聲運(yùn)行。除此之外，該型號(hào)變頻器所擁有的缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，是當(dāng)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(dòng)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?yàn)閾碛腥婧屯晟频目刂乒δ?，所以相關(guān)參數(shù)設(shè)定之后，本身變頻器既可以在單獨(dú)傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行使用，同時(shí)，也能夠在更高級(jí)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行使用，能夠在自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行集成，完全符合中央空調(diào)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。

4.2 PLC控制器的選擇

可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱為PLC，在該控制器當(dāng)中選用了一類能夠進(jìn)行編程的存儲(chǔ)器，在內(nèi)部進(jìn)行程序的存儲(chǔ)，然后本身又可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算，以及具有順序控制和定時(shí)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(jìn)行操控。在可編程邏輯控制器當(dāng)中，通過數(shù)字以及模擬式的輸入和輸出，對(duì)機(jī)械以及生產(chǎn)過程進(jìn)行全面的自動(dòng)化控制。對(duì)于中央空調(diào)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來講，為了能夠便于今后進(jìn)行系統(tǒng)化的升級(jí)和改造，所以可編程邏輯控制器需要留出一定的I/O點(diǎn)，作為未來拓展使用，所以選擇的型號(hào)是西門子S7-200PLC。該型號(hào)的可編程邏輯控制器非常小巧，所以在各行各業(yè)當(dāng)中都能夠進(jìn)行廣泛的使用，能夠用于檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和控制自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)。所以在中央空調(diào)自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，應(yīng)用S7-200PLC能夠使其本身的各項(xiàng)功能得到全面的發(fā)揮，而且對(duì)于中央空調(diào)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作來講，其本身的各項(xiàng)功能能夠完全滿足當(dāng)前中央空調(diào)自動(dòng)化控制工作需要。

5 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于中央空調(diào)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作來講，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中最主要的部分就是各項(xiàng)控制功能的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，也就是可編程邏輯控制器以及人機(jī)界面。所以在中央空調(diào)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究工作過程中，應(yīng)當(dāng)基于自動(dòng)化控制工作的全面實(shí)現(xiàn)，對(duì)自動(dòng)化控制單元進(jìn)行深入研究，從而提高自動(dòng)化控制工作水平。通過不斷提高中央空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作水平，避免中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，為節(jié)能減排工作全面落實(shí)及實(shí)施提供助力。

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