中央空调系统设计

关键词： 新苑 邹城市 山东省 中心

中央空调系统设计（精选十篇）

中央空调系统设计 篇1

该文主要介绍孟子大剧院的中央空调系统设计,并分析其中的设计要点。

1 设计内容

1.1 主要空调室内设计参数

如表1。

1.2 空调负荷

空调冷负荷:1960kW,空调冷指标:119.5W/m2;

空调热负荷:1500kW,空调热指标:91.4W/m2。

1.3 空调、通风系统设计

(1)观众厅。

由于剧院观众厅高度均在15～18m,采用常规的下送风方式很难达到理想的空调效果,且不节能,故本设计池座和楼座均采用座椅送风方式,每个座椅送风量为60m3/h,送风状态点19℃,座椅送风柱出风速度不高于0.4m/s,至人脚处的风速不高于0.25m/s,将座椅下的建筑空腔作为空调送风静压箱。回风口设在观众厅侧墙上。另外,在吊顶内面光灯室设机械排风系统,将观众厅空调区域的空气流经面光灯室排至室外,一方面,可以平衡观众厅的风压,另一方面可以为面光灯室降温。

(2)舞台。

舞台区为“品”字形布局,分为主舞台和两侧的侧舞台。为保证舞台演员及工作人员的工作环境,在两侧舞台7.5m高处设侧喷口,向主舞台方向对吹;在主舞台第一层天桥下设喷流式旋流风口下送风。考虑到演出时避免幕布被吹动,本空调系统在侧台送风主管和主舞台送风主管上分别设电动调节风阀,可根据需要实时供冷和供热,或在演出时减小、关闭主舞台送风量。回风口位于侧舞台的侧墙。主舞台12.5m以上为非空调区,故仅在葡萄藤架上设独立的机械送排风系统,排除余热。

(3)空调冷热源。

机房设于地下二层,为邹城市文化艺术中心提供空调冷热水。

1.4 消声

(1)允许噪声标准。观众厅≤35dB(A)舞台机械噪声≤50dB(A)。

(2)噪声控制是剧场建筑设计的一个要点,设计中要与声学专业人员密切配合,控制通过通风、空调风口传入观众席和舞台面的噪声比室内允许噪声标准低5dB。

(3)剧院内通风、空调系统严格控制风速:主管风速3～4m/s;支管风速2～3 m/s;送风口风速1～1.5 m/s。

(4)观众席的噪声控制要求较高。空调送风通过机组消声段、风管消声器及消声静压箱及观众座椅下方的送风静压箱处理后再送至观众厅。回风口选用消声百页风口,回风管设消声器。舞台区域的噪声要求比观众席略低。送回风也通过采取多级消声的措施控制噪声。

1.5 风量风压的平衡

剧院设计的另一个要点是观众厅与舞台区风量风压的平衡,剧场内风量、风压的平衡与否直接关系到舞台幕布是否飘动及正常启闭。对此,设计中将舞台和观众厅的空调通风系统完全独立设计,严格计算新风量和排风量,使各自区域的新、排风量相匹配,从而保持观众厅和舞台区正压值的基本相等。

1.6 节能设计

剧场作为人员密集,发热设备集中的公共建筑,能耗相对较大。设计时,充分考虑了各种耗能因素,采取了以下节能措施:(1)观众厅采用座椅送风方式,这种送风方式可确保人员区域的空调舒适性,而对上部空间的温湿度不做要求,节省运行能耗。座椅送风要求送风温差小,系统采用二次回风,降低再热能耗。(2)舞台区采用带热回收功能的组合式空调机组。(3)将观众座椅下方的建筑空腔作为空调送风静压箱,静压箱内壁做保温处理。

2 设计分析

剧院观众厅及舞台的气流组织、风量风压的平衡、消声隔振措施等都是在中央空调系统设计中应着重注意的问题。如果有条件,还应对观众厅及舞台的空调气流组织进行CFD气流模拟,从而分析及优化室内的气流分布速度场和温度场,以达到良好的空调效果。

3 结语

以上是该研究者在设计过程中,通过学习和分析,结合剧院建筑的特点,得出一些经验总结。剧院的实际设计要比该文介绍的复杂得多,每个不同的剧院根据其自身特点的不同,都会有不一样的问题,只能在具体的设计中,经过多种方案的分析比较,才能得出最优的设计方案。

参考文献

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商场中央空调系统设计 篇2

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商场中央空调系统设计

商场中央空调系统设计

摘要：随着经济的发展，人们对于生活环境的要求和质量也在不断的提高，那么对于整体空气的温度和质量也就有了新的要求，特别是公共的场所，人们购物休闲的时候更加的看重舒适的空气条件，这也就是空调的需求越来越受到关注，本文就是从商场中央空调的设计出发，根据实际的案例分析和探讨了设计的概念和运行的特殊性进行研究，以便在保证设计质量的同时达到空调能源消耗的减低。

关键词：大型商场；空调系统；设计

中图分类号：S611文献标识码： A

引言

大型商场建筑中为了保障舒适、安全的购物与工作环境，需要设置复杂的设备系统，包括：空调系统、给排水系统、电气系统、消防系统以及建筑智能化系统等。所有这些的整体的系统都是要与实际建筑工程相结合，更好的保证整体的使用和实际的效能的发挥。

一、商场中央空调系统的相关概念

1、商场中央空调系统的组成

一些商场和休闲的场所为了更好的满足消费者的需要和整体环境要求多采用完全与室外隔绝的空调系统。在商场的空调设计中主要是冷和热源，空气的不同的改变和分配的系统等等部分组成。其中冷热源是为了帮助整体的空调系统给热和排除热，这样更好的控制整体的热量的舒适度，而空气调节主要是利用产生的热量和化学的物质来控制空气，从而达到符合人们舒适的程度，保证整体空间的气体循环和流动。调节是对于整体的空气的温度湿度等进行调节，从而保证整体的环境和空气的质量控制在人们可以接受有利于健康的一个范围之内。

总之它的每个组成部分都有着自己的功能和特点，所以要更好的做好空调的调节作用就要更好的实现部分之间的配合和各自的功能的发挥，对整体的运行采用可学办法进行监督和管理，这样保证更好

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专业论文 的运行和更好的保证舒适和降低能源消耗的双重目的。

2、商场中央空调系统特点

（1）空调系统分区：商场建筑通常采用玻璃幕墙等轻质外墙体系，故建筑物的热容量小、对外界环境变化较敏感，在不同朝向、不同高度的空调负荷差别很大。所以这样来说对于使用空调的建筑的一些材料的应用是要做好调查和考虑的，要在设计前研究调查，是否使用空调系统，如果使用最好使用可以降低空调消耗的材料，在实际的装修中更要提前做好设计方案，也要根据实际采取尽可能满足空调最小的消耗的方面做努力。

（2）空调设备对建筑立面的影响：冷却塔、新风口、排风口等空调设备需要置放在屋内，也可以在实际的外墙上开个口，这样会对建筑的整体的外立面造成影响。所以在实际的设计中要根据实际的需要进行空调设备的安装和使用，尽量做到最好的安置方式。

（3）空调受风的影响。我们不能忽略风对于空调的实际的影响，外面的风的速度是跟着一个建筑物的高度而变化的，高度越高风速就高，那么就是说明在高层的建筑中，高度很高就会导致整体的建筑的外面的渗透的风的压力和实际的热系数都在增加，这也就一定的程度上增加的空调的负担。所以在建筑的楼的高度和实际运用中要考虑全面，以便更好的使用和更有效的安装空调，更好的做好与实际结合的使用，从而更好的节能。

（4）大型空调设备的位置：高层建筑的制冷机组、空调机组等大型设备通常布置在地下层、设备层、屋顶等处。只有适合的位置，才能保证功能的发挥和空间的节省，更能更好的保证整体建筑的美观。

（5）设备管道与建筑空间：当空调的实际的需要的管道的大小变大的时候，其实际需要的整体的建筑的面积也就不断的增大，那么好的建筑师在规定建筑的层高的时候要结合实际的空调的具体的特殊性来进行更好的分析，不但要满足实际的需求，又必须确保空间的合理利用，不能浪费使用的面积。

三、中央空调设计

空调设计参数：夏季：干球温度：空调33．5／通风31．0，湿

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球温度：27．7。要求达到夏季室内温度24-26，湿度40%-65%，新风每人30立方|小时，噪声小于45dB。空调冷源：为满足分区分层管理及独立计费的要求，同时简化系统以降低工程造价，采用智能变频输送冷媒系统与定频多联系统结合的中央空调系统。大楼空调总装机容量为2090HP，其中变频系统780HP，定频系1310HP。大楼设置199套空调系统，其中智能变频系统53套，定频系统46套。裙楼l-3层45套系统，室外机置裙楼二层飘台；裙楼4-5层设置24套系统，室外机置裙楼四层飘台；商场每层设置6套系统，室外机设在每层的独立设备阳台。阳台的散热立面面积为50平方米。空调末端系统：本空调末端采用冷媒系统风机盘管式末端加新风，排风系统。新风不作预处理，直接接入回风口，排风由各区域的天花管道式排气扇排入走廊吊顶，由排风系统统一排出室外。消声、减震：采用低噪声设备；室外机通风机采用橡胶减震垫作减震处理；空调器，风机的进出口处，均设防火软接头隔震，在系统上设置了消声静压箱及矩形管道消声器。

空调系统的控制：首先，智能变频系统控制：各系统的空调末端与对应的室外机连锁运行，根据系统冷负荷变化即系统总回气管的压力变化，自动控制室外机(压缩机)投入运转台数及转速。其次，定频多联系统的控制：各系统的室内空调末端与对应的室外机连锁运行，根据系统冷负荷变化，自动控制室外机(压缩机)投入运转台数。最后，室内末端的控制：各个系统的室内末端由设在区域内的遥控器根据室内使用人员设定的室内温度控制；同时，室内末端还可接受总控制室的集中远程控制，提前开机并监视末端运行工况。在遥控器与集中控制器之间的协调上，内部人员使用的区域在正常的工作时间内，室内遥控器后介入而享有优先权；在非工作时间，集中控制器享有优先控制权。在公共区，集中控制器享有优先控制权，以达到灵活使用的同时加强系统的管理。新、排风系统的控制：各系统的新、排风机由设在总控室的集中控制器远程统一控制。

其它系统的控制：各类风机就地设置开关外，还在总控室设开关控制及运行状况显示。冷媒管：采用铜管加橡塑发泡材料保温：保温厚度为：室内25mm，室外38mm。室内机与室外机最大管长不大于135m，最新【精品】范文 参考文献

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冷媒为R22、407C。室内机最大噪音不超过40dB。冷凝管：采用镀锌管加橡塑发泡材料，保温厚度为25mm，排水坡度大于1．2%。设有高扬程的冷凝水泵，冷凝管道尽量贴近梁或板底安装，提高空间利用率。

三、空调施工

设备安装：设备安装严格按照设计图纸、设备技术条件、设备安装说明书、装配图等进行施工。按图放线就位。注意事项：

1、消声减震：所有设备均采用低噪声型及低噪声源，室外机采用橡胶减震垫；机房内壁采用吸音材料；空调机风机进出风管设软接头；静压箱内壁贴30mmPE吸音材料。

2、管道安装按先主管后支管，先结构内后结构外的顺序施工，对隐蔽管道部分在工程隐蔽前，必须进行吹扫和试漏工作，以避免返工和二次拆装。铜管施工时管道内一定要冲入氮气，并且保持在0．2kgf／cm2的压力，并避免出现烧穿、虚焊的现象。分歧管要水平或垂直安装。

3、试压标准为冲氮气保持28kgf／cm2且24小时无压降。

4、施工完毕，用6kgf／cm2压力的氮气吹洗管道，以保证管道内部清洁。施工优点：减少管道工程及安装成本，简化了系统的安装工作。在一套系统内只需要2条主冷媒管道，而传统水配系统中的过滤网、截止阀、三相阀门变频系统都不需要，使管道直径小、更容易安装并所占的空间也更小。配电是通过一条无极双芯线与室外机联接，布线工作得到了简化。

结束语

对于大型的商场上使用空调不但那可以保证客源更可以保证整体的档次，所以在这样的地方设置空调系统很是受到欢迎，但是也要看到问题的存在，正是因为是大型的商场，所以对于整体能源的消耗自然是不会小的，它在整体建筑消耗中很多的部分，所以怎样在满足需求的同时达到能源的节约就是关键，本文就是针对这一问题进行了相关的分析和研究，希望在整体的空调系统的运用和设计中起到帮助，既可以满足当前人们的需要又可以达到大型的商业最终的减低建筑空调消耗的实际的能源

参考文献

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阐述商场中央空调系统设计 篇3

【关键词】设计；研究

一、商场中央空调系统的相关概念

商场和休息场所为了更好的满足消费者的需要和整体环境要求多采用中央空调系统。在商场的空调设计中需要和必须考虑的首要问题是冷热源组合。其中冷热源是为了帮助整个商场室内环境给热和排除热的动力设备，为了更好的控制整体环境的舒适度，利用空气调节系统维持室内环境参数（风速、温度、湿度、空气质量），从而达到符合人们舒适的程度。空气调节是对于整体的空气的温度、湿度、风速等进行调节，从而保证整个环境的空气质量控制在人们可以接受的、有利于健康的范围之内。总之它的每个组成部分都有着自己的功能和特点，所以要做好商场空调系统，达到节能目标，就必须配合室内参数、室外参数、人员流量来控制机组负荷计算和机组的运行搭配方式；实现空调各部分之间的配合和各自的功能的发挥，这样才能保证可靠运行和保证舒适、降低能源消耗的双重目的。

商场中央空调系统特点；空调系统分区：商场建筑通常采用玻璃幕墙等轻质外墙体系，故建筑物的热容量小、外区对外界冷热环境变化较敏感，在不同朝向、不同高度的空调负荷差别也很大。所以在设计空调系统之前就要对建筑中应用的材料做好调查和考虑的，看这种材料是否可以降低空调能耗消耗，所以在方案设计前，就要围绕降低空调消耗这方方面努力。

空调建筑冷却塔、新风口、排风口对建筑立面的影响无可避免，看怎么设计，从什么方向引入新风，可以降低空调处理能耗，空调设备专业在建筑方案阶段就要进行配合，不能等方案好了才进行设备专业设计，这样做这部分节能潜力就尚失，所以在实际的设计中要根据建筑周边室外风向、日照、建筑阴影区、场地噪音等级进行空调设备的设计，尽量做到最好的设置位置。

大型空调设备的位置：高层建筑的制冷机组、空调机组等大型设备通常布置在地下层、设备层、屋顶等处。只有适合的位置，才能保证功能的发挥和空间的节省，才能更好的保证整体建筑的美观。当空调的实际需要的管道大小变大的时候，其实际建筑空调面积也就不断的增大，那么好的设计师在规定建筑层高的时候要结合实际的空调的具体的特殊性来进行分析，如果房间高度定的很高，不但空调能耗增加，而且建筑成本也会增加；如果建筑层高定的低了，会给室内人员感到压抑，所以怎么处理这个矛盾，需要设备专业和建筑专业配合，争取达到不浪费、也不影响建筑使用功能。

商場空调能耗体现在如果进行空调冷热源设备搭配和空调季节、过度季节空调设备运行的管理；能源搭配为：1、风冷热泵+冷水机组；按热源选择风冷热泵机型，冷水机组选型按商场空调冷负荷扣掉风冷热泵冷负荷；2、多联机+冷水机组；按热源选择风冷热泵机型，冷水机组选型按商场空调冷负荷扣掉风冷热泵冷负荷；

热泵空调冬季耗能分析

新风只有显热负荷；热泵机组可以无级调节，即当部分负荷率在0.9以上时，热泵按满负荷输出；当部分负荷率在0.25以下时，均按热泵在0.25输出量下的COP值计算其耗电量；当部分负荷率在0.25-0.9之间时，按热泵在该部分输出量下的COP值计算其耗电量。具体计算时查图1。风冷热泵的出水温度均按45摄氏度计。风冷热泵的性能曲线按国外某一典型产品的样本数据绘制，假定该样本数据与实际运行状况是相符合的。辅助加热用电热，假定电热的效率为1.0。

计算过程如下：

首先按照夏季工况计算风冷热泵所要提供的冷量。根据这一冷量选择风冷热泵的型号。如果宾馆、办公楼的建筑面积同为3000m2，则需要一台名义制冷量为350kW（100USrt）的机组。负荷计算的结果与设计人员平时所用的估算值（宾馆、办公楼为0.117kW/m2）相符。

再用BIN参数中各温度频段的代表温度计算同一宾馆、办公楼的冬季负荷，从-6℃开始，以1℃间隔直到15℃为止，凡高于15℃的气温均按15℃计。

将宾馆、办公楼的负荷曲线绘制在350kW机组性能曲线图（图2）中，它们与机组性能曲线的交点即为平衡点。可以发现该交点对应的气温分别为-6℃和-5℃。图3：

根据式（1）和各频段的小时数可以计算得到供热季节性能系数HSPF1，（宾馆）和HSPF2（办公楼）分别为：HSPF1=3.284，HSPF2=3.26

设想改变办公楼空调运行方式为台数调节。即将其夏季的350kW冷量分摊给4台88kW的机组。其中3台是风冷热泵，1台是冷水机组。其供热运行曲线可按单台88kW的运行曲线叠加（见图3）。从图中可见，三台88kW机组冬季供热的平衡点对应温度为0℃。说明当室外气温在0℃以下时，必须用辅助加热补充风冷热泵供热量之不足。当气温在0到4℃之间两台风冷热泵以满负荷运行，一台风冷热泵以部分负荷运行至4℃时停开。当气温在5-9℃之间，一台风冷热泵满负荷，另一台部分负荷到9℃时停开。由此可计算出整个供暖季的耗电量（包括辅助加热的耗电量）。从而得到办公楼用风冷热泵台数调节供热的HSPF3为：HSPF3=3.379

中央空调变频节能控制系统的设计 篇4

随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高, 中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑域, 如宾馆、酒店、写字楼、商场、厂房等场所, 用于保持整栋大厦温度恒定。对中央空调控制系统运行效果的优劣评价标准也随着时代发生了很大的变化。早期的中央空调系统的运行效果好坏取决于是否够“冷”。如今, 人们对中央空调系统提出新的要求就是舒适节能, 要求在能耗更低的情况下保持室内合适的温度、湿度, 让使用者感觉最舒适。新建的中央空调系统在按照舒适节能的目标设计, 而越来越多的使用多年的中央空调控制系统在进行改造以实现节能、舒适的目的[1]。

传统的设计中, 中央空调的制冷机组、冷冻循环水系统、冷却循环水系统、冷却塔风机系统、盘管风机系统等的容量基本是按照建筑物最大制冷、制热负荷或新风交换量需求选定的, 且留有充足余量[2]。无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化, 各电机都长期固定在工频状态下全速运行, 虽然可满足最大的用户负荷, 但不具备随用户负荷动态调节系统功率的特性, 而在大多数时间里, 用户负荷是较低的, 这样就造成很大的能源浪费。近年来节能降耗被国家摆到空前重要的位置。而国家供电紧张形势依然没有根本缓解, 电价不断上调, 造成中央空调系统运行费用上升, 如何控制空调系统的电能费用已经成为越来越多空调的经营管理者所关注的问题[2,3]。

故采用变频调速技术节约低负荷时主压缩机系统和水泵、风机系统的电能消耗, 具有极其重要的经济意义。寻找一种节能效果明显, 性能稳定可靠的控制系统成为当务之急[4,5]。

本文所研究的基于Profibus网络的中央空调变频节能控制系统即是在这样的背景下进行的。其对冷冻和冷却水系统实施变频调速技术, 可以根据负荷变化情况适时降速或增速, 提高了系统自动化控制水平, 避免长期固定在工频运行。这样不仅可以节能增效, 而且利于营造恒温舒适的环境, 减轻设备机械磨损, 易于维护, 降低生产成木。Profibus现场控制网络的引入, 实现了变频器、P L C等设备之间的可靠通讯, 并为工业网络与企业网络的无缝链接做准备, 管理者不必亲临现场就可对机房运行情况实施监控。

2 变频控制系统的硬件构成

由于本控制系统是在原系统基础上的变频节能改造, 考虑到原控制系统的具体情况和工程成本等因素, 将控制系统设计为通过PROFIBUS总线协议通讯的主从式控制结构。系统中各设备由现场控制器实行本地直接自动控制。系统的控制参数的显示及修改通过触摸屏操作。预留以太网通讯接口, 便于以后的升级, 与监控计算机互连, 实现远程集中监控。温度压力信号的采集由传感器采集出的模拟量信号通过远程I/O站转换并通过PROFIBUS发送到PLC。选用西门子的PLC及变频器系统[6]。控制系统由主控制柜和从控制柜组成, 网络结构如图1所示。

主控制柜中采用西门子紧凑型P L C313C-2 DP作为主PLC, 该PLC上集成了PROFIBUS DP通讯口, 并且集成了16DI/16DO。主控制柜上配置MP277触摸屏, 通过PROFIBUS与PLC相连, 可以用来显示现场状态和报警信息等。

6台驱动柜对应驱动6台水泵, 编为一二三号冷冻驱动柜和冷却驱动柜。驱动柜中安装西门子专用于驱动风机泵类的变频器MM430[6]及ET200M远程I/O站。每台变频器进线端子连到原单机柜的启动按钮控制的继电器下端, 出线接回原柜。变频器配置有PROFIBUS通讯选件, 可以与PLC进行PROFIBUS通信。

为了增加通讯线路的抗干扰性同时保证通讯质量, 采用西门子标准PROFIBUS通讯电缆。通过设定P R O F I B U S网络两端的终端电阻, 可以减少由于不匹配而引起的反射, 并能吸收噪声, 有效地抑制噪声干扰。根据现场实际情况, PROFIBUS通讯速率设定为500kbps。

3 对变频器的控制

变频器的输入输出连接见图2。从原控制柜星三角启动接触器引出的380V电源被送入驱动柜, 连到空气开关, 从空气开关下端输出, 一端连到变频器的电源输入端, 一端连到接触器K 2。变频器的输出端连到接触器K1。接触器K1和K2的输出连到共同的输出端子送到水泵电源输入端。

在合上空气开关时, 通过接触器K 1和K2的选择接通就可实现工频与变频的转换。

工频输出有两种情况:一种是手动工频输出。通过触摸屏选择手动模式, 再在驱动柜的工频与变频的切换开关选择工频输出。

另一种情况是故障工频输出。当变频器出现故障, 将故障信号通过PROFIBUS输出给主P L C, P L C判断确为变频器故障, 非水泵故障, 则通过P R O F I B U S控制ET200M远程I/O站, 输出信号释放接触器K 1, 吸合接触器K 2, 工频输出;如判断确为水泵故障, 通过PROFIBUS停止变频器输出, 开启备用泵。

4 PLC对变频器的控制

传统的对变频器的输出频率控制是通过向变频器的模拟量端子输入4~20mA电流信号, 实现输出频率0~5 0 H z之间调节。这种方法实现简单, 设备投资较少。但控制精度相对较差, 无法将自身运行状态向主控系统反馈。在设计的系统中PLC对变频器的控制是通过PROFIBUS网络进行。通过P R O F I B U S通讯 (最大速率可达1 2 M b p s) , 变频器中众多的参数变量都可经由网络被PLC调用和修改。

MM430变频器通讯的报文有效数据块可以分为两个区域, 即P K W区 (参数识别ID-数值区) 和PZD区 (过程数据) 。P K W区共有4个字, 通过P K W区, 用户可以读取或修改M M 4 3 0变频器的参数。PZD区是为控制和监测变频器而设计的, 在对于主站发送给变频器的P Z D任务报文, 其第一个字是变频器的控制字 (S T W) , 控制字1 6位的每一位都具有已定义的意义, 包括启动、停止、故障确认等, 如表1所示。报文的第二个字是主设定值 (H S W) , 即频率设定值, 由P L C给定。对于变频器发送给主站的P Z D应答报文, 其第一个字是变频器的控制字 (Z S W) , 反映了变频器当时的运行状态, 如故障、报警、过载等, 如表1所示。报文的第二个字是主要的运行参数实际值, 通常将其定义为变频器的实际输出频图3系统操作界面率。此外, P Z D报文的长度通常可以被定义为0~4个字, 可以通过BiCo互联读取变频器当前的一些状态, 如输出电压、直流母线电压、输出电流等。

5 人机界面设计

在工艺过程日趋复杂、对机器和设备功能的要求不断增加的环境中, 获得最大的透明性对操作员来说至关重要。人机界面 (H M I) 提供了这种透明性。

触摸屏是基于PLC的软硬一体人机界面, 能以图形界面形式实现各种工作状态的显示, 并具有使用方便、人机对话界面友好、组态方便、可以与P L C进行良好通讯以及能适应车间工作环境等特点。通过触摸屏可以实现对中央空调水系统变频控制系统的状态显示和操作控制。

MP277触摸屏是西门子公司一款基于Microsoft Windows CE 5.0操作系统的6 4 K色多功能T F T面板, 上面配置了P R O F I B U S接口、用于连接P R O F I N E T的以太网接口、2个USB端口等丰富的接口, 可以实现多种用途并具有很高的性价比。

M P 2 7 7需要使用组态软件W i n C C flexible进行组态[7]。Win CC flexible是一种视窗下的创新性HMI软件, 可用于工厂和机械工程中机器级的操作员控制和自动化过程监测。这种工程软件允许对基于视窗的所有SIMATIC HMI操作员面板进行集成组态—从最小型的微型面板到PC解决方案。

触摸屏的变量输入、信息显示及操作画面的定义等操作功能由Win CC flexibl组态软件来完成。触摸屏组态画面总共有4幅, 分别为1#系统画面、2#系统画面、3#系统画面和报警画面, 前3幅画面实现的功能相同, 只是对应不同的系统。图3和图4分别为系统操作界面和报警画面。W i n C C f l e x i b l e中可以设置错误 (Error) 和报警 (Alarm) 以不同的颜色显示, 并且每类消息都可以设定不同颜色以区分正在发生、已经得到应答或已经离去的报警和错误。

操作时, 触按操作画面中冷冻、冷却系统和冷却塔的相应位置将弹出对应的参数设定界面, 可进行手自动转换、温差和压差设定、冷却塔温度上下限设定等。

触摸屏和PLC之间的数据交互通讯通过外部变量实现。每个外部变量带有链接的PLC地址, 如整数型对应PLC内存地址中一个字, 离散型对应PLC内存一个字中一位。对触摸屏操作时, 整数型变量可以用弹出的键盘修改其值, 离散型变量可以用按键设为1或0。将离散型变量定义到报警画面中, 在对应的PLC地址置1时, 报警信息即会显示。

6 用户权限的设计

由于触摸屏只允许空调操作人员对其进行操作, 所以要设定用户权限。WinCC flexible中的用户权限包括3种:管理 (A d m i n i s t r a t i o n) 、操作 (O p e r a t e) 、监控 (M o n i t o r) , 可以设定不同的用户组, 每个用户组可以操作的权限不同。根据实际需要, 我们设计了3个用户组, 分别为管理员、操作员、用户。对自动/手动状态切换、运行参数设定等功能作了不同的权限设置。只有管理员可修改用户的密码。

当操作人员操作触摸屏要修改参数或切换状态时, 会弹出窗口提示输入用户名和密码, 如图5所示, 只有管理员组的用户可以修改全部的参数, 操作员组的用户可以修改部分参数。输入正确的用户名和密码之后, 就可对组态画面进行参数设定了。按下屏幕右下角的退出键退出, 如要再次修改, 须输入用户名和密码。

7 结论

本文设计了基于PROFIBUS网络的智能变送器, 实现远距离精确传送。控制系统为主从级控制结构, 实现主P L C与ET200M和变频器之间的可靠通信, 确保系统的安全性。工频与变频的切换功能实现手动状态下水泵输入的工频与变频的切换, 也保证了自动状态下变频器出现问题时及时将水泵切入工频。触摸屏的采用实现对冷冻和冷却循环水的出回水的温度和压力以及水泵转速监测。

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[6]MICROMASTER430通用型变频器使用大全[Z].西门子 (中国) 有限公司.2005.

变风量空调系统设计分析论文 篇5

变风量调系统设计面临的最大的难题之一就是对新风量的控制。由于空调系统在使用过程中，不同使用区域对新风量的需求量也不相同。新风量还是一个变化的数值，有时空调系统的总风量能够达到要求，但是分配到各个区域的却不一定能满足其需求。当前变风量空调系统在设计新风量的控制时主要有两种方式：①设置二氧化碳探测器，根据二氧化碳的浓度变化确定新风量；②设置VAV（或CAV）box，定时输送一定的新风量。

3.2空气净化难题

现在的空调一般都有空气过滤的功能，变风量空调系统自然也不例外。但是一些小型的空调主要采用尼龙锦凸网来过滤空气，很难起到空气净化的效果，有时甚至会造成二次污染。变风量空调系统是一种全空气运行系统，并且采用了初、中效两级过滤甚至三级过滤，能够有效净化空气。但是设定一个合适的过滤效率是空调系统设计的一个难题，还需研究解决。

3.3在推广使用中遇到的问题

变风量空调系统虽然具有众多优点，但是由于配件很多需要进口，价格昂贵，使用户较难接受。例如，变风量末端装置（VAVbox）、直接数字式控制器（DDC）、变频器等主要配件目前全部需要进口，经济压力较大。因此必须加强变风量空调系统的科技研发，配件国产化是推进变风量空调系统普及的关键。同时变风量空调系统的从业人员素质也亟需提高，以在施工、调试、管理方面实现有序、高效。总而言之，技术问题是最大的难题，国家和相关单位应加大投入，推进变风量空调系统的研发和普及。

4结束语

随着科技的发展，人们对生活得舒适度要求也越来越高，同时环保节能的意识也在加强，因此变风量空调系统有其出现和使用的必然性。但是变风量空调系统的设计还有很多问题亟待解决，希望国家和相关工作人员能够积极探索，吸收国外的先进经验，利用科学的设计方法和设计模式，完善和提高变风量空调系统的设计。

参考文献：

[1]曹艳鹏,冀兆良.几种控制方式在空调系统运行节能中的应用[J].制冷,,(1):46-50.

[2]曾艺,龙惟定.变风量空调系统的新风[J].暖通空调,,(6):35-38.

中央空调系统设计 篇6

泉州阅华酒店空调工程项目建筑面积五万平方米，地下二层，地面27层，其中裙楼4层。主要建筑布置如下：地下二层为中央空调制冷机房，变电所、自备发电机房、水泵间；地下一层为酒店厨房；一层为酒店大堂；二至四层为餐厅、会议厅、娱乐场所；五层以上为酒店客房。

2、中央空调自控系统设计

2、1 中央空调系统

中央空调系统的冷水机组总容量450万大卡/小时，配置3台500冷吨的开利离心式冷冻机，4台冷冻水循环泵，4台冷却水循环泵和3台冷卻塔。冷冻水系统按使用功能不同分三个区域，第一区低区为裙楼一至四层，由于空调较大，空调末端主要采用柜式空调机。第二区中区为主楼五至十七层，第三区高区为主楼十八至二十七层。采用风机盘管加新风机。

2．2 中央空调自控系统

空调系统设备电气容量统计值为2237KW，负荷占全楼60%，空调能耗占全楼能耗50%以上，由于负荷大，设备分散，因而管理难度较大，利用成熟的集散式自动化控制技术，对上述设备进行监控和管理，能达到高效节能，提高设备维护水平，降低成本，符合当今最新的控制目的——环保、节能。

本系统设计选用西门子S600 APOGEE顶峰系统，该系统由二层网络构成，FLN网使用就地单元控制器（UC-2）来控制空调机组、新风机组，BLN网使用模块式控制器（MBC-40CPA）和数字点控制器（DPU）来监控冷机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、压差旁通、配电控制柜等。在S600 APOGEE彩色图形工作站上可直接监控以上设备的启停、状态、故障报警、温度、流量、压差，还可记录设备的运行时间、运行趋势、警报管理，将这些参数放入历史数据库，必要时可直接打印供存档查阅。

3、自控系统的参数设定

3．1 风机盘管自控系统

客房恒温控制是由独立的闭环系统组成，不参与中央工作站系统，客房恒温控制由装在客房墙上的一套恒温控制器及一套装在风机盘管回水管上的电动二通阀组成。工作原理；恒温器通电后每隔2分钟检测一次室内空气温度，当室温高于恒温器设定温度T，温控器动作，输出一个阶跃控制信号，二通阀驱动器运行，二通阀打开，冷冻水流过盘管，经风机送风，向室内供冷气，当室内温度下降到温控器设定温度T时，温控器动作，二通阀断电关闭，停止供冷，如此循环，使室内温度保持在设定的T±1℃范围内。

3．2 空调机组和新风机组自控系统

3．2．1 工作原理

通过采集空调机组回风温度或新风机组送风温度的数值，经过与DDC控制器（UC-2）的设定值做比较，其偏差经PID运算后输出一个控制信号，调节机组冷冻水的流量，从而达到控制温度的目的。

3．2．2PID算法及参数选择

本系统采用西门子可调节HVAC控制的PID（比例积分微分）算法，该算法可使系统响应振荡最小，保证精密控制，被控参数设定值在to与实测值t的偏差E（k）为控制器输入，P（k）为控制器的输出。

ΔP(k)=Kp[E(k)-E(k-1)]+KI E(k)+KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]

Kp—比例系数取值4.0；

KI=T/Ti —积分系数；

KD=Td/T—微分系数。

T为采样周期，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。

系统输出的响应特性中，θc为系统输出量，θr为系统设定值，α=0.8，θr为积分分离值，当（E）＞α时，积分环节从PID中分离，只进行PD算法。

PID控制算法曲线如图示：

控制采用最优化PID算法。

PID控制调节方法：

一般情况下，系统将自动演算出PID等最佳PID参数值。PID控制调节方法如下：（仅作参考）

3．3空气质量控制

主要对裙楼空气质量进行控制，主要监控CO2的含量。在美国、日本、德国、法国等国家均是以CO2浓度作为间接指标，作为确定空调房间新风供给量的卫生标准依据，按美国ASHRAE Standard2-1981(8)规范中，将0.25%CO2浓度作为一般通风换气的控制标准，即最低室外空气量为8.49m³/h.人。

按照旅游酒店的四种级别，分别取CO2浓度一级为0.10%，二级为0.12%，三级为0.15%，四级为0.25%，同时，由于旅游酒店允许旅客抽烟，而因本工程的新风供给量为正常标准的2.5倍，约为20m³/h.人。

裙楼一层大堂，二层餐厅和三层娱乐场所共同拥有一个中庭，在中庭南北墙侧各安装一个空气质量传感器QPA63.2来检测CO2浓度，根据检测值来控制空调机组新风风门开度，保证空气质量同时又达到节能目的。

3．4 主机系统参数计算

3．4．1 系统冷负荷计算

通过测量总供、回水之间的温度值和总回水流量值，计算出大楼的冷负荷量，通过MBC控制各分区电动蝶阀，调节分区冷冻水流量，减少不必要的循环冷量浪费。同时，根据冷负荷量调节设备的开启台数及负荷率，达到节能和减少不必要的设备损耗。冷负荷计算公式如下：

Q=C×M×（T1－T2）

Q=冷负荷 C=常数M=总回水流量 T1=回水温度 T2=供水温度

3．4 压差旁通控制

通过检测供、回水联箱之间的压差值ΔP0，在系统制冷量大于实际冷负荷时，即供水压力与回水压力差ΔP0＞ΔP设定值，控制器根据实际差值计算输出比例控制电压，控制压差旁通阀开度，冷冻水经旁通管直接由供水联箱流至集水联箱，不再参与系统循环，减少不必要的冷量损失，降低循环水泵负荷，从而时达到节能目的。控制流程参见图2：

图2：分水器、集水器间压差旁通控制流程图

4、自控系统调试

4．1 风机盘管调试

风机盘管自控系统动作温度设定为T±1℃，采样周期2分钟，避免电动二通阀频繁动作，延长使用寿命，保证其机械寿命10万次，使用年限15年。

4．2 新风机组调试

新风机组送风温度设定为22℃，使用西门子的544-339风管温度传感器，PT1000RTD、0℃时阻值R0=1000Ω，阻值特性R=R0+3.9t，t=22℃时R=1085.8Ω，UC-2控制信号输出值范围在3.4-8.0VDC间，即二通阀开度在34-80%间。PID参数选择在调试时确定为比例常数KP=4.0，采样周期T=20S，积分时间常数Ti=5min，积分常数KI=1/15；微分系统KO=4.5，系统输出响应见3.2.2。控制流程见图1。

4．3空调机组的调试

空调机组回风温度设定为24℃，使用同新风机组一样的控制方法来控制温度，CO2浓度的控制采用新风比例调节的方法实现。

4．4冷冻机组调试

4．4．1 自选择启停

在拥有多台冷冻机的情况下，为了使每台冷冻机的运行时间趋向合理，通过比较各台机组使用时间，再启动使用时间最少的冷水机组，以延长设备寿命，并更好的保养机组。

4．4．2 超前/滞后控制

该功能是通过维持建筑物使用要求的同时减少设备的运行时间来达到节能的目的，通过监测室外的温度，再考虑到日期和运行时间表，从而决定在保持舒适环境的同进尽可能少地开动冷冻机组系统，尽可能地提前关闭冷冻机组系统。

4．4．3 冷冻水再设定

该功能在保持环境舒适的同时，使冷冻水温度的设定保持尽可能的最大值，从而达到减少能源消耗的目的：根据冷站内部设置的不同可从以下三个控制方案中作出选择：

4．４．３．１系统平均负荷方式

该方案通过检测冷冻供回水温度和冷冻水流量及旁通流量,计算平均负荷,在此基础上对冷冻水和冷却水温度进行再设定。

4．4．3．2 最大区域需求方式

该方案通过检测冷冻供回水温度和冷冻水流量计算出大楼平均负荷方式，通过满足具有最高温度区域的负荷要求来对冷冻水进行再设定，也就是确定一个大楼内部环境温度的设定值，然后根据环境温度与设定的比较结果，进行冷冻水温的再设定。

4．4．4 冷却水控制

通过调节冷却塔风机开启的数量和风机高低转速来达到控制冷却水温的目的。

4．4．5 运行报告

提供冷冻系统运行情况的报告，包括冷冻水供回水温度、旁通流量、机组运行状态、运行时间、历史记录等。

4．4．6 冷冻机组控制程序及选泵程序：见图3及图4

图3：冷冻机组控制程序

图4：选泵程序图

5、结语

中央空调系统设计 篇7

随着社会经济的不断发展, 国民用电量不断提升, 能源短缺问题日渐严重, 节能减排已成为热点问题。目前, 中央空调系统已成为现代化建筑不可或缺的重要设备, 探讨如何降低中央空调系统中的能耗问题在节能减排研究中占有重要的地位[1,2,3]。各耗能单元之间的能量耦合关系是研究中央空调系统能耗问题的重心之一。能量耦合关系是指中央空调系统的冷热源站、管路等具有耦合关系单元之间的能耗相关影响, 其主要参数指标是冷冻机的运行效率、冷冻水泵的运行效率、冷却水泵的运行效率、冷却塔风机的运行效率以及长距离的管网之间的能量平衡效率等。其中每个独立单元的能耗变化都会对其他单元的能耗产生影响, 这种影响有时是正面的, 有时是反面的。因此能够精确控制各能耗单元, 进行全局寻优, 是中央空调系统的节能改造的重心。

1 项目方案介绍

1.1 背景介绍

某公司占地面积约900亩, 建筑面积约120万m2, 是一家集研发、设计、生产、销售为一体的薄膜芯片生产技术企业。由于该公司所产中央空调系统应用于生产, 而芯片制造精度高对温度要求较高, 故中央空调不间断运行不存在停机作业, 可视其年运行时间为8760h。经现场考核, 其年用电量逾7000万k Wh。主要用能设备为:低温冷水机组 (4台) 、中温冷水机组 (8台) 、中温热回收冷水机组 (4台) 、低温冷水二次泵 (12台) 、中温冷冻水二次泵 (16台) 、热水循环水泵 (4台) 、热回收水泵 (4台) 、空压机冷却水泵 (CAD循环泵) (4台) 、低温冷冻水一次泵 (4台) 、中温冷冻水一次泵 (8台) 、中温热回收机组冷冻水一次泵 (4台) 、低温冷却水泵 (4台) 、中温冷却水泵 (8台) 、中温热回收机组冷却水泵 (4台) 、冷却塔 (2台) 等[4]。该公司是该行业领军企业和企业管理的先驱者, 但原空调管理系统较为落后, 为适应市场的快速发展和激烈竞争, 迫使企业主动采取有效措施, 优化产品性能、降低产品成本、提升产品的市场竞争能力, 中央空调系统有能效管理的基础及节能降耗显得更加重要。

1.2 改造方案介绍

通过对中央空调系统的分析研究后, 决定该项目的全局寻优方案包括:优化系统局部参数, 为全局优化提供局部最优参数范围;协调中央空调系统各用能设备的耗能, 使各能耗单元之间的能耗耦合关系达到最佳。

经过研究实际需求以及对比各项技术, 该项目采用了智能模糊控制技术, 相比于传统的蓄冷技术 (利用峰谷电价差, 在用电低谷期制冷蓄冷) , 板式换热器技术 (在空调二次侧加板式换热器, 减小二次泵所需的扬程以及功率。利用一次冷源和二次冷源换热, 可以减小二次冷源输送泵的压力需求) 等技术, 具有更有效的能源管理手段及有效的节能群控技术, 对现有中央空调运行方式实施节能改造具有很明显的优势。相比于蓄冷技术 (需要增加蓄冷槽, 且需要对现有管路进行割管作业) 与板式换热技术 (需要割管作业) [5], 该技术不再需要改变原有中央空调系统的水力路由、管道敷设;所有传感器的安装作业也无需进行管道放水, 所有控制柜体的安装也无需控制原有任一柜体断电。从而能够保证从项目施工、调试等到最终验收阶段, 中央空调系统不停机运行, 不影响正常的生产作业, 更符合该公司现实性需求。

CM S900系统结构如图1所示。CM S900系统网络拓扑图如图2所示。其中中央控制室由CM S900中央空调系统能源管理平台构建, 动力中心处分别设置2套独立的BKS600中央空调智能模糊控制系统。BKS600中央空调智能模糊控制系统在现场针对中、低温空调系统实施节能控制, 执行所有的控制技术以及策略, CMS900系统对全局进行寻优控制, 从整体上把握中低温系统的能耗问题。同时CMS900能源管理系统还提供标准的通讯协议, 与原有系统对接。经此改造后由于设备的性能提高, 带来以下间接效益:确保该公司中央空调系统安全可靠的运行;确保该公司生产工艺性需求;建立中央空调系统的运行、监测、管理平台;强电、弱电、节能一体化集成, 减小实施风险, 提高投资效益;实现大空间、长距离、设备联动的高效运行目标;可实现中央空调系统各个子单元的能耗计量, 可对中央空调系统完成全局系统COP优化解决方案;可切实有效解决该公司中央空调系统目前存在的问题。

1) 管理层主要是指CM S900管理系统, 包括:设备与能源管理系统 (1套) 、操作系统软件 (1套) 、数据库软件 (1套) 、管理服务器 (1台) 、交换机 (1台) 。

2) 控制层主要是指BKS600中央空调节能控制系统, 包括:智能模糊控制柜 (1台) 、智能模糊控制箱 (6台) 、水泵智能控制柜 (32台) 、水泵智能控制箱 (4台) 、风机控制装置 (6台) 、阀门控制装置 (若干) 、现场各类传感器 (105件) 、设备能耗计量装置 (6台) 。

3) 执行层包括:面向控制对象的现场控制器 (若干) 。

2 系统介绍

2.1 CMS900设备与能源管理系统

CM S900设备与能源管理系统是一款已成熟的主流控制系统, 专用于大型公共建筑中央空调的节能控制与能源管理, 在对公共建筑进行环境控制, 确保空调工艺性要求的同时对空调系统进行优化运行管理, 可实现空调系统的稳定可靠、节能高效运行。CMS900系统支持的主流通信方式包括以太网和IP的BACnet通信、OPC、Modbus RTU或TCP, 可以与各种现有的中控系统实现无缝对接。

2.2 BKS600智能模糊控制系统

BKS600中央空调管理专家系统是当今先进的计算机技术、模糊控制技术、系统集成技术和变频调速技术集合应用于中央空调系统控制的最新科技成果。BKS600系统全面采集影响中央空调系统运行的各种变量, 传送至系统控制中心模糊控制器, 模糊控制器依据模糊推理规则及系统的历史运行数据, 推算出未来时刻系统所需要的冷量 (或热量) 及系统的优化运行参数, 并利用变频技术, 自动控制水泵的转速, 以调节空调水系统的循环流量, 保证中央空调主机处于最高转换效率, 保证中央空调系统在各种负荷条件下, 均处于最佳工作状态, 从而实现综合优化节能[6]。

3 效益分析

3.1 测量装置及测量范围

根据用户中央空调配电系统的具体情况, 在被控中央空调主机的电源进线处安装三相电度表计量装置 (含电流互感器) 或燃料进口处安装相应计量设备, 在被控辅机 (包括冷冻水泵、冷却水泵) 的电源进线处安装三相电度表计量装置 (含电流互感器) , 所安装计量设备的计量范围能覆盖全部被控中央空调主机及辅机, 但不应包含可能运行的非被控中央空调主机及辅机。

3.2 测量方法及条件

采用中央空调系统在变流量工况下运行和在定流量 (即工频运行) 工况下运行的能耗进行对比的测试方法, 即中央空调系统在相邻两天中, 采用变流量和定流量 (即工频运行) 交替在相同时间段上运行, 对其能耗进行测试、记录和对比。在夏季制冷模式下, 中央空调主机冷冻水出口温度应在额定出口温度 (7℃) 条件下进行测试。在冬季供热模式下, 应在热水的供水温度不低于 (58±2) ℃条件下进行测试。被测试的中央空调系统主机和辅机、运行起止时间应完全相同;相邻两天的气候条件, 负荷情况应大致相同。

3.3 测量时间及记录

被测试的中央空调主机及辅机采用变流量和定流量 (工频运行) 交替运行共4d (定流量运行2d、变流量运行2d) , 对其各自的能耗进行记录。

3.4 结果分析

通过改造前后现场考核, 由于其运行时间可视为8760h。经统计后, 中央空调系统的年耗电量对比情况如表1所示。

万k Wh

根据中国政府与世界银行和全球环境基金 (GEF) 规定的统一的折标准煤系数0.399标准煤/M Wh计算, 每节约电量1k Wh, 就相应节约了0.4千克标准煤, 减少污染物排放0.272kg碳粉尘、0.997kg二氧化碳 (CO2) 、0.03kg二氧化硫 (SO2) 、0.015kg氮氧化物 (NOX) 。

节约电量W=W1-W2=7500-5850=1650万k Wh。

节能率

项目节能量E为:

式中:W1—改造前年耗电量, 万k Wh;

W2—改造后年耗电量, 万k Wh;

W—项目节电量, 万k Wh;

E—项目节能量, 标准煤;

ε—电力等价折标系数, 标准煤/万k Wh。

经现场审核, 该项目实施后实际年节约电量为1650万k Wh, 年节约标准煤6600t, 年节排二氧化碳 (CO2) 16450.5t, 年节排粉尘4488t, 年减排二氧化硫 (SO2) 495t, 年减排氮氧化物 (NOX) 247.5t, 节能率达22%。此外, 通过审计后, 该项目实际投资1005.4万元。项目实施后, 结合当地电价等情况, 由于中央空调的系统能效上升每年至少为企业节约费用人民币1099万元。

4 结语

文中项目采用CMS900系统与BKS600系统进行中央空调系统改造, 避免了水力路由及管道敷设、管道放水、原有柜体断电等动作, 在不影响中央空调正常工作的情况下完成改造。具有节能效益明显、改造周期短、见效快等特点。该公司经改造后, 年节约电量为1650万k Wh, 年节约标准煤6600t, 节能率高达22%。为该企业节约成本的同时, 达到了节能环保的目的。该项目为中央空调节能改造提供了现实参考, 具有重大意义。

参考文献

[1]史丹.我国能源经济的总体特征、问题及展望[J].中国能源, 2007, 29 (1) :5-12.

[2]陶昆, 张利琼.智能模糊控制技术在空调系统中的应用[J].自动化应用, 2013, (11) :39-41.

[3]胡雪梅, 任艳艳.中央空调的变频控制设计及节能分析[J].电机与控制应用, 2011, 38 (7) :44-47.

[4]姚岚, 张东平, 王红梅.大型中央空调系统节能改造典型案例分析[J].农业与生态环境, 2015, 26:72-73.

[5]吴琦, 黄洁, 陶华春.酒店空调系统节能改造方案的分析比较[J].节能, 2014, (11) :47-49.

中央空调系统设计 篇8

在某些建筑中, 使用的是中央空调, 比如说商场、电影院以及酒店等场所。有的时候人们呆在里面会感觉到温度不适宜。室外已经温度已经很高的时候, 它还在制热当中, 当室外温度已经很冷的时候, 它还在制冷, 这就导致人体感觉不舒适, 没有发挥到中央空调的作用。这个原因是中央空调没有很据人体的需求还有现有的温度进行温度调节而造成的, 这样没有达到给人体舒适的效果, 又造成了成本的浪费。对电气节能系统进行改造可以改变这一状况, 再加之以相应的控制措施。

2设计的依据和设计的原则

(1) 设计的依据。我们在进行中央空调系统的设计的时候主要的依据是:1) ISO/IEC 11801-95信息技术国际标准;2) GBJ93-86工业自动化工程施工及验收规范;3) GBJ 42-1981工业企业设计规范;4) GBJ 232-92电气装置安装施工及验收规范;5) GBJ 19-2001中国空气调节设计规范;6) GBJ 15-1989中国给水排水热水供应设计规范。

(2) 设计的原则。1) 标准化:进行设计的时候, 要按照国家的相关的标准和行业标准来进行, 保证系统的的后期维护;2) 实用性进行设计的时候, 最重要的是达到节能的目标, 又满足整个建筑对于中央空调的需求;3) 先进性:使用的技术要有先进性和科学性, 否则短时间内技术更新, 系统又淘汰了;4) 安全性:进行节能的措施, 不能影响到整个系统的安全运作, 这是最重要的;5) 可靠性:进行节能的设备运作, 要有可靠性。设备的性能要好, 材料和器件等硬件设备要有可靠性, 能满足节能的控制的调整。

3中央空调的节能设计以及措施

中央空调使用的是能源有电力还有柴油以及蒸汽等能源, 针对这几个方面可以进行节能措施和控制的设计。

(1) 电力能源种类的节能。在使用电力的中央空调的系统当中, 所要耗费的电力是相当的大的。冷水机组的功率就有700KW, 一栋建筑当中如果有4个冷水机机组的话, 供水泵的功率是15KW一台, 这两种设备就占据整个中央空调系统的百分之八十, 所以从这里入手进行节能的设计, 会有很大的帮助。

在进行中央空调的设计的时候, 冷水机组都要按照最大的承受力来进行设计的, 需要满足最大的要求, 才不容易出现能源不足的问题。但是在实际的生活当中, 空调需要的温度是根据外部的环境温度还有人体的气候进行改变的, 在大多数的情况下, 实际需要的承载力是小于最大设计的承载力的。工作人员没有根据实际情况进行调节的话, 冷水机组就会生产过多的冷量或者热量, 这样就造成了成本的浪费。

这样就需要使得在实际的生活中, 减少不必要的冷水机组的热量或者热量的生产, 随着环境的变化和实际需要的承载力进行调节, 使得整个的供电的系统合理有序的进行。可以设计一种监控的程序, 对气象和温度进行监控, 来控制冷水机组所需要开的台数, 对需要的水的温度进行控制。对出水的温度和回水的温度进行监控, 使得冷水机组的根据实际需要的承载力来进行热量还有冷量的供应。

对于冷水机组进行节能的方式主要是依赖与计算的控制, 在冷水机组的供热量和冷量通过计算机进行控制, 根据外部的环境温度进行中央空调的温度调节, 方式是关闭多余的冷水机组和供电泵, 供热量或者冷量不足的时候再进行开启。

通过计算机的控制系统, 对外部环境的温度、出水的流量还有出水温度和回水的温度进行检测, 然后通过检测的数据进行调节, 根据需要调节冷水机组的温度。计算机通过计算需要的供热量和冷量进行需要的冷水机组还有供水泵的台数的数量, 可以根据实际情况进行开启或者关闭, 达到节能的作用。

进行冷水机组还有供水泵的需要的台数的判定是根据供水管的压力还有流量进行判断的, 按照对冷量还有热量的要求, 计算机进行自动控制。计算机对各种数据进行分析, 进行显示, 然后将运行的数据和状态打印出来, 主要是工艺流程的模拟图还有各种参数的数据, 从而对冷水机组的运行进行实时的检测和调节。

这种中央空调的节能是根据电力的能源进行设计的。在进行节能的设计的时候, 只需要利用计算机进行各种数据的分析, 然后对控制设备进行指令的发送, 然后控制设备进行冷水机组和供电泵的关闭和开启, 这样就可以进行节能。因为这一部分是中央空调耗能最大的部分, 所以节能的作用有很大的效果。

(2) 柴油和蒸汽的能源的中央空调节能措施。柴油和蒸汽的能源的中央空调的节能措施和电力的节能措施的原理是一样的, 也是用计算机的控制为核心的控制, 根据外部环境的温度的变化还有回水的温度等等数据做参考, 然后设计控制的程序, 来控制蒸汽还有柴油的量, 来使得供热量和供冷量和实际所需要的相一致, 避免会有生产的剩余的出现, 造成成本的浪费。

蒸汽能源的中央空调的节能的措施的设计和电力的是相同的, 不一样的是控制的设计, 对不同的设备进行控制。柴油能源需要控制蒸汽阀还有喷油阀等设备, 来调节供应的热量和冷量, 来起到节能的效果。

关于节能的控制, 除了冷水机组还有蒸汽阀等控制之外, 还有其他的设备可以进行调节, 比如说排风机等等设备, 都可以使用计算机进行自动监控与调节, 达到节能的效果。

4结束语

国家的十一五的规划当中, 提出要进行节约资源, 建设低能耗、能循环的资源节约型的社会。资源的节约是非常重要, 对于我国来言是一项国策。应该本着这一原则, 进行社会建设。中央空调的能耗是非常大的, 所以对它进行能源的节约措施的设计和保护是一项非常有意义的工作。本文对于中央空调的节能的设计进行的探究, 通过计算机的控制, 进行自动调节, 避免不需要的能源的消耗, 达到节能的目的, 促进社会的和谐发展。

参考文献

[1]陈燕.谈空调控制问题[J].民营科技, 2010 (01) .

[2]李辉.空调系统控制的若干问题[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2009 (05) .

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[4]陈本霖.浅析空调工程施工中常见问题及对策[J].福建建材, 2011 (03) .

[5]张长胜.浅谈建空调安装施工的质量控制[J].企业技术开发, 2011 (09) .

基于中央空调的分户计费系统设计 篇9

随着国内大型公共建筑中央空调系统的快速发展, 越来越多的写字楼、商场、酒店式公寓等建筑开始安装中央空调系统。空调用电的收费方式仍是按照最初的面积分摊, 因此存在着空调用电浪费、建筑能耗居高不下的现象[1,2,3]。行业内亟需一套基于中央空调的分户计费系统, 通过合理地对每位用户进行费用分摊, 实现合理计费, 从而解决当前用电浪费现象严重、建筑能耗居高不下的现象。

1 概述

通常情况下, 中央空调系统耗电主要分为以下三个部分:

(1) 内机自身耗电:主要包括电加热、风机等;

(2) 外机运行耗电:外机在实际运行过程中产生的耗电;

(3) 外机待机耗电:外机在待机状态下产生的耗电。

常规中央空调的分户计费系统一般分为两种:一种是通过计费分摊逻辑, 根据每位用户的室内机用电情况, 将外机运行耗电及待机耗电分摊至每位用户, 内机耗电则直接并入用户家庭用电, 计费系统仅对中央空调外机电量进行分摊;另一种是中央空调系统的内、外机耗电均根据用户使用情况, 按照计费逻辑进行分摊。

2 系统设计

2.1 系统组成

中央空调的分户计费系统主要包含分户计费网关、分户计费软件、电表、互感器等部件, 如图1所示。分户计费网关连接机组、电表以及电脑, 通过实时获取机组当前的运行状态, 存储机组的运行模式、运行时间、故障与否等信息;通过实时获取电表信息, 存储外机/内机的耗电量;最终通过计费分摊逻辑, 将外机/内机的耗电量合理分摊至每一位用户, 最终传输至电脑, 通过分户计费软件可以直观地看到每位用户的账单信息以及历史用电记录。

2.2 实现方式

以中央空调分户计费系统中的“外机接入电表、内机并入家庭用电”情况为例, 实现方式如图2所示。根据电流大小以及单相/三相电表, 按照工程需要接入相应的电流互感器。通过增加分户计费网关, 同时连接机组及电表, 用于实时获取机组状态及电量信息, 通过将一个系统内每台室内机环境温度、设定温度、运行状态、风挡设置、运行时间等参数综合采集, 结合计费分摊逻辑, 将外机使用电量分摊至每一台室内机。分户计费网关分摊费用的结果传输至分户计费软件中, 提前做好用户、机组以及电表的对应配置关系, 用户即可直接在分户计费软件中查询分摊电量, 并可直接导出账单用于缴费。

2.3 基本功能

通过分户计费系统可以实现中央空调系统的自定义配置、计费分摊、账单管理等功能。

(1) 自定义配置:通过分户计费软件可以将不同的空调制冷系统与电表的对应关系直接进行配置, 或根据用户的实际使用内机数量及内机型号进行配置, 还可以针对每位用户所对应的房间号、公摊面积、计费时段等进行设置。

(2) 计费分摊:网关通过获取空调机组的实时运行状态、用户设定温度、实际环境温度等参数, 并结合电表电费的计量结果, 通过网关内的计费分摊逻辑, 将中央空调外机产生的运行费用以及待机费用分摊至每一位用户, 并将分摊结果传输至分户计费软件。

(3) 账单管理:通过分户计费软件, 可以查询用户使用空调产生的当前费用以及历史费用账单, 并可直接导出, 便于物业收费。

2.4 合理适用

中央空调分户计费系统的推出, 告别了以往按照面积进行分摊的传统模式。通过结合不同机组的实际运行状态、环境温度、设定温度等参数, 合理地按照用户实际使用进行费用分摊, 不仅更加合理, 也解决了建筑能耗居高不下的现象。尤其是越来越多的写字楼、商场、酒店式公寓安装中央空调系统, 不同用户、商铺等对空调的使用情况也不同, 对分户计费的需求愈发强烈, 因此该系统在中央空调中将得到快速推广和应用。

3 总结

本文介绍的基于中央空调的分户计费系统已经在实际项目中得到应用, 通过分户计费网关采集机组运行状态、电表数据, 结合外界环境, 通过计费逻辑进行分摊, 相比以往通过面积进行分摊的方式更加合理, 值得推广应用。

参考文献

[1]徐晓宁, 丁云飞, 朱赤辉.基于网络控制的中央空调运行管理、控制与分户计费系统[J].建筑科学, 2009, 25 (6) :65-67.

[2]麦坚忍.网络控制在中央空调运行管理与分户计费系统中的应用[J].建筑与文化:学术版, 2013.

中央空调系统设计 篇10

为了满足中华人民共和国海事局《海船船员适任考试与评估大纲》船员评估训练及船舶无人机舱AUT0-1规范的要求,结合钢质海船入级与建造规范对船舶中央空调的温度、湿度、清新程度及气流速度的要求。对原有船舶中央控制系统,运用计算机人机界面、PLC、变频器、智能仪表和力控Forcecontrol6.0等软硬件技术,改造成既可在机舱集控室控制又可以设备现场操作的中央空调控制系统。使工作人员坐在集中控制室就能实时的了解该系统的实时运行工况,如果发生故障能立即的发送报警信号,并记录下来,实现了不到现场都能实行监视、控制、管理三者合一的功能。

1 中央空调监控系统的组成

1.1 监控系统控制方案

中央空调监控系统由上位机和下位机组成。上位机利用计算机Window server 2000与组态软件力控Force control6.0,其目标是对该系统进行管理监视与控制,如数据采集、存贮、运算、过程监控、远程控制,并根据现场状况,做出故障报警、存贮历史数据与提供数据查询,并生成各类报表和自动打印等。下位机是系统的核心部分,能脱离上位机独立运行。由三菱FX2n-60MR、FX0n-3A模拟量模块、RS485、变频器;智能仪表;DCS等组成。通过编程实现中央空调系统从启/停、手动/自动及温度、流量、压力等各工作阶段的负荷控制。同时对该系统的运行进行安全保护,如压缩机工作压力不正常、流量过小、超压保护等。同时为了满足学生实操、培训等要求,在控制柜侧边用按钮开关增设了故障,以便训练学生能力。系统图如图1所示。

1.2 监控系统的基本功能

1.2.1 上位机(Window2000;Force control6.0)能实现功能

1)查看中央空调运行时的实时数据及流程画面;

2)自动打印各种实时/历史生产报表;

3)及时得到并处理种种过程报警和系统报警;

4)在需要时,操作(管理)人员可以干预生产过程,修改工作参数和状态(温度、PID值);

1.2.2 下位机(PLC;变频器;智能仪表;DCS;RS485等)能实现的能

1)急停;自动/用动转换;

2)遇到火灾时能自动关闭空调冷库系统;

3)压缩机工作压力不正常时立即停止运行;

4)自动检测、监测各种器件工况、参数与标准数值是否符合,以确保整个系统的使用安全,如出现故障将做出相应的处理,并报警;

5)自动累计压缩机、各种水泵、冷却塔等器件的运行时间;

6)通过冷媒水的总供、出、回的温差和回水流量,计算中央空调系统的冷负荷;

7)根据温差,作为变频器闭环控制的输入信号,自动控制水泵的转速,改变制冷量,以适应不同的工况,同时可设定PI值,以达到最佳的节能效果;

8)通过计算机得到各机组的用电量,并生成报表。

2 系统硬件设计

2.1 设备的选型

利用三菱FX2N-48MR-PLC、台达VDF-M变频器、FX0N-3A模拟量模块、RS485通信模块、数据采集器、电磁阀、液位开关、接触器以及各种流量、温度、湿度传感器等器件的有机结合,组成船舶中央空调的闭环控制系统,通过PID调节变频器,从而控制冷媒泵的流量达到温度调节和节能。

2.2 电气原理图

船舶中央空调电气控制主电路图如图2所示。QF2、QF3、QF4、QF5、QF6分别是压缩机、冷媒水泵、冷却水泵、冷却塔、计算机和控制电源的空气开关,起短路漏电保护。KM3、KM4、VDF-M、KM5、KM6分别控制以上电机运行,FR1、FR2、FR3为压缩机、冷却水泵、冷却塔电机过载保护用的热继电器。

3 系统软件设计

3.1 编程方案

该控制系统要达到二地控制,也就是既可在机舱集控室控制又可以中央空调设备现场操作,同时二者又能独立运行。当上位机组态软件力控Force control6.0没有开机或失效时,由PLC进行独立控制,实现全自动与手动控制。由于上位机不能对PLC的输入点进行改写,因此在编程时可通过PLC的辅助继电器M和数据D与之相对应编址来实现从上位机控制PLC的输入情况。

3.2 组态监控界面开发

组态监控界面是利用组态软件Force Control6.0设计的,如图3所示。它主要包含数据库创建、各种监控图形界面制作、编制动作脚本程序三部分。

1)实时数据库DS是整个应用系统的核心。它通过定义I/O设备,数据连接,负责整个应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理,并完成与过程数据采集的双向数据通信。

2)监控图形界面制作。依据软件本身提供的

或新创建的子图并根据系统器件和控制流程绘制出方便监视、控制、管理、显示、修改等用户友好丰富的画面。

3)动作脚本程序。脚本程序是保证解决系统在运行中对变量、函数的操作,从而完成现场数据的处理和控制,并进得图形化监控。

3.3 程序梯形图

当上位机没有开机或失效时,此时由PLC进行独立控制,实现全自动与手动控制。由于篇幅有限,下面只重点介绍RS485控制程序如图4、模拟量处理监控程序如图5。

4 结束语

1)投入运行后,经调试,在上位机和下位机都能运行稳定,实时数据库能实时的反映当前系统运行参数,并自动的记录运行情况。

2)经连续运行测试多次表明,系统性能稳定,设备故障报警正确率达100%,除设备本身因陈旧导致温度过高需停机外,自动控制系统运转正常。

3)该系统的节能措施主要是控制冷却水泵,空调冷却水的循环是以淡水作为冷媒,以海水出口温度作为变频器输入信号改变海水流量,实现变频调速节能。

摘要：根据海船船员评估训练及船舶建造无人机舱(AUT0-1)的规范要求,在独立的船舶中央空调设备的基础上,应用计算机控制技术并结合可编程序控制器(PLC)、变频器、传感器、智能仪表等硬件,设计出既可在设备现场又可在集中控制室控制的船舶中央空调系统。结果表明,稳定性高,节能效果好,实现了监视、控制、管理三者合一的功能。

关键词：中央空调,组态,PLC,监控

参考文献

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