（大連冰山空調(diào)設(shè)備有限公司，遼寧，大連，116033）

【摘 要】在我國的大部分建筑中，中央空調(diào)能耗高的問題比較普遍。因此，研究中央空調(diào)的能耗控制問題對于我國能源的節(jié)約和企業(yè)成本的控制都有著積極的意義。其中，研究冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)以及冷卻塔風機系統(tǒng)低負荷下的電能節(jié)約問題，具有非常重要的經(jīng)濟意義。這里，我們就對智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)進行簡要的探討。

【關(guān)鍵詞】智能化；中央空調(diào)；節(jié)能；實現(xiàn)

1 前言

在我國的大部分建筑中，中央空調(diào)能耗高的問題比較普遍。一般情況下，僅僅中央空調(diào)的耗電量就占整個建筑總耗電量的約50%，對于大型商場等商業(yè)場所，其中央空調(diào)的能耗則更高。因此，研究中央空調(diào)的能耗控制問題對于我國能源的節(jié)約和企業(yè)成本的控制都有著積極的意義。

目前，我國大多數(shù)的中央空調(diào)系統(tǒng)中，其本身自帶的壓縮機都擁有PLC自行控制功能，其對于能耗的控制已經(jīng)比較完善。所以，我們要將中央空調(diào)的能耗降低問題的研究放到其他方向上。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)以及冷卻塔風機系統(tǒng)等大部分都是按照建筑物的最大制冷或者制熱負荷需求來進行選定的，并且保留了充足的余量。在任何時刻、任何環(huán)境下，各個電機都會長期固定工作在確定的工頻狀態(tài)下，而不受負荷大小的影響，因此，其對能源的浪費是比較嚴重的。所以，研究上述系統(tǒng)低負荷下的電能節(jié)約問題，具有非常重要的經(jīng)濟意義。這里，我們就對智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)進行簡要的探討。

2 中央空調(diào)系統(tǒng)簡介

2.1 中央空調(diào)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

中央空調(diào)系統(tǒng)主要包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、制冷壓縮機、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻塔風機以及冷卻塔等幾個部分。

2.2 中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

中央空調(diào)系統(tǒng)的主要工作原理是：制冷劑在壓縮機中吸熱后被壓縮為高溫高壓的氣體，然后和冷卻水進行熱交換，轉(zhuǎn)化成高溫高壓的液體。這些液體冷凝后就變?yōu)榈蜏馗邏阂后w，最后，通過蒸發(fā)和對空調(diào)冷凍水熱量進行吸收又回到壓縮機中，這樣如此循環(huán)往復，形成一個完整的制冷循環(huán)過程。然后，冷凍水從冷凍主機中流出，通過冷卻泵加壓進入冷凍水管道，然后再通過各個房間之間的盤管，將房間內(nèi)的大部分熱量帶走，達到降低室溫的效果。而蒸發(fā)過后的制冷劑則通過冷凝器將熱量進行釋放，并且和冷卻循環(huán)水熱交換，然后通過冷卻泵把這一部分的冷卻水輸送到各個冷卻塔中，然后和大氣進行熱交換作用。冷卻水塔主要為冷凍主機生產(chǎn)冷卻水，冷卻水流過冷凍主機以后，就會把冷凍主機產(chǎn)生的所有熱量帶走，從而有效降低冷凍主機的溫度。這樣就形成了冷凍水、冷卻水兩個循環(huán)過程。

2.3 智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的特點

智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)主要采用變頻技術(shù)，在節(jié)能降耗方面效果顯著。其主要特點包括：

#61548;先進的矢量控制以及模糊邏輯控制優(yōu)化調(diào)頻技術(shù)。

#61548;恒轉(zhuǎn)矩條件下對電壓進行調(diào)節(jié)，可以保證電機負載總是處于最適當?shù)碾妷汉碗娏鳡顟B(tài)。

#61548;計算機采樣跟蹤，有效實現(xiàn)功率因數(shù)的動態(tài)補償功能。

#61548;有效對可能造成的損失的波動減小的瞬流進行過濾。

#61548;先進的變頻技術(shù)使現(xiàn)代空調(diào)能夠大幅降低對能夠的能源消耗。

2.4 智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計中需要注意的問題

智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)在設(shè)計實現(xiàn)中要注意以下幾個問題：

#61548;智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的流量壓力需要依靠截流閥和旁路閥相互調(diào)節(jié)完成，因此會產(chǎn)生較大的截流損失。

#61548;中央空調(diào)的設(shè)計是為了保證氣溫最高時能夠滿足要求，因此大部分中央空調(diào)都使用最大負荷進行設(shè)計。這樣在水電站的運行過程中會存在較大的浪費。

#61548;電機的起動電流為額定值的約5倍大小。而電機在這樣大的電流沖擊下，容易給電網(wǎng)帶來一定的惡劣影響。

3 智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 智能化中央空調(diào)節(jié)能系主要結(jié)構(gòu)

智能化中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的上位機主要選擇具有觸摸屏功能的工控機部件，并選配485轉(zhuǎn)232接II板，這樣能夠方便系統(tǒng)網(wǎng)絡化以及組態(tài)化的操作。根據(jù)系統(tǒng)本身的設(shè)計日標，我們又選擇了下位機DDC，該硬件主要應用智能模塊化技術(shù)。因為，這個模塊可以用來進行編程操作，并且自帶數(shù)字出和數(shù)字入、模擬出和模擬入的通道，完全能夠完成既定的目標任務。該智能系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)如下：

圖2 控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3.2 智能化中央空調(diào)節(jié)能系的軟件設(shè)計

3.2.1 上位機

上位機軟件程序主要負責系統(tǒng)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)的匯總、顯示、提供人機交互界面以及接受操作員的操作等任務，并且實現(xiàn)其協(xié)調(diào)器的功能。因為冷卻水、冷溫水、冷卻塔這三個子系統(tǒng)小是完全獨立的，而是互有關(guān)聯(lián)，相互干擾，在子系統(tǒng)互相干擾的情況下，可能出現(xiàn)整個系統(tǒng)的振蕩。為了解決這個問題，上位機協(xié)調(diào)器采用模糊算法，對三個系統(tǒng)的干擾模式進行分析并建立模糊查找表，如果有子系統(tǒng)開始振蕩，協(xié)調(diào)器馬上進行接管，使其迅速同歸；此外，還可以預估系統(tǒng)的狀態(tài)，以便提前采取行動。

3.2.2 下位機

下位機軟件則要求進行完全自主開發(fā)，按照邏輯可以分成控制模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，監(jiān)控模塊，通訊模塊。

#61548;數(shù)據(jù)采集模塊負責采集各種數(shù)字量及其各種模擬量，然后將這些量放入系統(tǒng)緩存，供其他模塊使用。

#61548;監(jiān)控模塊主要負責將采集到的數(shù)據(jù)進行分析判斷系統(tǒng)正常與否，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，則采取相應的應急措施。

#61548;通訊模塊負責把系統(tǒng)狀態(tài)變量匯報給上位機，并接受上位的設(shè)定參數(shù)和控制信寫。

由此可見，下位機軟件的功能要求比較多，尤其是要滿足軟件的可維護性和健壯性，另外，比較重要的控制模塊要根據(jù)各個相關(guān)量運行控制算法，我們通常采用經(jīng)典的PID控制算法，該算法調(diào)節(jié)規(guī)律，適應性強，而且易于實現(xiàn)。

4 結(jié)論

本文主要對中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計和節(jié)能原理進行簡要的分析和介紹，并對其經(jīng)濟效益進行了探討。在我國的大部分建筑中，中央空調(diào)能耗高的問題比較普遍。因此，研究中央空調(diào)的能耗控制問題對于我國能源的節(jié)約和企業(yè)成本的控制都有著積極的意義。所以，實現(xiàn)中央空調(diào)節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計和推廣，對于我國建設(shè)可持續(xù)發(fā)張型社會和降低企業(yè)的能源成本問題都有著非常重要的意義。

參考文獻

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