中央空调控制系统设计 - 图文

2026/1/23 12:32:05

元件如压缩机、热交换器、电劝机、精细阀和电子控制器的本地制造商)组成的合资公司进行的。在90年代中国也从其它先进国家吸收了较大型空调设备的先进高新技术,并与多数是美国的大公司组成合资企业。现今,中国已是一个顶级国家,她的当地主要工厂和合资企业制造了大量SRAC和SPAC以满足增长的国内市场和出口需要。日本过去几年在把SRAC和SPAC机组出口到中国、欧洲和中东以建立新的市场。但是中国现今已是最大的空调出口国,在2001年出口的WRAC,SRAC和SPAC机组总数达500万台,2002年预计有750或800万台机组出口,而日本正在失去出口的地位。 美国 美国是最大的空调市场,占世界总空调设备销售额的28%,大多数是有风管的单元式空调系统。但是,热泵比例相对的低,在2001年以数量计占20%而以销售额计?占30%。美国空调市场与其它国家的差别,一些明显的原因是: 大多数人居住在位于有广阔空间的郊区独立房屋内,可以更方便地为整个室内空间的舒适优先选择安装风管。 能源价格相对要低,全国范围有电力和燃气可以供应,在冬季可以通过天然气管路网络用燃气炉取暖。大部分陆地在冬季的寒冷天气并不适用没有辅助电加热的热泵,而辅助电加热是不经济的。强大工业分销商和经济商网络以相对低的安装费用和维修后缓支持推销有风管的中央空调系统。

日本 开利公司五十年代发明溴化锂机组技术以后并没有马上大力推广(当时美国的电力、能源并不紧缺,全球对氟里昂制冷剂破坏地球大气臭氧层还没有引起足够的重视)、也没有进一步研究发展。日本厂商引进溴化锂技术以后便大力发展,诸如荏原、日立、三菱重工、川崎重工等公司都形成了成熟、稳定的技术,现在日本国内溴化锂机组占据了主机市场份额的90%左右。 而到了八十年代全球对氟里昂制冷剂地球大气臭氧层的破坏引起广泛的重视,再加上电力、能源日益紧缺,各个国家的厂商开始重视溴化锂技术,但发现日本公司已经形成了强大的竞争实力、成熟稳定的技术。 同时,公司致力于围绕中央空调系统不断地开发新产品,发展新事业,逐步实现从中央空调主机供应商向中央空调系统集成供应商的转变。

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王亮:中央空调控制系统设计

1.4 中央空调的发展现状

伴随着计算机控制技术的发展,世界上HVAC系统的控制从五十年代开始就采用气动仪表控制系统,六十年代改进为电动单元组合仪表,七十年代采用小型专用微型计算机进行集中式控制系统,直到1984年,美国哈特福德市第一幢采用微星计算机集散式控制系统大厦的出现,标志着智能建筑时代的开始。集散式自控系统,目前技术趋于成熟,主要技术特征是采用了DDC(Direct Digital Control)。

作为控制系统中的主要单元控制器,目前国内外主要采用的是常规的PID控制,因其控制简单.实用.低成本.技术成熟.易于实现.参数调整方便.并且具有一定的鲁棒性,在空气调节的应比较广泛。1982年shavit和brandt等对控制阀门和执行器实现温度和湿度控制的不同特性做了研究。1984年shavit和brandt对PID控制的废气温度控制系统的单位阶跃响应做了仿真研究。1995年KA L M A N等人将PID控制用于压缩机和蒸发器的电机速度调节,以实现制冷去湿,并建立了系统的数学模型遗迹PID算法的三个参数的解析整定发发,同时给出了系统的两种控制策略。

我国空调产业一直沿用家用空调和中央空调的分类,家用空调和中央空调的两类生产厂家互不涉足。目前,市场出售的两类空调都有其局限性:一般家用空调使用于小面积、居室少的环境中,大型建筑采用中央空调。但是随着社会经济的不断发展与进步,随着居民居住面积的增大,对室内空气品质的要求也越来越高。例如一个三居室用户要装三部空调器,需要三个不同的室外空间,原来使用的家用空调特别是分体式空调器的安装就受到限制;虽然有些空调器生产厂家加装了排气扇,但空气流通不畅,空气质量差等弊端仍没有从根本上克服。而大型中央空调虽可同时为多用户集中供冷暖,但缺少个性化选择、自由度小,一次性投资较大,只能应用在大型建筑物和高档住宅小区,同时中央空调用于大型建筑特别是出租式建筑时又会遇到收费较困难等问题。为了解决上述两种空调的弊端户式中央空调就应运而生。通过分析得出户式中央空调的一下优点:

①户式中央空调系统是小型化的中央空调系统可满足用户多居室需求,以家庭为单元,可适应用户的个性化需求不受其他用户影响。

②由于户式空调采用了分体式空调室内机与室外机相分离的结构形式,使主机与

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末端装置相分离,这样就保证了宁静的家居环境;符合空调低噪声的发展趋势。 ③室内末端装置可采用多种方式安装如:暗藏、半暗藏、明装等方式,极适宜配合室内装修,尤其适合高档装修。

④由于主机由微电脑控制,在室内可完成全部操作,且操作简便;采用先进的电子控制技术系统可根据实际负荷自动化运行,节约能源及运行费用。

在户式中央空调的销售方面,可以和房地产商进行匹配销售。因为对房地产商而言,户式中央空调系统运行可靠、维护量极小、收费直观合理、不需设机房、这样可以减少公用设施和土建投资,降低房地产价格。此外户式中央空调可以分批投资添置各用户的空调系统,这样可以减少资金的固定化。

关于变频技术的运用,是由于现阶段的能源紧张所导致的。2004年9月16日国家空谈的强制性能效新标准出台,新标准按空调能效等级分为五级:一级为最高标准其能效指标为3.4;五级为最低标准,能效指标为2.6。一台1.5匹的一级产品每小时用电量不超过1度,五级产品每小时用电量不超过1.35度。从2005年3月1日起达不到最低标准的空调将不允许上市销售。

所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。众所周知,我国的电网电压为220伏、50赫兹,在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。由于供电频率不能改变,传统的定频空调的压缩机转速基本不变,依靠不断地“开、停”压缩机来调整室内温度,其一开一关之间容易造成室温忽冷忽热,并消耗较多电能。而与之相比的“变频空调”变频器改变压缩机供电频率,调节压缩机转速,依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的,室温波动小、电能消耗少,其舒适度得到较大提高。运用变频控制技术的变频空调,可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式,使居室在短时间内迅速达到所需要温度,并在低转速、低能消耗状态下以较小的温差波动,实现了快速、节能和舒适控温效果。 供电频率高,压缩机转速快,空调器制冷(热)量就大;而当电频率较低时,空调器冷(热)就小,这就是所谓”定频”的原理。变频空调的核心是它的变频器,变频技术是20世纪80年代问世的高新技术,它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自动调节,把50Hz的固定电网频率改为30至130Hz的变化频率,使空调完成了一个新革命;同时,还使电源电压范围达到142V至270V,彻底解决

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王亮:中央空调控制系统设计

了由于电源电压不稳造成空调机不能正常工作的难题。变频每次开始使用时,通常是让空调以最大功率、最大风速量进行制冷或制热,迅速接近所设定的温度。由于变频空调通过提高压缩机工作频率的方式增大了在低温时的制热能力,最大制热量可达到同品牌同级别空调器的1.5倍,低温下仍能保持良好的制冷效果。此外,一般的分体机只有四风速可供调节,而变频空调的室内风机自动运行时,转速会随压缩机的工作频率在12档风速范围内变化,由于风机的转速与空调器的能力配合较为合理,实现了低噪音的宁静运行。在空调高功率运转时,迅速接近所设定的温度。这样不但温度稳定,还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对压缩机寿命的衰减,而且耗电量大大下降,实现了高效节能。

“变频空调”采用了比较先进的技术,启动时电压较小,可在低电压和低温条件下启动,这对于某些地区由于电压不稳或冬天室外温度较低而空调难以启动的情况,有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速,它也可以适应更大面积的制热要求。不过,“变频空调”的价位通常较“定频空调”高出几百元。 根据目前的变频技术的发展主要表现在以下两个方面: (1) 机的驱动方式——从交流变频到直流调速;

(2) 制技术——VVVF变频技术,PWM脉宽调速控制技术,矢量控制技术。 变频技术的优点: (3) 或制热速度快 (4) 较好的舒适性。

1.5 本论文的主要工作

本论文的主要工作有两部分:一. 中央空调控制系统设计方案

二. 关于中央空调控制系统PLC编程 全论文分为5章:第一章 介绍什么是中央空调及中央空调的发展概况 第二章 介绍中央空调控制系统的原理及其构成 第三章 关于中央空调的设计

第四章 关于中央空调控制系统的PLC程序控制 第五章 结论及结束语

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