電氣自動化在中央空調中的應用

【摘 要】中央空調為炎炎夏日里的人們送去涼爽，為嚴寒冬日里的人們送去溫暖，但目前大部分的中央空調都存在能耗高、效率低的問題，而在可持續發展戰略逐步得到重視與執行的今天，不可避免地節能環保工作愈來愈受到人們的重視。在這種追求節能環保的呼聲下，加之現代科技尤其是計算機技術得到長足發展，給電氣自動化帶來了發展的機遇并得以應用到中央空調中，對于中央空調系統進行環保節能方面的改造起到了良好的效果。電氣自動化在中央空調中的應用是一門必須引起我們重視的課題，我們要追求安全、節能、環保的中央空調的過程中，需要正確應用電氣自動化技術，了解并熟練掌握低壓配電過程控制和在線監控等中央空調電氣自動化的核心內容。

【關鍵詞】電氣自動化；中央空調；環保節能

0 前言

自中央空調這一劃時代的電器發明以來，得到了廣泛的應用。在大型商場、大酒店、辦公樓等等公共場所，人們能夠得以一年四季都處在舒適的溫度中，醫預約的身影進行休憩或辦公活動，均是仰仗于這種功能強大的設備。遺憾的是，這種強大的設備其耗能也十分可觀，就目前而言市面上研制的中央空調沒有節能，易于控制的型號版本，這些問題給人們帶來極大的困擾。隨著夏季氣溫的日益增高，對于中央空調的需求越來越大，人們迫切需要找出合理的辦法解決這一難題，而無疑自動化技術的加入，為人們帶來了福音。

1 改造中央空調系統的意義

中央空調的耗電量是巨大的，據可靠數據證明，僅以高層建筑安裝的中央空調為例，其耗電量便可達到整棟樓宇用電量的40%～60%。而要扭轉這種浪費能源嚴重的現狀，改造中央空調的系統，無疑電氣自動化便是一條可行而重要的途徑。據分析，冷源系統是在中央空調中最耗電的部分，大的冷源系統的耗電量可以達到上千千瓦，冷源系統中的水泵設備則可以達到兩百千瓦，可知冷源系統耗電問題在整個空調系統耗電問題上的重要性。筆者就電氣自動化應用于冷源系統為例，結合多年工作經驗探討進行電氣自動化在空調中的應用。目前多數采取簡易的遠程啟動模式或者手動模式來達到控制中央空調系統的目的，但這種控制方法耗費大量人力物力，且電能浪費嚴重（中央空調每年耗電量中約有20%都是被浪費的），種種劣勢都說明其并不適用于中央空調系統，因此對中央空調進行節能改造有著巨大的意義。

2 中央空調系統電能浪費原因

2.1 控制模式不夠靈活

鑒于目前我國大多數地區的經濟能力和技術水平有限，多數的中央空調都是采用簡易的遠程控制模式，甚至于手動模式這一早應被淘汰的控制模式仍然應用于部分舊建筑當中。這兩種方式都需要大量工作人員負責中央空調的開機和停機，并配以相應的值班團隊進行24小時監督管理中央空調的運轉，這便是人力的耗費。另外一般情況下開機一個小時后才會有用戶進行使用，而用戶剛使用時，中央空調的負荷并不大，卻打開了制冷量很大的主機，供遠大于求的能源使用狀況加劇了能源的浪費。而停機時，工作人員需要確保全部用戶都已經停止使用空調后，才能停止中央空調，這就導致了在用戶停止使用制冷后30～45分鐘后才停止中央空調，這種可觀的時間差同樣造成能源浪費。由此可見，人工管理不能及時地打開或者關閉空調系統，引起了較大的浪費。

2.2 中央空調檢測效率低下

關于中央空調的巡檢制度，目前規定的是每過幾小時工作人員應當巡檢一次機房，根據實際情況，可酌情降為一天一次。主要負責記錄主供同水管路的水溫和室外的天氣情況，以此來判斷制冷機組能夠滿足末端符負荷的壓力，這便是檢測的主要工作內容，而這種巡檢制度的檢測效率并不高。除此之外，中央空調的水泵常常會超負荷工作，出現“大馬拉小馬”的情況，這就導致了水泵不能通過調節末端負荷來進行運行，也就是水泵出現失靈狀況，整個中央空調運轉效率嚴重低下，耗電高昂。

3 憑借電氣自動化改進中央空調的方法

在目前新建成的樓盤中，已經實現了通過應用眾多電氣自動化技術來改進空調節能的樓宇自控系統的全面安裝。因此，改造舊樓就成了電氣自動化改造工程的主要對象。對于中央空調的改造，工作人員需要迅速分析并抓到工作重點，針對中央空調耗能的主要部分來進行改進，最快改變中央空調系統的耗能問題。而經過分析可知，冷源系統便是技術人員的主要改造對象，在整個工作流程中，技術人員從勘察現場、水管改造、電路改造和軟件設計方法四個方面來進行具體的自動化改造項目，最終形成一套能夠根據采集到的管道末端負荷變化情況來實現對水泵、水機、水塔的自動調節。只要詳細地對中央空調系統進行了改造之后，其自動化運行、智能化工作的目標便可實現，進而達到節能環保的目的。

3.1 現場勘察并進行數據記錄

不要輕視這一看似簡單的工作，作為整個修改方案的基礎，只有完美完成這項工作，才能保證接下來整個修改項目能夠正常進行。因此技術人員必須嚴謹認真對待這項工作，認真進行勘察記錄。其中要記錄的數據有：建筑的基本參數（包括樓層的具體高度、空調設備的詳細位置、建筑的用途等）、中央空調主機參數（包括主句的品牌和型號、功率、制冷量等物理量）、水泵使用情況（包括電壓、額定功率、電流、流量、轉速等物理量）、末端的設置參數（包括運行時間等物理量）。

3.2 改造供水管道

為了水泵主機間能夠實現并行工作，滿足監察記錄的需要，技術人員需要對供水管道進行一定改造，具體工作內容是在冷凍水和冷卻水之間加上電動蝶閥，并且如果條件允許的話，可以考慮采用單獨的管道，以取得更為理想的效果。為了計量總管的冷水量，可以在冷凍冷卻水的主管道安裝上溫度傳感器。

3.3 設計和改造電路

目前廣泛使用的水泵控制柜的基本構造是：停止、自動和手動三檔，還包括本地啟停按鈕，運行、停止、故障指示燈，遠程控制接線端子。而帶計算機的PLC智能控制柜不僅可以自動化地采集溫度、流量和設備信號，還能夠對主機和變頻水泵節能控制。另外，為更加準確而精細地實現自動化控制，不妨令變頻系統和工頻系統在程序和設備上達到雙重互鎖，效果將更為理想。

3.4 智能控制軟件的設計

因為在成型的樓房當中，其基礎設施無法進行較大改變，因此只能通過控制電柜、計算機、PLC、溫度傳感器和變頻器等設備，令中央空調自動調節冷源系統，使冷源系統處于最節能、最智能的運行模式。在冷源系統當中，確保其智能運行的關鍵便是PLC。在實際的工作過程中，PLC負責的主要內容是計算采集到的冷量數據，然后由監控軟件對計算得到的數據進行處理和反應，根據處理結果自動生成數據報表，結合已有數據自動生成運行最佳參數，以保證冷源系統工作良好。

4 結語

因著技術人員將電氣自動化廣泛應用于中央空調系統，給空調系統帶來了極大的便利。電氣自動化技術應用在中央空調上的主要有低壓配電技術、PLC控制技術、變頻調速技術、遠程監控技術等。其中，要保證用電安全，就必須重視低壓配電技術，至于令中央空調系統向更加智能精密化、人性便利化方向發展，就需要用到LC控制技術。這些技術的應用不但實現了中央空調系統的節能減排環保的目標，更增長了其使用壽命，保證了其使用安全。遠程監控使中央空調系統變得更加人性，節省大量財力物力。

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[責任編輯：陳雙芹]