中央空调控制系统

关键词： 适应控制 系数 实际 中央空调

中央空调控制系统（精选十篇）

中央空调控制系统 篇1

综合考虑,本文的某酒店中央空调系统采用模糊控制技术结合PI控制的方案。本案酒店地处海边,共有3个机房,设备相同,均为:三台冷冻泵(功率都为30KW)和三台冷却泵(功率都为37KW)。本文主要分析模糊控制技术加进去后,通过MATLAB仿真显示系统的控制性能得到很大的提高。其他的不做详细分析。

1 模糊PI控制系统设计[2,3]

二维结构模糊控制器的输入为冷冻水泵进出口温差偏差e(k)及其变化率ec(k),输出为ΔKP和ΔTi。因为其输入量为精确量,必须先对其模糊量化。在确定了变量的基本论域和模糊集论域后,量化因子也就确定了。量化因子Ke、Kec、Ku对模糊控制系统的动静态性能有较大的影响。

1.1 基本论域选择

冷冻水泵进出口温差偏差E=[-1°C,5°C];冷冻水泵进出口温差偏差变化EC=[-0.5,+0.5]℃/10分钟;比例系数变化ΔKP=[0,0.9];积分时间变化为ΔTi=[-100s,100s]秒。

1.2 输入输出变量模糊语言值域

冷冻水泵进出口温差偏差E和冷冻水泵进出口温差偏差变化EC均为:{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB};比例常数增量ΔKP和积分时间变化ΔTi为:{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}。以上NB表示“负大”;NM表示“负中”;NS表示“负小”;ZO表示“零”;PS表示“正小”;PM表示“正中”;PB表示“正大”。

1.3 输入输出变量量化等级

均为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}十三个等级。

1.4 比例系数和积分时间增量ΔKP和ΔTi模糊控制规则

比例系数和积分时间增量ΔKP和ΔTi模糊控制规则分别见表1和表2。

1.5 量化因子

冷冻水泵进出口温差偏差从基本论域e到模糊集论域E变换式(1)为:

冷冻水泵进出口温差偏差变化率量化因子Kec=0.5/6=1/12;输出比例系数变化从模糊集论域ΔKP到基本论域ΔKp的变换公式为ΔKp=(ΔKP×0.075+0.45);输出积分时间变化ΔTi的量化因子KTi=100/6=16.7

1.6 输入量与输出量的隶属函数的选择

隶属函数有钟形,梯形,三角形等形状,一般认为钟形最好,但难于计算;三角形次之,最后是梯形。在这里,为了计算方便,输入和输出量均选用的是三角形隶属函数。

1.7 模糊推理和解模糊

模糊推理与解模糊选用Mamdani推理法,对于控制规则

其模糊蕴含采用最小值法,即(∧表示min,取小)

多条规则模糊合成采用最大值法,即最终结论是由综合推理得到的,推理法则为

式(3)中∨表示max,取大。可见,在一次模糊推理中,隶属度为0的规则将不加入到模糊推理中去。

在某一采样时刻,解模糊的值可由模糊输出的重心法来确定,即

式(4)中,(j=1,2,…49)是ΔKP的隶属度。同理可以得到输出量ΔTi。通过模糊推理和解模糊所得到的值乘以比例因子,就可得到PI参数的增量调整值,调整后就可以作为PI控制器的控制参数。即,KP=KP0+ΔKP,TI=TI0+ΔTi,其中KP0,TI0,为控制器参数的初始值,它可以通过常规经验方法得到。

2 中央空调模糊控制系统,MATLAB仿真

MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。以下对PI控制和模糊PI控制进行MATLAB仿真[4]。

2.1 仿真模型的建立

本例的酒店的中央空调供回水温差的模型可以认为是一个一阶惯性系统,T为惯性时间常数,K为增益系数。而冷量的传输具有滞后性,所以系统中有一个滞后环节,τ为滞后时间常数[5]。被控对象的传递函数如式(5)所示:

根据ZiegletPID整定法[6],见表3。

参考相关经验,可得到的数学模型[7]为式(6)

2.2 单独PI作用时的仿真控制模型

在仿真编辑环境中,编辑如仿真图1。其中,比例系数为-1.5,积分时间为10分钟。

然后,建立模糊推理系统连接。对单独PI进行仿真,仿真时间为13000秒。结果如图2。

2.3 模糊PI作用时的仿真控制模型

在模糊编辑窗口编辑输入语言变量及输出语言变量的隶属函数,其模糊集论域均为[-6,6],均采用三角形隶属函数.在模糊集论域上语言变量的取值皆为:NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB七个模糊集合。为利于采用COG反模糊化计算,对NB、PB中心值均为-6和+6。如图3为积分时间增量的隶属函数,其他类似。

确定隶属函数后,按表1和表2编辑输出变量比例系数增量ΔKP和积分时间增量ΔTi的模糊控制规则,共49条规则。如图4为ΔTi控制规则。

在仿真编辑环境中,编辑如仿真图5。

然后,建立模糊推理系统连接。对模糊PI进行仿真,仿真时间为13000秒。结果如图6。

从仿真的结果来看,单独PI调节时,最大超调量达到8%,而模糊控制加进去后,最大超调很小,不到1%,震荡很小,系统稳定性大大增加,而调整时间也相应更短,准确性也得到提高,效果非常显著。

3 总结

由于模糊控制技术本身还存在经验规则的制定有缺陷,因此,未来随着诸如基于知识的专家控制技术、人工神经网络技术和遗传算法等的运用,中央空调节能控制技术将得到更大的发展。

摘要：该项目运用模糊理论对可编程控制器的PID模块的比例系数和积分时间进行模糊控制,利用MATLAB仿真技术对经验法建立的控制模型进行仿真,仿真和实际运行表明该模糊PI控制技术有效地提高了系统的稳定性和快速性。

关键词：MATLAB仿真,PID控制,模糊控制,中央空调

参考文献

[1]汤兵勇,路林吉,王文杰.模糊控制理论与应用技术[M].北京:清华大学出版社,2002.

[2]刘曙光,魏俊民,竺志超.模糊控制技术[M].北京:中国纺织出版社,2001.

[3]诸静.模糊控制原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2003.

[4]魏巍.MATLAB控制工程工具箱技术手册[M].北京:国防工业出版社,2003.

[5]刘耀浩.空调与供热的自动化[M].天津:天津大学出版社,1993.

[6]薛定宇.控制系统仿真与计算机辅助设计[M].北京:机械工业出版社,2009.

中央空调系统设计 篇2

制冷1521班

朱艳

前言：

人和树一样，总是不断的向上，向上。向这光，向着雨，向着美好。

每一个人都不会拒绝向上的机会，所以能参加戴老师组织的兴趣小组活动，是一次充实自己向上的过程。虽然进入这个集体的时间不长，但我觉得我在这里学到的东西已经是课堂之外的馈赠了。和一些相同爱好的人在一起话题总是不断的，遇到的各种难题总会有老师同学一起解决的。在我们小组里，我们对中央空调系统设计展开学习。从基本的系统分类，设备认知，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范，负荷计算，暖通设计软件的学习到多联机空调系统工程技术规范。在活动期间我们也分析了商场，酒店等空调系统的设计。吸取前辈的经验，增强自己的识图能力。我们也用暖通设计软件设计了商场的中央空调系统。我们再活动期间也读了一些空调设计的论文，加深对设计理念的认识。下面是我的活动总结。

一、基础知识的巩固

如果一项建筑没有稳固的地基，那也就是一只纸老鼠。同样学习也是这样，如果没有一点一滴积累起来的知识，也完不成一篇文章。如果没有对中央空调各个设备组成，各种数据分析的能力，那设计出一个系统也只是空谈。

首先，我们必须明白空调技术是什么，我们才能所针对的对象进行学习。空调技术是为了满足生产过程，日常生活以及科普实验等对室内空气状态条件的要求而产生和发展起来的。需要对室内空气进行适当的处理，使空气的温度，相对湿度，压力，洁净度和气流速度等参数保持在一定的范围内。而空调的任务就是改变温度，湿度，洁净度和气流速度。下面我们就要知道如何用什么样的空调系统去改变四度。空调系统一般由空调冷热源、空气处理设备、空调分系统、空调水系统及空调控制调节装置五大部分组成。学习各个空调系统的工作原理，适用场合。了解空气的的热力性质，空气的状态参数。深度学习空气热力性质的焓湿图，分析空气的变化。了解空调负荷的计算，确定新风量等。中央空调设计需要大量的知识水平，我想对于这些基础的东西，只要找到学习的思路就可以灵活掌握了。

以上内容老师会在课堂上详细的讲解，我们要做的就是珍惜每一节的上课内容。因为空调系统的各种只是太多，只有边学习边消化，才能牢记于心。而空调设计小组则为我们提供了再次学习的机会，老师会不厌其烦的回答我们的问题。当然如果我们自己可以解决的问题，老师也会放手让我们去做的。

二、暖通设计软件的使用

中央空调设计系统讲究的是图文并茂，说的再好，也不如图纸的一目了然的好。课上老师已经教会了我们如何使用CAD绘图软件，鸿业暖通设计软件，鸿业负荷计算软件。我们小组追求的不是会使用而已，而是把制图软件当做自己的左膀右臂。CAD技术将计算机高速的数据处理和大量储存能力与人的逻辑判断、综合分析和创造性思维能力结合起来，对加速新产品的开发，缩短设计制造周期，提高产品质量，节约成本，增强市场竞争能力和企业床创造新能力发挥了重要作用。这就是我们为什么要加强对设计软件的学习和应用了。

鸿业设计软件相比CAD制图软件跟有效率，在鸿业软件中，主要包含了以下几部分内容。负荷计算、焓湿图、空调水系统设计、风机盘管、空调水系统的水力计算、空调风系统设计、采暖系统设计、水管阀件图库、冷冻机房设计、其他工具。这些都是完完全全的针对空调系统的软件。更为简单的墙体设计，开窗设计，开门设计等该我们带来了更多的便利。通过自己对图纸的设计，我们可以很快的读懂设计图纸，这就是所谓的知己知彼，百战不殆。

兴趣小组会组织大家到一起用暖通设计软件，把在使用设计软件时遇到的困难都分享出来，大家一起解决。遇到难题对我们来说也是一种快乐，解决问题也会给我们带来小小的成就感的。

三、设计规范的学习

没有规矩不成方圆，各行各业都有自己的标准法则。作为学中央空调设计的我们也因该学习《民用建筑供暖通风与空气设计规范》、《公共建筑节能设计标准》等。当然这些参考书是没列入教材的。而图书馆也只能老师去借阅，我们要跑到图书馆去看。图书馆也只要一套，所以戴老师把自己的工具书借给我们看，而且还专门为我们买了工具书。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）》主要内容包括室内空气设计参数、室外设计计算参数、室外空气计算参数、夏季太阳辐射照度、散热器供暖、户式燃气炉和户式空气源热泵供暖、集中供暖系统热计量与室温调控、设备选择与布置等。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范(GB50736-2012)》进行了广泛深入的调查研究，总结了国内实践经验，吸收了发达国家相关设计标准的最新成果，认真分析了我国暖通空调行业的现状和发展，多次征求了国内各有关单位以及业内专家的意见。

这又是我在课外get到的新技能。能按照标准来，设计一定是错不了多少的，对于我们这些初生的牛犊来说。

四、分析设计案例 以下是我参加兴趣小组中研究的暖通空调设计案例，参考《暖通空调设计50》----中元国际工程设计研究院。

1.北京远洋大厦 1.1工程概况

远洋大厦是一幢整体性强、高档次、多功能、智能化综合写字楼。工程占地面积17000平方米（空调面积约为79000平方米）。大厦东西长136m，南北宽60m，建筑高度67.3m。地上共17层，首层为商务、服务、展示厅、厨房、会议室、物业管理办公、自行车库、柴油发电机、锅炉房、热交换站、空调机房。地下二、三层为各类机房、汽车库、仓库及人防掩蔽体等。标准层层高3.7m办公室内净高20.65m，大型中庭共享空间约1000平方米，从首层直到顶层。

2.2采暖、通风及空调设计原则及室内设计参数

1)根据大厦高起点的定位，采暖、通风及空调系统按照高标准、高效、经济节能的原则进行设计。在追求最佳性价比的同时，充分考虑使用维护管理的方便性及楼宇销售、出租的灵活性，以保证大厦各项功能的完美实现。

2)根据不同区域的不同需要，分别设采暖系统、电热风幕、机械排风系统、事故排风系统、五级人防清洁式、滤毒式、隔绝式通风系统及除湿系统。3)主要室内采暖、空调设计参见表2―1。2.3冷热源系统设计 1.冷源系统设计

大厦冷源由设在地下二、三的冷冻机房提供。采用三台水冷式离心冷水机组，冷量为4395/W，冷媒为R-134a。冷冻水供水温度7℃/12℃，冷却水进出水温度32℃/37℃.冷冻水、冷却水均为一次水系统。制冷站设备配置见表2-2.2.热源系统设计（1）热交换系统设计

大厦热源采用城市热力网提供的高温热水，供水温度为130℃，回水温度为80℃。城市热力网供热量为15063kW。其中采暖空调热负荷为12650kW，生活用热800kW。130℃/80℃的高温热水由热交换器交换成三种热水，分为三个系统。采暖及空气、新风处理机组系统、风机盘管系统、生活热水系统。

（2）锅炉房系统设计 在夏季热网检修时，生活用热热源采用锅炉房提供的130℃/80℃的热水。（3）煤气系统设计 煤气主要供大厦内餐厅、食堂使用。煤气消耗量见表2-3 2.4采暖、空调系统设计 1.采暖水系统设计

采暖、空调空气处理机组和新风处理机组系统以及风机盘管系统的供水管路，由热交换站引至环形管廊，管路为双管同程系统，采暖用户侧为异程式上供上回、同侧上进下出方式。2.空调水系统设计

空调水系统主干管采用双管异同程结合方式，按空气、新风处理机组和风机盘管分两个环路分别供水。

3.新风设计

为保证新风的清洁度，避免交叉污染，各系统新风取风方式结合建筑特点采取北区由集中式新风竖井从大厦上部引入和南区各层就地侧壁取风的两种方式，并由新风口远离各排风口。4.全空气空调系统设计

地下一层餐厅、多功能厅、厨房、地下二层变配电间及一层大堂、顶部俱乐部采用全空气空调系统。

5.风机盘管加新风系统设计

各层办公室和人员流动性大，负荷变化快的首层商务、服务、展示厅、零售店、贵宾室及中小会议室等采用风机盘管加新风系统。6.特殊要求空调系统设计

2.5通风排烟系统设计

1.各类机房或库房的通风换气次数见表2-4.2.各类用房的通风排烟系统设计

为了避免二次污染，结合大厦建筑特点，地下各类用房分别采用窗井排、补风及屋顶高空排放两种通风排烟方式。3.中庭通风及排烟设计

中庭通风兼排烟机位于屋顶设备层。4.防烟楼梯及前室的防烟系统设计

防烟楼梯间及其前室，消费电梯间前室均分别设置机械加压送风系统。5.空调房间及走到的排烟系统设计

地下空调房间及内走道均设置机械排烟系统或通风兼排烟系统，为保证排烟顺利，节省空间和投资，利用空调系统进行补风。2.6空调自动控制设计 1.冷冻机房的控制 2.空气、新风处理机的控制 3.风机盘管的控制 2.7节能环保安全设计

对于以上的案例给我对中央空调设计有了明确的认识，或许以前在书本上学习的设计步骤只是一个框架，现在看完《暖通空调设计50》把该填的都填上了。在这些案例中告诉了我们如何针对具体空间用合适的设备。如何灵活的将各种设备连接起来。本书中收录了居住建筑、办公建筑、商业建筑、医疗建筑、公共、体育、文教建筑等，全方面的给我们介绍如何设计。我在学习这本书的时候发现教材里的知识无一不漏的都应用在中央空调设计里面的。书本上的知识是砖块，才可以垒成设计系统的碉堡。可见课本知识有多重要了吧。在这个制冷兴趣小组里可以激发你学习的动力，看着别人在进步，自己是不会甘于落后的。我们看了那么多课外资料，是一种对自我提升的养料。

五、制冷工程设计大赛

参加本次的制冷工程设计大赛是老师对于我的期望，我知道自己有很多不足之处，但是老师肯定了我的学习态度，让我参加了本次竞赛。我对我的自我评价是这样的，只要是学习任务在身，不完成我就心理不安。我喜欢那种完成任务的感觉，所以才会鞭策自己去学习，即使熬夜不睡觉。我也喜欢挑战，虽然和别的小组成员比，我有很多欠缺的地方，但是我相信我可以跟上大部队的步伐。

中央空调控制系统 篇3

关键词：中央空调 节能 措施

据不完全统计，我国每年比发达国家多消耗1768.3亿千瓦时的电能。从单一产值的能耗来看，我国水平是世界平均水平的2倍多。倒推一下，也就是说企业节能的潜力空间极大。中国节能的潜力每年可达到300多亿人民币，而这300多亿人民币，至少有一半的钱是通过空调节电节省出来的。

随着我国国民经济的持续增长，人民生活水平不断提高，对居室装潢布置的品位要求和空调的舒适性以及室内空气品质的要求越来越高，同时，对制冷装置节能高效、冷（热）负荷较大和能量宽度调节等要求，促使中央空调成为我国21世纪居住环境空调的首选产品。伴随而来的能源问题尚待解决。

一.当前空调系统设计中的节能措施

1.采用楼宇设备自动控制技术对空调末端装置进行控制

在智能建筑中通常采用楼宇设备自控系统，对中央空调系统末端的新风机、回风机、变风量风机、风机盘管等装置进行状态监视和使用的“精细化”控制，以实现节能的目的。它通过DDC(直接数字控制器)控制器，将检测的相关量值进行PID(比例、积分、微分)运算，实现对上述设备的PID控制，达到一定的节能效果。这种对空调末端设备的控制可节能10％-15％，因为不能实现对空调制冷站及空调水系统的智能控制，因此，节能效果不显著。这种节能控制技术的典型代表产品和生产厂商有：

(1)美国霍尼韦尔公司EXCEL5000楼宇设备自控系统；

(2)美国Johnson公司的楼宇自动化系统；

(3)德国西门子公司S600顶峰系统等。

空调末端设备的控制采用楼宇自动化系统(BAS)，这些设备的主要特性均实现了对空调末端设备的节能自动控制，并为动态变流量空调节能控制系统的运行创造了更为良好的外部条件。

2.采用通用变频器对中央空调系统中的水泵和风机进行控制

为降低中央空调系统的能源浪费，宜采用通用变频器来控制空调系统的水泵和风机，通过对供、回水压差或温差的采集，对水泵和风机进行PID调节，以达到节能效果。这种控制方法通常可以节约水泵和风机等电机拖动系统的电能约20％，最高可达30％。这种节能控制技术的生产厂商和典型代表产品有：

(1)美国AB(Allen Bradley)公司，代表产品有通用变频器1336PLUSII系列产品；

(2)法国施耐德电气(SchneiderElectric)公司，代表产品有Ahivar38系列异步电动机变频器；

(3)德国西门子(SIEMENS)公司，代表产品有通用变频器MICROMASTER440系列产品。

二.动态变流量空调节能控制系统

1.动态变流量控制原理

当空调负荷发生变化时，通过采集一组参数值(如下图所示)经模糊运算，及时调节冷水机组、各水泵和冷却塔风机的运行工作参数，从而改变冷水机组工作状态、冷冻(温)水和冷却水流量，改变冷却塔风机的风量，确保冷水机组始终工作在效率最佳状态，使供回水温度始终处于设定值，从而使主机始终处于高转换效率的最佳运行工况。

动态变流量控制的核心是变流量控制器，在控制器中建立了知识库、模糊控制模型和模糊运算规则，形成智能模糊控制。通过采集影响冷水机组运行的各种参数，经模糊运算，得出相应的控制参数，这些控制参数被送到冷水机组、冷冻(温)水控制子系统、冷却水控制子系统、冷却塔风机控制子系统。这些子系统根据控制参数的变化，利用现代变频控制技术，改变空调系统循环水的流量和温度，以保证整个系统在满负荷和部分负荷情况下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。

2.动态变流量节能控制方法

1）变流量冷却水泵系统

当末端空调负荷减少时，反映到冷水机组将出现冷却水出水温度降低的现向，温度传感器检测出这种变化趋势后，模糊控制系统将自动降低冷却水泵的工作频率，降低冷卻水进水流量，提高冷却水出水温度，并使进、出水温差控制在最佳设定值上，维持冷水机组的高效率运行。

2）一次泵变流量系统

当末端空调负荷变小时，末端空调设备前的两通阀将会关闭或减小，负荷侧回路管路的阻力增大，冷冻水供、回水温差将出现减小，供回水管的压差将出现增高的趋势。水温传感器及水流压差器检测出这种趋势后，模糊控制系统将自动降低冷冻水泵的工作频率，减少冷冻水流量，并使供回水温差及供回水压差控制在最佳设定值上，维持冷水机组的高效率运行。

3）二次泵变流量设计

二次泵变流量系统分为一级泵变流量系统和二级泵变流量系统。其控制原理及效果与一次泵变流量大致相同(在这里不再一一赘述)。而一级泵系统负责确保冷水机组的安全运行，一级泵系统的旁通管路一般设计为直通管，管径按一台冷水机组额定流量设计。一次泵变流量系统跟踪二级泵环路的流量变化，并保证一级泵环路的流量大于二级泵环路的流量，使旁通冷冻水管保持从供水管流向回水总管。当旁通管的流量超出设定值的范围时，变流量控制器将模糊PID调节一级泵的工作频率，使旁通管的流量返回设定值。

三.动态变流量节能控制系统与目前通用变频器控制系统的区别

1.控制原理不同

通用变频器控制是采用通用变频器对受控的水泵电机、风机电机进行单独的控制。动态变流量节能控制系统是采用模糊控制技术与变频技术相结合的控制原理，虽然也使用了通用变频器(VVVF)，但它不是采用PID控制方式，而是采用模糊控制方法。

2.控制方法的不同

中央空调系统的受控参数受季节变化、环境变化、使用时间、人流量等多种因素的综合影响，是一个随机变量，而不是一个线性系统，只是一个非线性系统。

通用变频器所采用的最重要的控制参数，如比例系数K、积分时间常数T1和微分时间常数Td都是使用经验数据或试验数据确定的，一旦选定就不能自动调节。

3.控制效果的不同

中央空调DDC控制系统的应用 篇4

管理建筑设备使其管理现代化, 包括管理功能、显示功能、设备操作功能、实时控制功能、统计分析功能及故障诊断功能, 并使这些功能自动化, 从而实现物业管理现代化, 降低人工成本。利用楼宇自控系统的软件功能, 自动累计各种机电设备的运行时间, 在可以利用备用设备的情况下, 自动循环使用, 平衡常用设备和备用设备使用时间, 延长设备的使用寿命。

DDC系统利用硬件和软件来调整控制变数或依据操作人员的需要来控制制造程序, 其中控制变数包括温度、压力、相对湿度、流量等。现场采集的数据经过计算机处理, 处理完以后根据需要反过来再对现场的设备进行控制。

根据建筑物设备分布特点选择分布式系统, 实现就地控制, 集中管理, 提高系统的稳定性, 减少系统管线的投资, 最大限度降低投资。同时为了维护需要要求采用标准协议的控制器, 使用标准化的程序。

1 系统控制原理

根据实际情况将暖通系统分二大部分, 冷热源部分及空调末端部分。制冷监控系统是整个空调系统的核心, 系统监控对象:冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔、补水泵、膨胀水箱等及相关温度、压力、流量参数。由于制冷系统是建筑物内的用电大户, 也是直接决定办公环境好坏的重要系统, 并且该系统设备价格昂贵、日常保养和维护工作所需的人力和物力也很大。因此, 对冷热源系统实施有效的监控和管理是至关重要的。由于该系统监控点较多, 需用多个不同型号的模块组合实现相关监测控制功能。水流量恒定时, 冷/热水的供、回水温差将随着空调末端负荷的变化而变化。用安装在冷/热水供、回水总管内的电阻式温度传感器实时检测供、回水温度并将之送至智能控制器的模拟量输入模块, 作A/D变换和滤波处理;智能控制器的CPU单元采集供、回水温度, 按控制器内建的节能控制算法计算出当前水泵的最佳工作频率, 经模拟量输出模块送至冷/热水泵变频器;变频器控制电动机, 即冷/热水泵组件变频调速运行改变冷/热水流量, 进而实现设定供、回水温差下变流量节能运行。

冷却水流量和冷却塔散热量都恒定时, 冷却水的进、出水温差将随着制冷机组排热需求量的变化而变化。用安装在冷却水进、出水总管内的电阻式温度传感器实时检测进、出水温度并将之送至智能控制器的模拟量输入模块, 作A/D变换和滤波处理;智能控制器的CPU单元采集进、出水温度, 按控制器内建的节能控制算法计算出当前水泵的最佳工作频率, 经模拟量输出模块送至冷却水泵变频器;变频器控制电动机, 冷却水泵组件变频调速运行改变冷却水流量, 进而实现设定进、出水温差下变流量节能运行。

2 中央站监控功能

中央计算机系统采用一台计算机作为中央管理级的处理主机, 完成对中央空调系统内的弱电系统的集中管理。同时中央计算机管理系统配置打印机, 用于系统的报警或过限实时打印, 以及统计文件或专业资料的打印。另外配置相应的网络连接器、网络卡, 以及系统管理软件、监控软件和网络管理软件。

中央计算机管理系统具有很强的扩展能力, 在不需要增加中央计算机管理系统的硬件和软件的基础上, 监控点可增至496000点, 系统的管理与并行处理终端可增至20台以上, 并预留与其它楼宇管理子系统 (如SMS, FAS, CPS……) 以及其他计算机网络联网的通讯接口界面。

装设在送风管内的温度传感器所检测到的送风温度和回风温度与控制器设定的温度比较, 控制器经PID计算后, 输出相应的电压信号, 以控制电动调节阀的动作, 使送风温度保持在所需要的温度范围。湿度传感器同理来控制电动调节阀的动作, 使送风湿度保持在所需要的湿度范围。防冻开关在低于设定值时, 切断风机, 关闭新风门, 打开热水阀。压差开关是检测当过滤网两侧压差超过设定值时, 中控电脑显示阻塞报警。中央站用彩色图形显示上述各参数, 记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数, 且可通过打印机输出。风机运行状态和手自动状态进行监测。同时对机组进行时间设定的定时启停控制。同时累计风机的运行时间。

3 结语

系统采用采用分散控制、集中管理的结构, 即使系统网络某一部分的控制器或线路受到损坏, 也不会影响整个系统的动作, 系统亦会即时对故障区或发出报警指示。即使中央控制站出现故障, 现场的各个控制器也能正常工作, 系统还能够继续运行。系统通过对风机盘管的控制, 控制出风量及温度设定值:根据实际施用情况起动风机, 可以大大节省电量、水量、蒸气量, 达到了较高的经济效益。

系统充分体现对大厦管理者和使用各方面的安全、先进、可靠、舒适、方便、节能、和高效等。系统基于Web方式, IE风格的全中文监控的界面, 直观形象, 便于操作员的学习和掌握。系统内嵌实时数据库, 支持强大的规则和事件处理能力, 在管理系统和控制系统一体化中, 使用户能方便地使用有关数据。

参考文献

[1]贺利娜.中央空调系统的节能措施[J].中国新技术新产品, 2010, 1.

[2]曹立学.基于智能采集模块的DDC系统设计与实现[J].自动化技术与应用, 2008, 6.

[3]黄强.楼宇自动化在中央空调冷却水系统中的节能应用[J].节能与环保, 2002, 7.

中央空调系统节能论文 篇5

1、中央空调系统的组成

中央空调系统是由一系列驱动流体流动的动件(如水泵、风机及压缩机)、各种型式的热交换器(如风机盘管、蒸发器、冷凝器及中间热交换器等)及连接各种装置的管道(如风管、水管及冷媒管)和阀件所组成。中央空调系统一般可分下列五个循环：(1)室内空气循环;(2)冷水循环;(3)冷媒循环;(4)冷却水循环;(5)室外空气循环。总体说来，构成中央空调系统的元件主要是热交换器和流体机械两种。热交换器是作为高低温两种工作流体能量交换的设备。当任何一组热交换器效果不好时，会增加系统耗电率(kW/RT)，不是系统耗电量增加，就是冷冻能力下降。而流体机械则是推动工作流体循环的动力泵，其耗电量W=QHhr/η。耗电量的多少决定于运转时数h，输送的工作流体流量Q，工作流体循环所需要的扬程H以及效率η，减少其中任何一项，都可达到节能的目的。

2、中央空调系统节能的机会与措施

2.1选取合理的设计参数

2.1.1室内温、湿度从节能角度出发来确定室内温、湿度标准是节能的重要因素。空调系统耗能大小除与当地室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有关外，室内设计温、湿度标准也是直接影响负荷大小的重要因素。在保证生产工艺与人体健康的条件下，夏季室温每提高1℃，约可减少热负荷11.2%[1]，其节省的冷、热负荷是极为可观的。同样，在夏季如将室内空气湿度由60%提高到70%，则可节约能量17%左右。据资料测算，仅仅将夏季室温提高1℃，就可使空调工程投资总额降低约6%，运行费用减小8%左右[2]。

2.1.2新风量新风负荷占空调总负荷的20%～40%[2]，对其标准值高低的取舍，与节能关系重大，不可忽视。引进新风主要是为了满足人员的卫生需求及部分工艺空调所需维持的室内外压差。而新风量的多少直接影响空调的负载，从而影响空调系统的风机、冷水泵、压缩机、冷却水泵、冷却塔风扇的耗电。

一般设计是以人员最多及活动最激烈的情况来决定新风量，但实际使用时却几乎不需要使用这么大的新风量，从而造成在绝大部分的空调时段都在耗能的状况下运转。较有效的方法是以室内空气中二氧化碳含量来控制新风量。

2.2设计合理的围护结构与照明

2.2.1外围结构增设外墙及屋顶的保温层对冬、夏两季节能有利;减少窗、墙面积比，对减少夏季冷负荷有较好的效果，对南方有利，但对北方建筑减少冬季能耗有可能不利;增加外遮阳对夏季冷负荷或供冷量减少十分有利，但在冬季，由于阳光辐射量减少，有可能导致冬季采暖能耗有较大的增加。对于这些冬夏季节互为矛盾的措施，设计中应特别予以研究和考虑;此外建筑物朝向也是设计时应考虑的问题。

2.2.2窗在建筑节能中，窗的节能是十分重要的，据统计，在全部建筑物散失的热量中，通过窗散失的热量占(25～70)%。在窗的设计中要满足的条件是：(1)室内足够的采光要求;(2)绝热性，即冬天使热量不散失到户外，夏天又不使太多的阳光辐射吸收到屋内;(3)建筑物的美观;(4)通风功能。窗的设计和发展经历了单层窗时期、双层玻璃阶段和镀膜玻璃阶段。目前最先进的节能窗是超级节能窗，虽然超级节能窗比普通窗的价格高(20～50)%，但以节能计算，它的回收期只有2～4年[3]。

2.2.3照明在我国，照明用电量已占总用量的10%以上[4]，照明用电往往直接转化为空调冷负荷。对于空调面积大、照明容量大的地方，应采用照明与空调的组合系统。采用空调组合灯具，不仅能够改善照明装置的工作条件，而且可以减少空调负荷。

2.3选择合适的空调方式

2.3.1变风量方式选取切合实际的空调方式是节能的必要途径。为了达到节能的目的，对于不同性质和用途的建筑物，必须采用不同的空调方式，同时还应讲究系统的小型化，使用灵活，便于管理，有利于节能。特别要注意建筑物朝向、位置的不同，其冷、热负荷变化差别很大，应采用不同的空调方式与系统，在诸多空调系统中，变风量系统最为节能。根据粗略测定，当风量是满负荷设计风量的50%时，运行电流约减少26.5%[2]，因而全年的送风动力比定风量方式小得多，加上没有冷、热抵消，节能效果明显。

2.3.2热源热泵空调方式热回收式闭路水源热泵空调方式是室内机组、冷却塔和热水器等全套装置，通过一个水系统加以组合，用同一个系统按照不同房间的不同要求分别供冷或供热。这种以水为热源的热泵空调方式有三个优点：(1)能进行热回收，可根据需要开停机组，有利于节省能源;(2)可单独控制室温;(3)机组自带制冷机和利用热回收运行，不需集中机房和大型锅炉装置，可节省机房面积和节约投资。对于南方某些较暖地区的中等规模的写字楼和底层是商场、小餐厅等发热量较大的公共场所，而高层是写字楼、公寓等的建筑物非常适合。厦门汀州大厦采用这种有热回收装置的系统收到很好的节能效果[5]。

2.3.3喷口侧送风方式喷口侧送风是体育馆的比赛大厅最广泛采用的一种送风方式，其特点是射程长，由于送风射流在喷射过程中，将不断混入周围空气，使流量增加了3～5倍，送风温差可采用8～12℃，同时在气流流经观众席过程中，又与室内空气混合，使流量增加到送风量的5～6倍，并不断将室内余热从座位下的回风口带走，因此，无论从消除室内余热量还是保持应有的风速来看，喷口侧送的送风量比上送风可减少(25～30)%[5]，因此是较节能的一种送风方式。

2.3.4下送上回方式下送上回方式是一种节能的气流组织形式，用于体育馆空调时，由于每个座椅只送新风，诱导室内空气与其充分混合，将室内余热量从建筑物上部排走，避免了灯光和屋顶等空调负荷带入观众区和比赛区，使空调负荷大为减小，空气处理设备亦相应减小，据国外资料介绍，夏季可节省冷负荷26%以上[5]。

2.3.5卫生间排气系统从竖井内引出一小管在卫生间顶部设置排风口，竖井按分区用管道连接起来，每分区用一台通风机进行分区排气。这种方式可节约设备投资和节约运行费用，而且运行噪声低，很有实用价值，且可节能。

2.4配置优质的节能设备

2.4.1主机为了安全起见，绝大部分的冷水主机容量要比实际尖峰热负载大20%以上，再加上实际尖峰热负载在全年出现的频率相当低，全年平均的热负载大约是尖峰热负载的(60～70)%，使得全年平均的热负载只有冷水主机容量的(50～60)%，造成冷水主机大部分时间都在低负载下运转。冷水主机负载率在60%以下运转是不佳的。

由于生产制造技术的提高，近年来新上市的冷水主机的耗电率比前所生产的冷水主机降低约35%左右，因此在适当时候将旧主机换成高效率的冷水主机是非常可行的。根据实例，某用户为了解决CFC冷媒的问题将一台已经运转约的350RT的冷水主机换成可满足尖峰需求的300RT的冷水主机，设备投资约可在4年左右回收[6]。配置多台压缩机的冷水机组具有明显节能效果。因为这样的机组在部分负荷时仍有较高的效率，而且，机组起动时可以实现顺序起动各台压缩机，每台压缩机的功率小，对电网的冲击小，能量损失小。

此外，可以任意改变各台压缩机的起动顺序，使各台压缩机的磨损均衡，延长使用寿命。适当地调整冷水主机的设定温度可收到较好的节能效果。冷水温度越高，则主机耗电率越低。每提高1℃，节电约3%。在调高冷水设定温度时，需符合负荷端的温度要求。调高冷水的设定温度有两种方法：一是冷水温度随室外气温设置;二是冷水温度随热负载设置。

2.4.2泵与风机及其变频调速变频调节技术是泵类和风机普遍采用的一项重要的节能措施。事实证明，泵类和风机变速运行节能量是显著的。

在二次泵的空调供冷、供暖水系统设计中，一般是通过压差信号对二次泵进行台数控制，以实现变流量调节。但根据实际空调工程来看，由于水泵实际工作点往往不能处于效率最高点，即使流量减小了，实际用电量减少并不多。而采用变频调速装置调节流量可收到良好的节能效果。北京某饭店采用变频调速装置已获得显著的节电效益，该饭店共选用3台变频调速装置，分别对冷冻水泵、冷却水泵和供暖水泵进行变流量调节，投入运行一年就节电50万kW.h，而3套变频调速装置的投资费是13万元，投资回收期不足2年[5]。变频调速可在非峰值负荷时减少送风量，从而可节省动力消耗。

据检测，当运行风量减至设计风量的50%时，运行电流约减少25.5%[5]，因而全年空调运行消耗的电力比定风量方式小得多。如送风面积大或房间多，设计时可将变风量系统分为两个或数个系统，以使控制更灵活，调节更方便，节能效果更显著。

2.4.3管件引流三通是利用近环路过大的余压能量来引射远环路介质而共同前进的一种特殊的管件，适用于一切单管或双管冷水空调系统、冷却水闭式循环系统和热水采暖系统，安装在回水管的合流三通处，可克服“老汇流三通”工作的缺陷(具有较大余压的近环路支管流束冲入三通后阻碍了远环路支管流束进入汇合管。工程设计上为了解决该问题，常常是扩大远路管径以减少阻力消耗，加大循环水泵的场程和流量以强制远环路介质汇扰)。

引流三通的作用不仅保证了闭路循环系统中各环路的水力平衡，更重要的是使系统阻力降低，减小了循环压头，从而节省了运行费用，一般可节省电量(15～30)%[5]。

2.5水系统据统计，空调水系统的输配用电，在冬季供暖期约占动力用电的(20～25)%;在夏季供冷期约占动力用电的(12～24)%。因此，降低空调水系统的输配用电是目前宾馆饭店节约用电的一个重要环节。调查测试一些高层宾馆、饭店空调水系统的资料数据表明，普遍存在着不合理的大流量小温差问题，循环水量有的是设计流量(或水泵额定流量)的1.5倍[5]。变流量水系统的节能效果好。设计负荷运行时间约占总运行时间的(6～8)%，水泵的能耗很大，约占空调系统总能耗量的(15～20)%[5]。

为此，采用变流量系统，使输送能耗随流量的增减而增减，具有显著的节能效益。但须注意的是，设计变流量水系统时，必须注意到各末端装置的流量变化与负荷的改变并不成线性关系，所以应考虑系统的动态平衡和稳定的问题，才能达到节能的.最佳效果。在大多数的设计中，一台冷水主机会搭配一台冷却水塔，且水塔的起停与冷水主机联动。由于中、大系统冷水主机台数偏多，使得冷却水塔台数也多，不易管理及维护，且无法随着空调负载及室外气温条件变动而调整风扇耗电量。

从一般的经验知道，冷却水入口温度每降低1℃可节电(1.5～2.0)%[6]，冷却水入口温度应在符合冷水主机特性及外气湿球温度的限制下尽可能地降低，以节约冷水主机的耗电。在较低的冷却水温时冷水主机耗电降低，但冷却水塔耗电升高，两者耗电之和存在一最佳运转效率点。冷却水塔应与冷水主机的运转一起考虑，才能使系统整个效率提高。要达到最佳化控制，冷却水设定温度应随外气湿球温度而变。减少冷却水循环量，以降低冷却水泵耗电量。若能配合冷水主机与冷却水塔选择较大温差的设计时，水流量即可降低，从而减少冷却水泵的初装费用和运转费用。当水处理量大于300m3/h以上时，方形冷却塔可实现多风机控制[5]。风机的数量可随着处理水量的增大而增加。方形多风机型冷却塔，可随着夏季室外湿球温度的变化随意增减风机数量，用于昼夜温差较大的地区更有利于节能。

2.6采用自控制置对于空调系统中占(20～40)%的新风负荷的控制，对风机盘管、冷热水系统、制冷装置及输风系统等的自动控制，是当前设计人员与建设单位应该着重考虑的问题。据国外资料介绍，一个典型房间风机盘管装自控与不装自控相比，可节能38%，而增设自控系统的投资2年左右时间就可收回[2]。所以自控系统取得的经济效益十分显著，也是建筑物节能必不可少的重要环节。

2.7运行歌舞厅、酒吧等消夏娱乐场所的经营时间通常仅为晚场营业，时间约19～22时，营业前2～4h将空调系统投入运转，利用围护结构的蓄冷能力使厅内的温度慢慢下降至设计温度的下限值或略低于该值，这样当营业后室内热负荷逐渐增加形成峰值时，空调设备仍能在低于峰值负荷下正常运行，达到了“预冷”降低空调设备容量的目的，大约相当于减少了设计冷负荷的25%[7]。大型酒店、宾馆的公共场所，商场、餐厅、多功能厅及大型会议厅等，需要送入的新风量较大，在整个系统的实际运行中由于室外空气温、湿度随季节而变化，因此，及时调节好新风与回风的比例就可以节能。

3、结论

中央空调系统节能的机会和措施是多方面的。如果能将节能思想贯穿于中央空调系统设计、选型与运行的始终，将会收到明显的节能效果，平均可节省60%左右的电力[6]，从而带来巨大的社会和经济效益。当前我国经济发展迅速但能耗高，能源供应又相对不足，故更应坚持长期节能的战略方针，树立新的节能观念(对“节能”一词应理解为“合理用能”，不能片面理解为“少用能”)，并加以普及。

参考文献

1，匡丛林.合理降低空调标准、节约大量纺织能耗.节能，1994;(12)：39

2，潘雨顺.简论高层建筑节能设计的主要途径.节能，1995(11)：30～33

3，李爱平.窗的节能新趋势.节能，1994;(10)：36

4，王进富.浅谈建筑照明节能.节能，1993;(5)：3

5，何耀东，何青主编.中央空调.北京：冶金工业出版社，

6，赵宏耀，严志伟.中央空调系统节能连环炮.中国冷冻空调，1998;(10)

中央空调控制系统 篇6

关键词:ARM+Linux 空调控制

中图分类号:TB6文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0006-01

新世纪以来,随着经济的迅猛发展,中央空调已经逐步走入人们的生活,让人们在炎炎的夏日和寒冷的冬天能够享受到宜人的室内环境。然而,随着空调技术的不断发展,以及现代建筑理念地不断改进,现代建筑内部构造越来越复杂,简单直接使用中央空调已不能满足这一变化的要求,在实际应用中出现这样那样的问题,本文将系统探究一种基于嵌入式技术的中央空调集中控制系统,以实现中央空调的智能化、人性化、简易化控制。

1 中央空调集中控制系统

在中央空调实际使用过程中,由于中央空调通常应用在大型建筑的温度调控,由于季节变化、建筑结构多变等原因,中央空调的使用并不像人们想象中那么简单,所以在中央空调集中控制系统有着举足轻重的作用,主要解决数据监听与接受、地理环境模拟、中央空调参数设置、中央空调运行状态显示以及中央空调运行状态控制等五个任务,优秀的中央空调集中控制系统不能能够满足这些要求,还能够起到节能、环保、低碳的作用。

2 嵌入式系统介绍

进入21世纪以来,随着微电子技术、计算机技术以及软件技术的迅速发展,计算机正逐步朝着小型化、微型化发展,这些计算机芯片体积小、处理能力强、数据处理速度快,能够很好的满足到电器控制、集中系统控制要求,而嵌入式技术正是这一领域中发展最快,技术最为成熟的一个方向,嵌入式技术是当前计算机技术领域以及控制技术领域最为前沿和热门的技术方向。硬件方面,随着硅电子技术的不断发展,芯片技术正大踏步地向前飞跃,当前ARM芯片以及DSP芯片成为嵌入式解决方案中硬件解决的两个主要方向,其中ARM芯片处理速度快、可开发性高,是进行嵌入式系统开发的主流芯片。软件方面,进入21世纪以来,Linux操作系统被越来越多到应用到各个领域中,并推出了众多Linux操作系统版本,特别是嵌入式系统领域,人们熟知的安卓手机操作系统就是一个较为流行的版本,Linux操作系统由于其代码开源的特点,世界范围内所有程序员都可以根据实际情况增加或者删除操作系统源代码并将其公布到互联网上,供所有的Linux开发者使用,正式由于这一特点,Linux操作系统正成为世界主流操作系统以及嵌入式开发的主流操作系统。

3 软硬件设计

硬件电路设计,本文采用ARM9芯片作为集中控制系统的控制核心,外接有FLASH电路,SDRAM电路,LCD电子显示屏电路,电源电路,串口通讯电路以及网络通讯电路几个部分。控制核心电路部分设计,处理器芯片选用ATMEL公司研發的AT91RM9200芯片,该芯片主频高、处理速度快,能够很好地满足系统对硬件处理速度的要求；电源电路部分设计,本系统中要实现3.3V以及1.8V电路电压的输出,本文使用LM1117 低压差线性调压器电路来实现3.3V电压以及1.8V电压的输出；存储器电路设计,本文存储器电路中设计到Nor Flash接口电路设计、Nand FLASH接口电路设计以及SDRAM接口电路设计,Nor Flash接口电路设计选用AT49BV322A芯片实现,该芯片存储容量为32MB,数据宽度为16B,工作电压区间在2.63V到3.6V之间,用来储存系统启动代码以及操作系统内核以及一定量的用户程序,能够满足系统要求；SDRAM电路主要是用来存放系统的应用程序,本文采用的SDRAM存储芯片容量为32MB,工作电压为3.3V,16B的数据宽度,使用两片芯片搭建的芯片组完成SDRAM电路；NAND FLASH电路主要是用来存储集控系统的各项数据,本文采用K9F1208U 74HC245芯片实现NAND FLASH电路的构建,该芯片拥有双向总线驱动,能够实现数据的双向缓冲,很好的满足了系统对硬件的要求；串口通信电路主要实现控制系统的数据采集单元与控制核心、控制核心与执行机构之间的数据通讯,本文采用MAX 232电平转换芯片以实现控制核心中4个串口接口中三个接口的串口通信；网络通讯电路设计,由于控制核心芯片内只有网络模块,在物理层选用DM9161芯片即可实现芯片内部与外围以太网电路的网络通讯；LCD电路设计,控制核心芯片中内置有LCD接口电路,只需将参数匹配的LCD模块直接由芯片内置的LCD电路连接,即实现了LCD电路的完成。

系统软件设计部分,本文上位机采用linux一个较为流行,非常适合嵌入式开发的发行版ubuntu,本文软件部分主要涉及如下几个部分:嵌入式操作系统移植、网络通讯模块实现、LCD控制实现以及系统控制实现。嵌入式操作系统移植部分,完成嵌入式linux内核移植操作,在上位机中搭建好ARM-LINUX交叉编译环境,移植U-BOOT,进行编译,通过上位机将内核传输到下位机芯片中,进行系统编译操作,完成嵌入式操作系统的移植；网络通讯模块部分主要有串口通讯部分以及网络通讯部分,串口部分采用RS485串口通讯协议,网络部分采用UDP网络通讯协议,其中UDP网络通讯部分,着重解决网络报文的报文加载、报文传输、报文接受、报文解报等操作；LCD控制部分,安装Linux操作系统下LCD显示屏的驱动程序,然后使用集成图形编辑软件QT对显示屏进行图形控制设计,并将图形程序与操作系统以及控制程序相集成；系统控制程序部分,本系统要完成中央空调集成控制系统的五个主要任务,数据监听与接受、地理环境模拟、中央空调参数设置、中央空调运行状态显示以及中央空调运行状态控制,其中数据监听与接收部分由温度传感器、湿度传感器、气压传感器等实现,地理环境模拟要结合具体季节以及具体建筑实际情况进行模拟,参数设置、运行状态显示以及运行状态控制则是根据用户需求进行算法编写,最后完成。

4 结语

随着微电子技术以及计算机技术的迅速发展,传统中央空调控制技术已经越来越不能满足人们对生活的要求,与此同时,嵌入式技术正逐步走入人们的生活,改变着生活的方方面面。本文系统研究了一种基于ARM+Linux的中央空调集中控制系统,分别进行系统硬件设计以及软件设计,硬件部分采用处理速度快、性能稳定的ARM9芯片处理器作为核心的硬件控制电路,软件方面使用嵌入式LINUX操作系统进行系统开发以及功能实现,以实现对中央空调控制系统各项数据的获取操作,信息处理以及集中控制,完成了对中央空调集中控制系统的研究,该系统性能稳定、功能强大,能够很好的满足人们的各项要求。

中央空调系统安装质量控制 篇7

1 安装施工中常见的质量问题

中央空调系统的安装施工中往往会出现空间位置与设计图纸的偏差, 进而造成局部设备、管道重叠或交叉等问题;因建设方、设计方与各施工方之间沟通不及时、协调不通畅, 进而引起安装不合理、空调效果差。

部分中央空调系统会散发特殊气味, 这是因为形成了负压区或排风不畅, 进而产生“串味”现象。

中央空调系统的新风系统因风道三通、四通和弯头等阻力件夹角不合理, 可能造成气流不通畅或管道阻力不平衡, 进而引起新风量不足或无风量现象。

中央空调系统的主要设备在进场验收时, 未测试检验其噪声是否超标, 未将现场实际噪声测试值对比厂家提供的参数, 未对设备进行消声、除噪处理;机组与管道间的连接不良, 进而引起大风量空调或通风机组等空调系统的噪声超标。

由于管道安装过程中操作不规范、空调水系统管道未清洁, 甚至在正式通水前未进行管道冲洗工序, 导致管道被杂物堵塞、管网多处出现气囊, 最终使管道流通不畅。

2 安装施工前的质量控制

2.1 设计质量控制

在进行中央空调系统的安装施工前, 要针对施工图纸的设计构思、方案和影响施工质量的主要因素等进行全方位会审。一旦发现问题, 则必须及时与设计单位沟通, 提出合理化建议, 积极改进设计中的不足, 以保证施工图纸设计和施工方案规划的科学性、可行性, 从而提高整个工程施工的质量。

风管系统的消声设计是中央空调系统设计不可缺少的环节, 有些设计往往只在空调设备出风口上设置了消声器, 实际降噪效果很差。因此, 空调设备出风口端与回风口端均应设置消声器、新风机进口处应设置消声百叶。

2.2 材料质量控制

应对设备规格、型号和数量等进行检查, 查看其是否满足设计要求, 对于管材, 还要查看其外壁是否有锈蚀、裂纹等质量问题, 所有材料必须具有出厂合格证和质量证明文件;充分考虑工程造价、材料属性和施工难度等, 严格筛选材料设备, 以求质量和效益的最优, 这是确保工程质量的根本。

3 安装施工质量控制

3.1 设备安装质量控制

中央空调系统安装设备的种类和数量众多, 有冷水机组、新风机、风机盘管、冷却塔、水泵和风机等, 关系着中央空调系统的使用性能和寿命, 必须加强对设备安装过程的质量控制。

3.1.1 主机安装

应确保机组安装的周边环境和空间不影响机组的日常维护, 注意机组基础与机组吻合、设备接地垫片位置正确, 设备布置方位应尽量与管道走向相对应, 且出水口应在中央空调整体系统凝结水管道之上。

3.1.2 末端设备的安装

末端设备主要包括新风机、风机盘管和送风口。虽然新风机和风机盘管的安装比较简单, 但因数量、生产厂家和型号众多, 会产生差异, 要仔细核对安装要求, 并要注意安装的高度、稳定性和牢固性。风机盘管的安装要考虑装修顶棚的高度、确保送回风口位置正确、积水盘方位与排水方向一致, 且必须确保为空调机组凝结水出水口留出足够的高差, 使凝结水管有足够的坡度, 便于空调凝结水的排放。在吊顶施工完成时, 应对风机盘管滴水盘进行清理。安装空调末端设备时要设置减振隔垫或减振吊杆, 以防止设备振动时将喘振传递给楼板, 进而产生噪声。

3.1.3 其他设备

主要包括冷却塔、水泵等, 均应严格按照设计图纸安装。

3.2 管道安装

3.2.1 风管

安装前, 要检查风管壁厚, 达不到要求会影响使用寿命;对风管内部进行必要的清洁, 并进行真空干燥处理;需要穿墙时应设置套管, 穿楼板部位应埋设钢套管, 相应的管道焊缝不可直接置于套管内;采用隔热或其他不可燃性材料将管道与套管之间的空隙区域填塞密实, 不可将套管直接用作管道的支承构件;防火阀熔断片应安装在迎风一侧, 否则起不到应有的防火切断作用。

风管系统安装完毕后, 应按系统类别进行严密性检验, 风管强度应能满足在1.5倍工作压力下接缝处无开裂。矩形风管的允许漏风量应符合规范要求。低压系统风管的严密性检验在加工工艺得到保证的前提下, 可采用漏光法检测, 检测不合格时, 应按规定的抽检率进行漏风量测试。

3.2.2 水管

要区分冷 (热) 水管形式为同程式还是异程式, 如果为异程式, 则需在管路上设置流量平衡阀, 以调节系统流量;区分膨胀水箱是开式还是闭式, 前者要安装在系统的最高点, 且膨胀水箱液位应高出水系统管路最高点1.5 m, 后者一般安装在水泵出口附近;在系统运行过程中, 最高处应安装放空阀, 最低处应安装排污泄水阀, 禁止在膨胀管路上安装任何切断阀门;冷凝水管安装完成后应进行灌水试验, 即将冷凝盘中注满水, 使水顺利排放, 并检查冷凝水管接口是否有渗水现象。

4 竣工后调试过程的质量控制

暖通工程进入竣工验收阶段调试时, 可从系统的末端开始, 即由距风机最远的分支管开始, 逐步调整直至风机, 使各分支管的实际风量达到或接近设计风量, 即风口的风量、新风量、排风量和回风量的实测值与设计风量的偏差≤10%.

一般可采用下述方法进行现场调试。如图1所示, 系统有3条支干管, 其中, 支干管Ⅰ有1~4号风口, 支干管Ⅱ有5~8号风口, 支干管Ⅳ有9~12号风口。

现场调试分为以下7步:1用风速仪测量全部风口的送风量, 并计算每个风口的实测风量与设计风量的比值;2选择每条支干管实测风量与设计风量的比值最小的风口, 作为调整各支干管风口风量的基准风口;3从最远支干管Ⅰ开始调整, 测量1, 2号风口、1, 3号风口、1, 4号风口, 调节三通阀分别使2, 3, 4号风口的实测风量与设计风量的比值与1号风口的比值近似相等;4按相同方法对支干管Ⅱ和Ⅳ上的风口进行测量和调整, 使每条支干管上的风口风量达到与各自基准, 使7, 9号风口的风量平衡;5选择4, 8号风口为支干管Ⅰ和Ⅱ的代表风口, 调节B处的三通阀, 使4, 8号风口的实测风量与设计风量的比值数相等, 支干管Ⅰ与Ⅱ的总风量平衡;6选取12号风口作为支干管Ⅳ的代表风口, 选取4, 8号风口中的任一风口, 调节A处的三通阀, 使12号、8号风口的实测风量与设计风量的比值近似相等, 支干管与管段总风量平衡;7调整总干管的的风量调节阀, 使之达到设计风量, 各支干管和各风口将按比例自动调整到设计风量。

5 结束语

综上所述, 中央空调系统的结构十分复杂, 在安装施工时应考虑到各方面的影响因素, 并结合实际情况, 熟练掌握施工技术, 严格执行暖通安装标准, 做好施工组织设计, 把握项目要点, 落实施工全过程的质量控制和管理。只有这样, 才能提高中央空调系统的安装质量, 使中央空调系统的功能发挥到极致。

参考文献

[1]屈志宏.探讨中央空调系统安装施工技术问题[J].建筑界, 2012 (6) :70-71.

中央空调控制系统 篇8

项目位于武汉市青山区,建筑规划概况如表1。平面如图1。

武汉属北亚热带季风性湿润气候,一般年均气温15.8~17.5℃,一年中,1月平均气温最低,为0.4℃;7、8月平均气温最高,为28.7℃。

根据测试报告可知:场区内含水岩组成为第四系全新统冲积砂、砂砾石层,地下水类型为松散层孔隙承压水,含水层顶板埋深13.5m,厚度33.5m,承压水水位埋深10.29m。

通过计算,塔楼部分的总冷负荷为6295.1kW,总热负荷3 683.9kW。住宅的建筑总冷负荷为:3777.1kW;总热负荷为:2 210.3kW;热水负荷为1018kW。综合其他环境因素,在该项目的中央空调控制系统结合多种系统,进行模块设计,形成多元模块式中央空调系统。

2 多元模块式中央空调控制系统构成及特点

在现场设立的每台智能管理及能源优化系统控制盘设备全部具有独立控制功能,与冷热水泵动态节流智能控制柜、冷却水泵动态节流智能控制柜、卫生热水泵动态节流智能控制柜、冷却塔风机智能控制柜、末端空调机组智能控制柜、传感器控制箱等连接和通讯,专用控制器通过OPC协议解析,与各控制柜进行通讯,所有的连锁及协调自动在控制器内完成。在系统实行自动控制、远程、就地3种方式的情况下实现对主机、冷热水泵、冷却水泵、冷却塔及相关电动阀门连锁控制,并与远程设立的专用智能操作站实现互相通讯,实现远程控制。

多元模块式中央空调系统的构成如图2。

3 控制系统的适用性和控制策略

3.1 对中央空调系统设备的自动控制、智能管理

3.1.1 实现远程监控管理

1)地源热泵机组、单冷冷水机组

监控机组运行状态,实现故障报警、远程启停、读取机组参数。

2)冷热、冷却、热循环水泵

监控水泵运行状态、输出频率、手自动状态,实现故障报警、远程启停。

3)组合式空调机组

监控组合式空调机组运行状态、手自动状态,实现压差、故障报警、远程启停。

4)新风空调机组

监控新风空调机组运行状态,实现压差、故障报警、远程启停。

5)冷却塔风机

监控风机运行状态、手自动状态,实现故障报警、远程启停。

6)电动阀门

监控阀门运行状态、阀门开度、手自动状态,实现故障报警、远程启停。

3.1.2 实现连锁控制,实现一键启停及顺序启停

1)开机顺序:开启阀门—阀门反馈确认—冷却泵—冷却塔—冷热水碟阀—阀门反馈信号确认—冷热泵—启动制冷机组

2)关机顺序:关闭制冷机组—冷热泵—关闭冷热水蝶阀—阀门关闭信号确认—冷却塔—冷却泵关闭阀门—阀门反馈确认。

3.1.3 设备轮循控制

1)累计每台设备运行时间。

2)每次开机先启动运行时间最短的那台设备。

3)每次关机先关闭运行时间最长的那台设备。

3.1.4 压差旁通阀的水力平衡控制

在所有设备都满负荷运行时,压差旁通阀开度为零。当末端负荷变小后,末端的二通阀关小,分水器、集水器两端的压差将会提高而超过设定值,在压差控制器的作用下,旁通阀将自动打开,由于旁通阀与负荷侧水系统并联,使用压差旁通阀的开度大小来维持系统的水力平衡,部分水从旁通阀流过而直接进入回水管,与用户侧回水混合后进入水泵和冷水机组。

3.2 实现中央空调系统设备的节能控制、能源优化

3.2.1 地源热泵、冷水机组节能控制、能源优化

控制系统的核心是智能管理专用控制器和能源优化专用控制器及其内置的智能管理及能源优化系统专用控制软件。系统控制原理框图见图3。

图3中所示的智能管理专用控制器、能源优化专用控制器的输入变量都选用受控变量,它们能够比较准确地反映受控过程中输出变量的动态特性。

当中央空调系统负荷变化造成空调主机及其水系统偏离最佳工况时,控制系统专用软件根据数据采集得到各种运行参数值,如系统供回水温度、供回水压差、流量及环境温度等,经推理运算后输出优化的控制参数值,对系统运行参数进行动态调整,确保主机在任何负荷条件下,都有一个优化的运行环境,始终处于最佳运行工况,从而保持效率(COP)最高、能耗最低,实现主机和水系统的能源优化。

3.2.2 制冷机组台数加减节能控制、能源优化

当若干台制冷机组并联运行时,根据冷(热)负荷的变化最优化程序控制制冷机组的台数。

每次操作时,最先启动运行时间最短的制冷机组,减机时则减运行时间相对较长的机组。这样可保证每台制冷机工作的时间大致相同,做到设备的均匀磨损。

以冷冻水回水温度作为主要依据,当回水温度在一段时间内(如20min)高于某个值(如13℃),同时系统负荷和机组制冷量之间满足开机条件,则决定增开机组;反之,当回水温度在一段时间内(如25min)低于某个值(如11℃),同时系统负荷和机组制冷量之间满足停机条件,则决定减开机组。系统的实际负荷Q1=水比热×冷冻水回水流量×(冷冻水回水温度-冷冻水供水温度)。当管道中未安装流量计而只安装压力计或压差计时冷冻水回水流量可作如下近似估算:

式中,K为与回水主管道相关的1个系数;p2为冷冻水供水压力;p1为冷冻水回水压力;ρ为冷冻水密度。对于系统负荷和机组制冷量之间的关系,用下式计算:Q2=K×(N×C),式中,Q2为系统负荷量;K为比例常数;N为冷水机组制冷量;C为当前冷水机组运行台数。

加机条件为:

减机条件为:

延时和温差约束条件下加减机的过程曲线见图4。

3.2.3 循环水泵的节能控制、能源优化

监控冷冻(热)水供、回水温差(或压差)为目标,通过PID运算实现对冷冻(热)水变频节流装置的转速控制,实行多用多送,少用少送的原则,实现能源优化系统的高效节能。

同时可以监控冷却水供、回水温差(或压差)为目标通过PID运算实现对冷却水变频节流装置的转速控制,实行多用多送,少用少送的原则,实现能源优化系统的高效节能。

当目标压差值超出设定值范围,且变频频率或转速大于满量程的85%时,程序自动加泵,即自动启动处于最优备用状态的节流装置;反之当目标压差值超出设定值范围,且变频频率或转速小于满量程的30%时,程序自动减泵,即自动减少1台的节流装置;无论何时系统至少有1台水泵处于运行状态。

3.2.4 末端空调机组的节能控制、能源优化

组合式空调机组:通过对回风温度的检测,来控制电动调节阀的开度大小,实行多用多送,少用少送的原则,既保证房间设定的温度,又达到高效节能。

新风机组:通过对送风温度的检测,来控制电动调节阀的开度大小,实行多用多送,少用少送的原则,既保证房间设定的温度,又达到高效节能。

3.2.5 冷却塔风机节能控制、能源优化

冷却塔根据冷却水供回温差来决定冷却塔的运行台数。其具体方法是:

式中,N为实际运行的冷却塔台数;k(n)为实际工作的制冷机数;n为对应的至少保持运转的冷却塔数;t2为冷却水出水温度;t1为冷却水回水温度;p(t2-t1)为与供回水温差对应的增开或减开冷却塔的台数。

系统根据上述原则自动控制冷却塔的运行台数。当目标回水温度值超出设定值范围(大于),程序自动加风机;反之当目标回水温度值超出设定值范围(小于),程序自动减冷却塔风机;无论何时系统至少有1台风机处于运行状态。

4 系统控制的功能特点

1)多元模块式中央空调控制系统具有高可靠、抗干扰性强的双向通信能力。具有现场对智能管理专用控制器和能源管理专用控制器编程的能力,并具有编程器所需的接口。可在现场设置、读取或修改参数,程序也可同智能操作站通过网络装入。

2)系统采用具有远程监控能力的远程智能工作站,远程智能工作站可满足稳定、可靠、功能强大、开放性、可兼容性强的要求。

3)控制系统能快速检索信息,并对相关参数进行查询、修改、控制等,提供多种即时修改系统参数的方式。同时进行能量负荷的自动跟踪,实时调整中央空调设备的能量输出,实现中央空调系统设备的高效节能。

4)控制系统具备报警和时间机制,随时记录系统发生的时间,显示报警时间和报警画面,记录报警时间和事件。同时具有差别控制功能:根据负荷变化特点的差别和冬夏调节性能的不同采用不同的节能控制模式。

5)控制系统具有用户管理功能:对不同用户具有不同操作权限。同时具有自动记忆功能:运行过程中电源掉电后自动记忆当前运行参数,恢复供电后自动追踪断电前的工作状态。

5 结语

本文详细地讨论了多元模块式中央空调控制系统的适用性和控制策略,综合体项目主要功能以住宅与商业为主,两者的空调负荷存在明显的交错,适合采用集中式冷热源系统。中央空调系统采用模块化形式的设计,在不同的运行情况下,采用不同模块组合运行,实现了多元化组合调控,硬件设备的选择更加灵活,加大了系统的可变性。

参考文献

[1]赵舒畅,李云栋,等.基于Lon总线技术的暖通空调控制系统[J].测控技术,2000(11):29-32.

[2]徐利梅,童明.现场总线及其在楼宇自控系统中的应用[J].智能建筑与城市信息,2003(7):15-18.

[3]李正军.现场总线与工业以太网及其应用系统设计[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[4]程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析[M].北京:电子工业出版社,2008.

中央空调控制系统 篇9

中央空调变风量系统广泛应用于各大商场、办公楼、会议室、展厅等场所,随着社会化进程不断发展,楼宇层数较多,中央空调设备往往不止1台,并且分布于不同的楼层之间,而又要实现各个房间的温度控制。因此,合理地设计中央空调系统的控制方案对系统的运行节能和设备维护十分重要。 PLC控制系统具有程序可自由编写、抗干扰能力强、运行可靠等诸多优点［1］,特别是通讯功能良好、使用与维护操作方便、适合于较复杂的网络结构等优点使其在中央空调系统中得以广泛的应用。

1变风量系统介绍

变风量系统基本组成包括室内温控器、变风量末端( VAVBOX) 、中央空调处理机组等,其中变风量末端包含控制器、传感器、风阀、BOX箱体及其他辅助设施,中央空调处理机组通常包括初效过滤段、新回风混合段、表冷/加热段、中效过滤段、喷水室、变频总风机送风段等,中央空调变风量系统组成如图1所示。

将总风机变频器、PLC、房间温控器等器件有机结合实现室内温度控制要求,同时达到节能目的。该系统采用西门子PLC作为主控制单元,通过室内温控器改变一次风送风量的大小,进而控制总风机变频器的输出,确保系统能够根据实际负荷来调整送风风量,使系统的能耗大大降低,可以节约大量能源,节能效果非常显著［2］。

2变风量空调控制系统总体设计方案

根据工程项目的实际情况,设计了监控系统组成结构图,具体如图2所示。

设计采用了分级网络形式的控制方式,主站采用西门子PLC控制方式,上位机采用组态软件进行监控,下位机由各房间温控器组成,通讯口均为RS232 /485,通讯协议为Modbus协议。网络用于各级之间的通讯,使整个控制系统网络化。该项目的控制对象为2台变风量空调机组和60台变风量末端。

在空调系统中需要控制器、执行器、传感器、变送器等,控制器主站采用西门子PLC,从站采用室内温控器,执行器包括电动风阀执行器等。每个末端房间安装温度传感器、压力传感器、CO2传感器和房间温控器。传感器将为控制器提供4 ~ 20m A电流信号或0 ~ 10V电压信号等标准的电信号,通过风阀执行器调节现场风阀,从而实现各个房间的变风量控制。控制系统使用与调试非常方便和可靠,极大地提高了自动化控制能力和控制的集成化程度,因此将会在中央空调自动控制系统中发挥着重要作用［3］。

3主要控制策略

变风量空调系统( VAV) 常用控制方式有定静压控制、变静压控制、总风量控制法。文中结合工程实际情况,针对该项目采用总风量控制法来实现各房间温度控制。

3. 1房间温度控制

空调末端房间温控器以房间温度为主参数,以风道空气流量为副参数组成串级控制系统。主环为温度控制系统,房间温控器将检测到的房间温度与设定值进行比较,将测量温度值转换成4 ~ 20m A电流信号,将模拟量输入信号转化成数字信号,进行PI或PID调节,得出一个中间变量,其为设定风量。将此设定风量值作为副环控制回路输入的设定值。副环为风量控制系统,房间温控器通过风速传感器采集的信号进行计算,得到实际的风量,其作为副环控制回路输入的测量值,设定风量与测量风量进行比较,进行PI或PID调节,输出值用于调节风阀执行器,从而实现房间温度控制。

3. 2总风量控制

总风量控制将各VAV末端装置的设定风量求和即为系统所要求的总风量,根据风机的性能曲线和风道阻力特性,可以得出流量与转速的对应关系,将此对应关系通过PLC编程编入控制器中,通过控制总风机的变频器的频率来调节总风机的转速,进而改变总送风风量［4］。

3. 3新排风量控制

新风阀控制采用二氧化碳浓度监控法,利用风管上的二氧化碳浓度传感器测量系统回风的二氧化碳浓度,计算测量值与设定值之间的偏差来控制新风阀的开度来保证系统充足的新风量［5］。当二氧化碳浓度高于设定值时,新风量不足,需要增大新风阀的开度来增加新风量,以满足室内二氧化碳浓度控制的要求,最终实现提高室内空气品质的目的。

由于送入各空调房间的风量是变化的,因此新风量也会随着变化。即使总新风量达到要求,分配到各房间的新风量也不一定能够满足各房间的最小新风量标准。因此,设计采用在各个房间的回风管内设置CO2浓度传感器,检测到的CO2浓度作为新风量调节对象,当新风量不满足要求时,需要对系统总新风量进行修正,保证满足所有空调房间的新风量要求。排风阀与回风阀跟踪新风阀的开度以维持系统风量平衡。

4监控系统设计

上位机采用组态软件进行监控,组态软件是一套计算机监控系统,可以方便地构造适应自己需要的“数据监控”系统。中央空调监控系统由变量定义、系统界面、数据库连接、通信模块设计等4个部分组成［6］。组态软件可以实现数据通讯、数据管理、数据交互的功能。

组态软件分为多个界面,中央空调系统机房组态画面如图3所示,其中中央空调机组主要可以显示新风阀开度、新风温度、新风湿度、初效过滤报警、中效过滤报警、总风机运行状态、表冷/加热段的供回水温度、送风温度、送风湿度、送风压力等参数信息。此外,其他界面还可实时监控各房间变风量末端的风量、压力、温度控制等情况。

5结语

空调系统的能耗占建筑总能耗的50%~70%,因而,建筑节能问题对于建设节约型社会有着深远的意义[7]。文中以办公楼宇中央空调变风量系统的控制为例,通过构建监控系统结构、选择合适的控制策略实现室内温度控制[8]。

中央空调控制系统 篇10

1 中央空调系统的控制任务和控制功能

中央空调系统的控制任务是自动调节空气温度、空气湿度、风速、送风量及空气的洁净度等, 满足不同用户的需求, 在不同的气候条件下, 自动保证空调室内得到较为满意的“人工气候”条件, 并合理的使用空调系统的冷热源, 节省能耗。

以某大楼的中央空调系统为例, 列出空调系统的控制要求。

(1) 空调系统检测与控制。 (1) 自动检测新风、送风、回风及被控房间温、湿度及正压值, 表冷器的供、回水温度; (2) 自动检测送、回风机, 故障报警; (3) 根据室外空气状态和室内正压值自动调节新风、回风、排风阀开度; (4) 根据被控参数及设定参数自动调节表冷器、加湿器的电动调节阀的开度, 并在控制器面板上显示其开度; (5) 中、低效过滤器压差状态及超差报警; (6) 送、回风静压检测, 送、风量过低报警, 风机故障报警, 温湿度超限报警; (7) 风机的自动启停, 电动风阀的联锁。

(2) 集中制冷站检测与控制。 (1) 自动检测冷冻水供回水的温度和压力、流量; (2) 自动检测冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风机的运行状态及故障状态, 并实现远程启停控制; (3) 自动检测补给水箱、膨胀水箱的水位, 并实现自动补水控制。 (4) 冷水机组、冷冻水泵、补充水泵、冷却塔风机的联锁控制, 备用状态自动投入; (5) 冷冻水泵、补充水泵的启停信号、故障报警及启停控制。

(3) 中央监控, 完成对整个系统的运行状况的显示、记录、报警等监控管理功能。

从上面的介绍中可以看出, 空调控制系统的需要检测的量和需要控制的量比较多, 因此如何有效、可靠地传递信息和执行命令将影响系统的性能。传统的工业通信系统通常采用RS485总线与各测控节点连接, 以主从方式轮询各节点。这种结构的缺点是:主节点负担繁重, 需不停地查询各节点的状态, 主节点损坏, 则系统瘫痪;当节点数目较多时, 系统的实时性下降, 系统性能降低;各个节点之间无法直接通讯;不利于系统的扩展和现代建筑的其它系统的集成。

针对以上出现的问题, 我们提出基于现场总线技术的空调控制系统, 采用多个测控节点和上位机通过总线连接。

2 楼宇自动化中的现场总线

现场总线是20世纪80年代末90年代初发展形成的, 用于过程自动化, 制造自动化, 楼宇自动化和家庭自动化等现场智能设备互联和通信。从本质上来说, 它是一种数字通信协议, 是一种应用于生产现场的智能化控制设各之间实幸亍双向串行通信, 多节点的数字通信的系统, 同时也是一种开放的数字化多点通信的底

层控制网络。它使得自控系统和设备有了通信能力。国际上现有各种现场总线不下200种, 比较典型的有Profibus、FF、HA RT、Device Net、CAN、Lon Works、Modbus等。现在已有很多的总线技术都可用在楼宇自动化中, 比如, CAN、Lon Works、BACn et。现结合中央空调系统的特点比较CAN总线和Lon Works总线[2]。

2.1 通信介质访问控制方式

Lon Works采用的Lon Talk通信协议遵循ISO/OSI的全部7层模型。它的通信介质访问控制方式为带预测P.坚持CSMA。当节点有信息要发送而试图占用通道时, 首先在~个固定的周期检测通道是否处于网络空闲。为了支持优先级, 还要增加优先级时间片, 优先级越高则所加的时间片越少。然后根据网络积压参数产生一个随机时间片。当延时结束时, 在负载较轻时, 使介质访问延时最小化, 能消除冲突。

C A N的通信介质访问方式为带优先级的C S M A/C D。它采用多主竞争结构:网络上任意节点均可以在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息, 而不分主从, 即当发现总线空闲时, 各个节点都有权使用网络。

2.2 实时处理能力

Lon Works提供了一种可选择的优先权机构, 允许每个节点有且只有一个特定的优先权时间片。对这个节点来说, 在这一时间片内不存在对传输介质的争夺问题。可选择的时间片有126种。即有126种优先级, 号数越小优先权越高, 等候传送的时间越短。

CAN的每个报文都带有优先权, 标准报文格式的11位ID将使报文有2032种优先权。由此可见两者都有很好的实时处理能力, 不会因网络冲突而导致紧急信息不能及时发送出去, 只是Lon Works的优先权级别不够丰富, 在一些特殊情况下可能不能满足应用要求。

2.3 可构成网络的规模

应用Lon Works技术的LON (Local Operation Network) 网络可分为3个层次:域 (domain) 、子网 (subnet) 和单个节点 (node) 。域是同一应用中所有节点的集合。子网是同一应用中采用同一传输介质的节点的集合。不同子网之间可以由路由器进行连接。网络的每一个报文中含有目标节点的地址, 格式为:域、子网或域、子网、节点等。每个域可有255个子网;每个子网可有127个节点。这样, 一个LON网络的最大容量为32385个节点, 可构成庞大的分布式控制系统。

C A N采用位仲裁方式访问网络总线, 对报文头的标识符进行仲裁, 虽然在扩展格式中报文的标识符增加至29位, 但为了保证信号的稳定、有效及实时处理能力, 实际节点只能达到110个。

3 结语

考虑开发成本的问题, 加上现在已经有51系列单片机的仿真机和开发环境, 结合中央空调系统的实际特点, 所以选择CAN总线技术来实现该系统, 并且选择单片机+C A N控制器+C A N收发器的开发方案开发C A N控制节点。

摘要：CAN总线是目前最流行的现场总线之一, 具有多主工作方式、传输速度快、距离远、自动解决总线竞争、自动重发功能、纠错能力强等特点。在分析了中央空调系统原理的基础上, 重点比较了在楼宇自动化中常用的LonWorks和CAN总线技术, 提出了CAN总线较适合于安全性和实时性要求较高的中小型系统的观点, 并确定了开发方案。

关键词：现场总线,中央空调,控制系统,CAN总线技术

参考文献

[1]高建强.基于PROFIBUS总线的中央空调控制系统[J].电气时代, 2011 (1) .