《基于PLC的中央空调控制器的现状分析及发展展望.docVIP

二〇一四年十一月 基于PLC的中央空调控制器的现状分析及发展展望 摘要：随着人们生活水平的不断提高，空调已经作为一种必备实用的家庭电器进入千家万户。中央空调更是凭借她优越的节能性深受大众喜欢，目前大型商场、医院、大型娱乐场所等地方中央空调随处可见，方便控制，价格低廉，性能优越会使它越来越普及。直至今日，可编程控制器PLC在我国飞速普及和发展，我们已经能把PLC与中央空调系统联系起来。本文就是主要介绍基于PLC的中央空调的现状分析及发展展望。 关键词：中央空调控制器 PLC 现状 发展 1.课题背景 随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，为了保证温度恒定，中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑领域，例如酒店、宾馆、办公大厦、商场、工厂厂房等场所。随着时间的推移，人们对中央空调控制系统运行效果的评价也改变了。舒适节能才是最符合人们对中央空调系统提出新的要求，希望在能耗更低的情况下保持室内合适的温度、湿度。 统计数字显示，传统的中央空调控制系统耗电量极大，且存在巨大的能源浪 费。中央空调系统普遍存在着30％以上的无效能耗，有些中央空调系统的无效 能耗甚至可以高达50％以上。采用新技术降低系统能耗成为当务之急。因为能 源是发展国民经济的重要因素，我国近年来能源短缺的现实，节能减排才是重中 之重。建设节能型社会，促进经济可持续发展，是实现全面建设小康社会宏伟目 标，构建和谐社会的重要基础保障[1]。 在传统的设计中，中央空调的制冷机组、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、 冷却塔风机系统、风机盘管系统等都是按照建筑物最大负荷制定的，且留有充足 余量。不管在什么时间，负荷的多少，各电机都长期处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的功能，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。有个例子可以很好的 说明这些，中央空调系统中的冷冻水泵和冷却水泵，一年四季长期在固定的最大 流量下工作，但由于季节、昼夜和用户负荷的变化，在绝大部分时间内，空调的 实际热负载与决定水泵流量和压力的最大设计负载相比，一年中负载率在50％ 以下的小时数约占全部运行时间的60%以上。一般冷冻水设计温差为5～7℃，冷却水的设计温差为4～5℃，在系统流量固定的情况下，全年绝大部分运行时间温差仅为1～3℃，即在低温差、大流量情况下工作，从而增加了管路系统的能量损失，严重浪费了水泵运行的输送能量。也就是说，中央空调系统存在着少30％以上的节能空间。这至少30%的节能空间来源于很多方面： 第一，负荷估算值偏大，系统消耗能量大大增加，现在的新型制冷主机可以 根据负载的变化自动加载、卸载，而水泵的流量却不能随制冷主机而调节，必然 存在很大的能量浪费；除此之外，每年的气象条件是随季节呈周期性的变化的， 系统并不能做出相应的调节，许多环节上都留有节能空间。 第二，空调主机选型容量加大，在冷负荷估算值加大后，空调主机制冷量也相应的加大。 第三，水系统中通过节流阀或调节阀来调节流量、压力，冷冻水系统和冷却 水系统中消耗了水泵较大的输送能量。在传统的运行方式下，只要启动水泵，就 会在工频满负荷状态下运行。 第四，起停频繁对设备长期安全运行带来不利影响。起动电流通常为额定值的5倍左右，电机在如此大的电流冲击下，进行频繁的起停，对电机、接触器触 点产生电弧冲击，也会给电网带来一定冲击，起动时带来的机械冲击和停止时的 承重现象也会对机械传动、轴承、阀门等造成疲劳损伤。 为此，如果能通过冷冻水供回水温度、压差，冷却水泵的流量等工艺参数进 行调整并对空调设备进行优化起停，使空调系统高效、节能运行，将产生非常明显的经济效果。另外，根据交流电机的特性，要实现连续平滑的速度调节，最佳 的方法就是采用变频器调速，采用变频器进行风机、水泵的节能改造，不仅避免 了由于采用挡板或阀门造成的电能浪费，而且还会极大提高调节和控制的精度， 从而方便地实现恒温空调系统[2]。空调节能的目的是有效利用能源，以最小的能耗创造出一个适合人居住、工作的室内环境。空调水系统实现节能运行可以有效地减少空调系统能耗和建筑总能耗，提高能源利用率，对减少温室气体排放，减轻环境污染，实现人类社会的可持续发展。 在这种情况下，只有不断改进中央空调控制器才能提高能源利用率，也能提高中央空调系统的运行环境和运行质量。因此本文通过对基于PLC的中央空调控制器的特点的介绍及现状分析，探究了中央空调控制器的发展展望。 基于PLC的中央空调控制器的特点 2.1 PLC控制系统的特点 可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中它必须能够在各种不同的工作环境中。对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障