（寧夏人民會(huì)堂管理中心，寧夏 銀川 750000）

為解決空調(diào)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，各大空調(diào)公司開始了大規(guī)模的改革，利用西門子控制器，還有變頻器，將冷卻水泵和冷凍水泵進(jìn)行調(diào)控，以達(dá)到節(jié)能的效果，并且在空調(diào)中裝置位機(jī)，可以對(duì)空調(diào)的運(yùn)作進(jìn)行監(jiān)控管理。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)狀

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，居民對(duì)生活水平的要求越來(lái)越高，這也使大量的中央空調(diào)投入使用。目前，我國(guó)的空調(diào)產(chǎn)業(yè)還不是很成熟，全國(guó)統(tǒng)一的空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)下顯露出中央空調(diào)的一大弊端，那就是耗電量問(wèn)題。目前市場(chǎng)上的中央空調(diào)都是大型且耗電量極高的空調(diào)，不僅給使用者經(jīng)濟(jì)上的壓力，還十分不利于管理，完全手動(dòng)化的系統(tǒng)需要人力的投入，這些弊端都對(duì)空調(diào)業(yè)的發(fā)展造成了威脅。

1．1 空調(diào)系統(tǒng)示意

本試驗(yàn)對(duì)學(xué)校教學(xué)樓內(nèi)的中央空調(diào)進(jìn)行研究分析，其主機(jī)為螺桿式，額定功率為80kW，以及冷卻水泵一臺(tái)、冷凍水泵一臺(tái)、冷卻塔一臺(tái)。機(jī)器末端聯(lián)系風(fēng)機(jī)盤管。中央空調(diào)具體系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

1．2 水量大耗電問(wèn)題

在空調(diào)工作時(shí)，會(huì)把負(fù)荷控制在60%的范圍內(nèi)，以保證空調(diào)長(zhǎng)久穩(wěn)定的運(yùn)行。而冷卻水泵和冷凍水泵在運(yùn)作時(shí)，其所產(chǎn)生的電量是由水量決定，這種設(shè)計(jì)有很多弊端，空調(diào)工作需要的水量大，而供回水的溫差小，如此一來(lái)，就耗費(fèi)了很多電力。

圖1 中央空調(diào)系統(tǒng)示意圖

1．3 手動(dòng)系統(tǒng)難管理問(wèn)題

對(duì)于中央空調(diào)在使用的過(guò)程中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，不能直觀地表達(dá)出來(lái)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化的數(shù)據(jù)反饋保存，這也是管理上十分困難的問(wèn)題，數(shù)據(jù)不能直觀地顯示，就需要有專門的人員對(duì)中央空調(diào)進(jìn)行定期檢測(cè)，這不僅浪費(fèi)了人力物力資源，更給中央空調(diào)的管理造成了困擾。

2 自動(dòng)化技能改造分析

經(jīng)過(guò)對(duì)中央空調(diào)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的分析，得出有效的解決方案。為了緩解中央空調(diào)耗電大的問(wèn)題，在空調(diào)的設(shè)計(jì)上，可以利用西門子控制器，以及變頻器，對(duì)冷凍水泵進(jìn)行調(diào)控，并減弱冷卻塔風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，控制冷卻水泵閉環(huán)，以上述手段控制空調(diào)耗電。

2．1 改變水泵轉(zhuǎn)速來(lái)改變軸功率，達(dá)到節(jié)能目的

其中Q1、Q2為流量；H1、H2為揚(yáng)程；N1、N2為軸功率；n1、n2為轉(zhuǎn)速。進(jìn)行理論分析并求證：

根據(jù)對(duì)試驗(yàn)的考證以及對(duì)文獻(xiàn)記載的參考，可以發(fā)現(xiàn)，水泵軸功率不僅和水泵轉(zhuǎn)速的三次方成正比例關(guān)系，水泵軸功率和很多種相關(guān)因素有關(guān)，但其試驗(yàn)結(jié)果無(wú)一不證明，可以通過(guò)改變水泵轉(zhuǎn)速來(lái)改變軸功率，這個(gè)方法是目前改變中央空調(diào)耗電大問(wèn)題的最有效手段。

2．2 通過(guò)改變頻調(diào)率改變水泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能的目的

其中n為轉(zhuǎn)速；f為頻率；p為磁極對(duì)數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率，進(jìn)行理論分析并求證。

根據(jù)上述公式，對(duì)試驗(yàn)反復(fù)推敲并求證，可以得出結(jié)論，要想改變水泵的轉(zhuǎn)速，有三種可行性方法，首先，可以通過(guò)改變頻調(diào)率來(lái)改變水泵轉(zhuǎn)速；其次，可以通過(guò)改變電機(jī)磁極對(duì)數(shù)來(lái)改變水泵的轉(zhuǎn)速；最后，可以通過(guò)改變轉(zhuǎn)差率來(lái)改變水泵的轉(zhuǎn)速。再次，對(duì)已知條件進(jìn)行試驗(yàn)，可以得出結(jié)論，在上述三個(gè)改變水泵轉(zhuǎn)速的方法中，通過(guò)改變頻率來(lái)改變水泵轉(zhuǎn)速的方法最為合適，因?yàn)檎{(diào)速范圍大，而且其靜態(tài)穩(wěn)定性高，運(yùn)行效率顯著。

2．3 通過(guò)末端傳感器，實(shí)行自動(dòng)化控

我國(guó)市場(chǎng)上的中央空調(diào)所面臨的問(wèn)題，除了耗電量大，還有一個(gè)是管理不方便的問(wèn)題。因?yàn)橹醒肟照{(diào)的運(yùn)作需要的是人力維護(hù)，不能做到自動(dòng)化運(yùn)行，而且中央空調(diào)不能對(duì)自身數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，這給中央空調(diào)的管理造成了一定的困難。針對(duì)中央空調(diào)管理不方便的問(wèn)題，做出研究與調(diào)查，并得出了結(jié)論?？梢栽谥醒肟照{(diào)的西門子控制器，溫感器上加裝數(shù)據(jù)設(shè)備，通過(guò)設(shè)備的投入，對(duì)中央空調(diào)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集校對(duì)，并傳遞到監(jiān)控設(shè)備上。如此一來(lái)，中央空調(diào)的各種信息都可以及時(shí)準(zhǔn)確地反饋給工作人員，不僅減少了人力的投入，還保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。工作人員也可以通過(guò)設(shè)備對(duì)空調(diào)進(jìn)行開關(guān)機(jī)處理，并且可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)控分析，確保中央空調(diào)的穩(wěn)定運(yùn)行，并且可以在中央空調(diào)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)進(jìn)行檢修。

3 節(jié)能改造措施

3．1 冷凍水泵的控制

目前我國(guó)市場(chǎng)上的中央空調(diào)所利用的冷凍水泵，都是通過(guò)供回水的壓差來(lái)進(jìn)行控制的，可以考慮在供回水干管上端加裝一個(gè)壓差傳感器，再次通過(guò)壓差傳感器把供回水壓差模擬信號(hào)傳送給西門子控制器的AI1接口位置，將西門子控制器的AO1接口連接變頻器處，并對(duì)西門子控制器進(jìn)行編程設(shè)置，重新設(shè)定壓差數(shù)值，并將供回水壓差數(shù)值由末端風(fēng)機(jī)盤管全部開啟時(shí)的壓差確定。通過(guò)試驗(yàn)可以得知，當(dāng)實(shí)際供回水壓差增大時(shí)，可以看到負(fù)荷減小，這時(shí)可以超控控制器給出變頻器信號(hào)，讓通過(guò)變頻器頻率減小，達(dá)到減少水泵轉(zhuǎn)速的目的。反之，當(dāng)末端負(fù)荷不斷增大時(shí)，實(shí)際供回水壓差會(huì)隨之減小。

3．2 冷卻水泵及冷卻塔風(fēng)機(jī)的控制

通過(guò)多次試驗(yàn)比對(duì)，得出結(jié)論，可以通過(guò)對(duì)冷卻水泵的利用，對(duì)供回水的溫差進(jìn)行控制，可以在中央空調(diào)的供回水干管上裝置一個(gè)溫度感應(yīng)器，通過(guò)溫度感應(yīng)器將供回水溫差的模擬信號(hào)傳輸?shù)轿鏖T子控制器的AI2、AI3接口上，而將西門子控制器的AO2接口連接到變頻器，對(duì)西門子 控制器進(jìn)行重新編程設(shè)計(jì)，設(shè)定供回水溫差為10℃，當(dāng)溫度感應(yīng)器傳出來(lái)的實(shí)際溫差不斷增大時(shí)，可以說(shuō)明中央空調(diào)的負(fù)荷也在增大，此時(shí)，讓控制器給變頻器信號(hào)，控制變頻器頻率增大，以達(dá)到增大水泵及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，反之當(dāng)中央空調(diào)末端負(fù)荷減小時(shí)，實(shí)際溫差也會(huì)隨之減小，將控制器顯示出的實(shí)際溫差和設(shè)定溫差進(jìn)行比較后得出結(jié)論，變頻器頻率減小時(shí)，水泵及冷卻塔轉(zhuǎn)速也會(huì)降低。

3．3 組態(tài)監(jiān)控系設(shè)計(jì)

現(xiàn)在，許多空調(diào)技術(shù)公司為緩解以上弊端，都采取智能化系統(tǒng)代替人工系統(tǒng)，在空調(diào)末端加入傳感裝置，將空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。例如，對(duì)約克、麥克威爾空調(diào)主機(jī)的品牌系列中央空調(diào)進(jìn)行試驗(yàn)，控制器使用一臺(tái)XH50的控制器，通過(guò)傳感器對(duì)冷凍水溫度、冷卻水溫度的供回水溫度、變頻器、冷水閥等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到計(jì)算機(jī)的操控系統(tǒng)，工作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)造作系統(tǒng)對(duì)整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，人們對(duì)生活水平的要求越來(lái)越高，這就造成了大量中央空調(diào)的投入使用。中央空調(diào)的大量使用導(dǎo)致中國(guó)社會(huì)電力需求持續(xù)增長(zhǎng)，人們也發(fā)現(xiàn)了重要空調(diào)的弊端，比如耗電量大、監(jiān)控管理不完善。為了解決上述問(wèn)題，各個(gè)企業(yè)通過(guò)加設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)、對(duì)冷凍水泵的控制等方式，大大緩解了重要空調(diào)的耗電問(wèn)題，規(guī)避了耗電，優(yōu)化了管理，這些都將推動(dòng)中央空調(diào)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。