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        PLC與變頻器在中央空調(diào)節(jié)能改造中的應(yīng)用

        2021-11-23 20:31:09郭志源
        商品與質(zhì)量 2021年13期
        關(guān)鍵詞:中央空調(diào)冷卻水溫差

        郭志源

        濮陽市中醫(yī)醫(yī)院 河南濮陽 457001

        中央空調(diào)已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一個部分,無論是在普通的居民家中,還是車站、酒店、商場或者是圖書館等多種公共場所,都有中央空調(diào)的影子。但是,中央空調(diào)在被應(yīng)用得越來越廣泛的同時,也暴露出了耗能量大的特點(diǎn),這與目前提倡的節(jié)能環(huán)保理念相沖突。因此,探討中央空調(diào)中的節(jié)能管理是很有必要的[1]。

        1 PLC 基本原理

        PLC是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置。PLC的組成:PLC主要由CPU(中央處理器)、I/O(輸入/輸出)、存儲器、電源等組成。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式,它對用戶程序的執(zhí)行過程是通過CPU的周期循環(huán)掃描,并采用集中輸出的方式來完成的。一個循環(huán)掃描周期主要可分為三個階段。輸入刷新階段:CPU掃描全部輸入端口,讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成輸入端刷新工作后,將轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。程序執(zhí)行階段:根據(jù)用戶輸入的控制程序,從第一條開始逐條執(zhí)行,并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部寄存器或輸出狀態(tài)寄存器中。輸出刷新階段:將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容,依次送到輸出鎖存電路,從而驅(qū)動輸出組件,這才形成PLC的實(shí)際輸出。

        2 中央空調(diào)暖通設(shè)計應(yīng)遵循的基本原則

        ①經(jīng)濟(jì)性原則。在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計時,應(yīng)將經(jīng)濟(jì)性放在整個方案選取的首位。在設(shè)計之初,對系統(tǒng)方案進(jìn)行整體的預(yù)算,不僅包括一次性設(shè)備的投資,還應(yīng)涵蓋運(yùn)行費(fèi)用和能耗以及使用壽命。再對比各方案之間的經(jīng)濟(jì)性,若在達(dá)到要求和條件允許的情況下,應(yīng)選擇投資最低的方案作為最終的方案。②節(jié)能性原則。在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計時要充分堅持節(jié)能原則,考慮到節(jié)能減排能夠緩解對生態(tài)環(huán)境造成的破壞,可利用綠色建筑技術(shù)對暖通空調(diào)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和改造。但是,不能為了節(jié)能而不顧成本,一味地使用新技術(shù),還應(yīng)結(jié)合成本預(yù)算,合理選用節(jié)能環(huán)保措施[2]。

        3 中央空調(diào)節(jié)能運(yùn)行的管理對策

        3.1 冷凍水、冷卻水的PLC 控制基本思路

        冷凍泵控制:PLC通過溫度檢測模塊將冷凍機(jī)回水和出水溫度讀入,同時計算出溫差值;然后根據(jù)溫差值來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)流量;溫差小,室內(nèi)溫度低,負(fù)荷小,降低轉(zhuǎn)速,減小循環(huán)速度和流量;溫差大,系統(tǒng)負(fù)荷大,提高轉(zhuǎn)速,加快循環(huán)速度和流量。在冷凍泵的作用下,冷凍水通過壓縮、冷凝,降溫。送到空調(diào)風(fēng)機(jī)或盤管風(fēng)機(jī);通過蒸發(fā)吸熱,升溫,溫差5℃,再由冷凍泵送到壓縮機(jī)形成閉合循環(huán)。冷卻泵控制:PLC通過溫度檢測模塊將冷卻泵進(jìn)水出水溫度讀入,同時計算出溫差值;然后根據(jù)溫差值來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)流量;溫差大,冷凍機(jī)負(fù)荷大,應(yīng)提高轉(zhuǎn)速,加大冷卻水的循環(huán)量;溫差小,冷凍機(jī)負(fù)荷小,降低轉(zhuǎn)速,減小冷卻水的循環(huán)量。在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中,冷卻水流經(jīng)冷凍機(jī),在冷凝器吸熱升溫后送到冷卻塔,散熱后,溫度下降,溫差5℃,通過冷卻泵送到主機(jī),形成循環(huán)。

        3.2 變頻調(diào)速

        可以使用專業(yè)化程度相對更高的冷卻泵變頻技術(shù),來完成循環(huán)水系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié),保證水流量能夠達(dá)到最佳。變頻控制系統(tǒng)可以以制冷機(jī)組出水和回水之間的溫度差作為相關(guān)依據(jù),有效調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,也就是調(diào)節(jié)循環(huán)水泵中水的流量,從而讓制冷機(jī)組出水和回水之間的溫度差保持恒定。對水泵使用變頻控制的過程中,流量和消耗的功率是正向比例關(guān)系,這就意味著,一旦水泵中的流量減少,那么消耗的功率也就會隨之變小??照{(diào)系統(tǒng)中的循環(huán)水流量和制冷量有著密切的關(guān)系,當(dāng)制冷量發(fā)生變化,那么循環(huán)水流量也就會有相應(yīng)的變化,進(jìn)而影響到循環(huán)水泵所產(chǎn)生的能耗,而應(yīng)用閥門來進(jìn)行水泵流量的調(diào)節(jié),所消耗的能量是沒有多大變化的。使用變頻進(jìn)行控制之后,水泵就實(shí)現(xiàn)了軟啟動和軟停止,這個過程所產(chǎn)生的電流都比額定的電流要小,也就不會對電網(wǎng)造成沖擊。如果能夠減小停泵時出現(xiàn)的水錘效應(yīng),那么就能夠有效消除水錘給空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)造成的沖擊。同時,還可以降低設(shè)備出現(xiàn)的故障率,在一定程度上減少了設(shè)備的維修和保養(yǎng),延長了設(shè)備使用的年限[3]。

        3.3 注重智能化技術(shù)與新能源利用的結(jié)合

        雖然現(xiàn)階段很多企業(yè)在新能源的結(jié)合利用上還存在一定難度,但是擁有利用新能源的意識,會給相關(guān)企業(yè)制造與生產(chǎn)中央空調(diào)帶來更多的機(jī)遇與可能。將智能化技術(shù)與新能源的應(yīng)用進(jìn)行有效結(jié)合,一方面能夠?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)的日常運(yùn)行提供便利條件,另一方面能夠提高新能源的利用率。比如將太陽能應(yīng)用到中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行中,設(shè)計團(tuán)隊(duì)可以通過智能化技術(shù),根據(jù)所在地的天氣情況對太陽能的存儲與使用進(jìn)行自動調(diào)節(jié),在節(jié)約大量電力資源的同時,為空調(diào)系統(tǒng)的智能化運(yùn)行帶來積極影響。因此,空調(diào)設(shè)計團(tuán)隊(duì)需要對智能化技術(shù)的應(yīng)用方向進(jìn)行明確。

        3.4 利用綠色節(jié)能技術(shù)

        一般情況下,建筑的空調(diào)能耗占據(jù)總體能耗的60%以上,利用綠色建筑技術(shù)對暖通空調(diào)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和改造,例如可利用熱回收技術(shù)、地源熱泵技術(shù)、太陽能熱水、光伏發(fā)電等,達(dá)到利用新型節(jié)能、環(huán)保技術(shù)促進(jìn)綠色建筑發(fā)展的目的。利用新改進(jìn)的節(jié)能保溫材料,提高建筑的保溫性能,減少建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量的散失,可節(jié)省冬季的供暖負(fù)荷和夏季的空調(diào)負(fù)荷,間接減少熱能動力設(shè)備能源的消耗;還可對供熱鍋爐進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計,提高供暖的性能,既能保證采暖效果又可節(jié)約能源。

        4 結(jié)語

        在暖通行業(yè),在實(shí)行中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與運(yùn)行管理工作中,必須要多加考慮節(jié)能降耗方面的問題,要盡可能的開發(fā)空調(diào)所有運(yùn)行環(huán)節(jié)中的節(jié)能潛力,使得運(yùn)行能量能夠被最大程度的挽回。并且,還要把能源消耗量設(shè)為判定系統(tǒng)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo),提高人們對節(jié)能的重視性。

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