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中央空调自动控制改造
目录: 题目
内容摘要 关键词 前言 一.中央空调系统概述
二.中央空调水系统的节能分析 1.变水量系统的基本原理 2.水泵变频调速节能原理 三.改造控制要求 四.改造措施
五.节能改造控制系统的功能结构图 六.节能改造控制系统的设计 1设计方案
⑴：冷冻/冷却泵主回路及控制线路设计与控制方法 ⑵：机组阀门控制线路设计 ⑶：冷却塔风机控制线路设计 ⑷：新风机控制线路设计 ⑸：主机起/停控制
2.控制系统的I/O分配及系统接线 3.触摸屏画面制作及参数设定 4.变频器参数设定 5.编制程序
⑴：冷冻/冷却水进出水温度检测及温差计算 ⑵：冷冻/冷却D/A转换程序 ⑶：冷冻/冷却泵手动调速程序 ⑷：冷冻/冷却泵自动调速程序 ⑸：1号机组一键启动/停止程序 ⑹：2号机组一键启动/停止程序 ⑺：手动控制程序
⑻：冷却塔风机温度控制程序 ⑼：时间调整程序 内容摘要:
对图书馆原中央空调水系统进行改造，由原来传统的控制方式改为PLC+变频器控制，对原水系统进行变流量改造，采用温度控制，使其送回水温差保持不变，而使冷水流量根据所需负荷成线性变化。以提高制冷机的运行效率，降低水系统的能耗，在满足供冷
需求的情况下，最大限度的节省能量，以达到降低开支，节能环保的效果。
同时，对原系统的开关机模式进行改造，以采用触摸屏人机界面和PLC程序运行控制，减少工作量，降低人为操作失误率，解决人为关机带来的不必要能量损耗，提升服务质量。 关键词：
PLC ，触摸屏，温度传感器， 变频控制，变水量， 前言：
随着经济实力的不断发展，和人们生活水平的不断提高，以及现代建筑的实际需求，中央空调已经完全走进了都市人的生活。它以大的覆盖率和良好的效果受到欢迎，很大程度的提高了人们的工作和休闲环境。但它同样也以大的耗能受到关注。主机可随负载的变化加载和卸载，但与之相配套的冷却水泵和冷冻水泵却始终在高负荷状态下运行，没有随负荷的变化相应调节，而冷水系统占据了整个空调系统28%的耗能，如何将这些电能节约下来？同时，原来的操作比较烦琐，启动和停止的程序较多。能否将操作简单化呢？
结合工作中中央空调的运行情况，进行一系列对系统操作和节约电能有利的改造，愿能在减少空调操作人员工作量，增加系统操作的可靠性上有所进步，在节约电能方面，尽自己的一点点力量。 一﹑中央空调系统概述：
中央空调系统主要由冷冻机组﹑冷却水塔﹑风机盘管及循环水系统（包括冷却水和冷冻水系统）﹑新风机等组成。在冷冻水循环系统中，冷冻水在冷冻机组中进行热交换，在冷冻泵的作用下，将温度降低了的冷冻水（出水）加压后送入末端设备，是房间的温度下降，然后流回冷冻机组（回水），如此反复循环。在冷却水循环系统中，冷却水吸收冷冻机组释放的热量，在冷却泵的作用下，将温度升高了的冷却水（出水）压入冷却塔，在冷却塔中与大气进行热交换，然后温度降低了的冷却水又流进冷冻机组（回水），如此不断循环。 系统的（开机）操作按 ① 开启管道阀门
② 启动冷冻/冷却水泵 ③ 开冷却塔风机 ④ 开新风机 ⑤ 开主机
关机程序相反，操作较烦琐。 图书馆中央空调为一次泵系统，冷
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冻泵和冷却泵电机全年恒速运行，冷冻水和冷却水进出水温差较小，夏季气温高时温差在2.5℃，冬季约为1.8℃。 冷水机组:开利水冷冷水机组两台(一备一用),单机制冷量为440USRT,电动机功率为330KW。
冷冻水泵:冷冻水泵两台(一备一用), 电动机功率55KW, 启动方式:Y-△
冷却水泵:冷却水泵两台(一备一用), 电动机功率75KW 启动方式:Y-△
冷却风机:两台,每台5.5KW，额定电流13A，直接启动 新风机:七台
该系统的负载能力是按气温最高，负载最大的条件来设计，系统设计足够大，至使系统大部分时间在负荷以下运行，最大负荷出现的时间非常少。原空调水系统除了存在很大的能量损耗,同时还带来以下问题:
1:水流量过大使循环水系统的温差降低,恶化了主机的工作条件,使主机热交换率下降,造成电能损失。
2:水泵采用Y-△启动,电机启动电流大,对供电系统带来一定冲击。 3:由于水泵流量过大,通常通过调整管道上的阀门开启度来控制冷冻水和冷却水的水流量,因此阀门上存在能量损失。
4:传统水泵不能实现软启软停,在水泵启动和停止时会出现水锤现象,对管网造成较大冲击,容易对机器零件,轴承,阀门,管道造成破坏,增加维修费用和时间。
5:图书馆并不是24小时营运,人工控制基本上不能做到按时停机,常常让系统白白运行几十分钟甚至更久,造成不必要的人为浪费。 由于:水系统运行效率底,能量损耗大,存在很多弊端,并且属于长期运行。因此有必要进行节能改造。
为使循环水量与负荷变换相适应,采用成熟的变频调速技术对循环系统进行改造，是降低水循环系统能耗的较好解决方案。
一方面能控制冷冻（却）水泵的转速，即改变冷冻（却）水的流量，来跟踪冷冻（却）水的需求量，随着负载的变化调节水流量，从而节约能源。
另一方面，变频器是软启动方式，电机在启动是及运转过程中均无冲击电流，可有效延长电机﹑接触器及机器零件﹑轴承﹑阀门﹑管道的使用寿命。
二﹑中央空调水系统的节能分析:
目前很多建筑中央空调水系统为定流量系统，水系统的能耗一般
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占空调系统总能耗的28%左右。现行定水量系统都是按设计工况进行设计，它以最不利工况为设计标准，空调负荷大都采用估算法，因此冷水机组和水泵容量往往过大。可空调系统最大负荷出现的时间很少，绝大部分时间在部分负荷下运行。 主机能在一定范围内根据负载的变化加载和卸载， 但冷却水泵和冷冻水泵却仍在高负荷状态下运行，由于采用传统的控制方式，不能实现空调冷媒流量跟随末端负荷的变化而动态调节。在部分负荷运行时不仅浪费水泵的能量，制冷机的效率也大大降低。而由于变水量系统中的水泵能够按实际所需的流量和压力运行，成为一种有效的节能手段。所以，要降低空调系统的运行能耗，对现有中央空调水系统进行节能改造是十分有必要。 ⒈变水量系统的基本原理：
根据热力学第一定律ｑ＝ＱＣ△ｔ可见。在冷水系统中，可以根据实际冷负荷的大小调整冷水流量或冷水系统的送回水温差。 在冷水系统盘管或负荷末端进行冷水系统设计时，ｑ﹑Ｃ﹑△ｔ已经确定，ｑ为系统设计工况下的冷负荷，△ｔ为按规范确定的温差，C为水的比热，也是固定的，因此流量Q也被确定，系统按这些值设计选择设备。当系统设计完成并投入运行后，ｑ与室外的气象条件和室内散热量等诸多因素有关。当系统冷负荷ｑ变化时，为保证ｑ＝ＱＣ△ｔ的平衡，系统必须相应改变冷水流量Q或温差△ｔ的大小。当某一时刻冷负荷小于设计值，并且送水温度不变，如果改变△ｔ而保持Q，则形成定流量系统。如保持△ｔ而改变Q则形成变水量系统。理想的变水量系统，其送回水温差保持不变而使冷水流量与负荷成线性关系。这需要使用变速水泵。
⒉水泵变频调速节能原理：
中央空调的水系统是完成外部热交换的两个循环系统。以前水流量的控制是通过阀门来调节，许多电能浪费在阀门上。如果换成交流调速系统，把浪费在阀门上的能量节省下来，每台水泵的节能效果就很可观。对于设计冷负荷大于实际冷负荷的常用冷水机组，节能效果就很可观。故采用交流变频技术控制水泵的运行，特别是控制常时间运行且冷负荷小于设计负荷的水系统节能改造的有效途径。
图1为阀门调节和变频调速控制两种状态的扬程---流量的关系图，
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