集散控制系統(tǒng)在樓宇中央空調(diào)中的應(yīng)用研究

李明

【摘要】隨著近幾年我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶動(dòng)房地產(chǎn)發(fā)展，對(duì)中央空調(diào)的市場(chǎng)需求也逐漸呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。中央空調(diào)能夠給人們帶來四季如春、溫馨舒適的生活環(huán)境，是商場(chǎng)、賓館、大廈等現(xiàn)代建筑中不可缺少的設(shè)施設(shè)備。但由于中央空調(diào)的功率較大、耗能速度較快，幾乎占據(jù)建筑物用電總量的一半以上，因此如何控制中央空調(diào)的耗能情況是目前應(yīng)當(dāng)解決的問題。

【關(guān)鍵詞】集散控制系統(tǒng) ?中央空調(diào) ?建筑能耗

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）05-0240-02

二十世紀(jì)七十年代集散控制系統(tǒng)問世以來受到了廣大用戶的青睞，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的使用，并獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。以PC機(jī)為基礎(chǔ)的集散控制系統(tǒng)，配合成熟的工控組態(tài)軟件將成為控制領(lǐng)域中的重要發(fā)展方向。

一、集散控制系統(tǒng)

1.1集散控制系統(tǒng)的概念

集散控制系統(tǒng)是對(duì)生產(chǎn)過程中進(jìn)行分散控制與集中管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。是隨著現(xiàn)代化大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的進(jìn)步和控制要求日漸復(fù)雜的衍生產(chǎn)物，集散控制系統(tǒng)是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)融于一身的系統(tǒng)控制技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)控制集中優(yōu)化、危險(xiǎn)分散。

1.2集散控制系統(tǒng)的組成

集散控制系統(tǒng)的組成部分較為復(fù)雜，但通常都由過程控制單元、過程輸出/輸入接口單元、CRT顯示操作站、管理計(jì)算機(jī)、高速數(shù)據(jù)通路等五大主要部分組成的。

1.3集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1）人機(jī)交互能力

集散控制系統(tǒng)組態(tài)軟件提供有良好的用戶接口，方便在使用過程中操作人員及時(shí)獲取生產(chǎn)過程中詳細(xì)的報(bào)警顯示、趨勢(shì)畫面、流程畫面等信息。此外，操作人員還能在線修改參數(shù)與指令操作，有效干預(yù)運(yùn)行過程。

2）可靠性較高

集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的分散性使得系統(tǒng)危險(xiǎn)也得到分散，在一定程度上提高了系統(tǒng)的可靠性。集散系統(tǒng)采用的容錯(cuò)技術(shù)也為系統(tǒng)工作提高可靠性與抗干擾能力。

3）控制功能分散、管理集中

在整個(gè)生產(chǎn)過程中的管理信息全部集中儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中，生產(chǎn)過程中采用分散結(jié)構(gòu)控制，再利用網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備或者信息高速公路傳輸至相關(guān)設(shè)備。

4）具有高度靈活性和可擴(kuò)展性

集散控制系統(tǒng)中的硬件設(shè)備包含了多種不同功能與類型的插卡，在使用過程中選取不同的插卡組成不同的硬件環(huán)境使得集散控制系統(tǒng)變得靈活性較大，可擴(kuò)展性較高。

二、中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)

2.1中央空調(diào)系統(tǒng)的組成

中央空調(diào)系統(tǒng)主要是由主機(jī)制冷系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)組成的。主機(jī)制冷系統(tǒng)是重要空調(diào)系統(tǒng)的中心，它是由冷凍主機(jī)、冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器構(gòu)成的。

2.2中央空調(diào)系統(tǒng)的原理

蒸發(fā)器中的制冷劑與冷凍水之間發(fā)生熱量交換，使冷凍水降溫制冷，使得制冷劑吸收熱量再蒸發(fā);冷凝器中蒸發(fā)后的制冷劑與冷卻水之間發(fā)生熱量交換，制冷劑釋放出的熱量由冷卻水帶走。當(dāng)室內(nèi)溫度過低時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)將循環(huán)熱水流入風(fēng)機(jī)盤管，將室外低溫空氣循環(huán)通過風(fēng)機(jī)盤管，低溫空氣與風(fēng)機(jī)盤管的鋁片進(jìn)行熱交換，使得風(fēng)機(jī)盤管鋁片將熱量傳遞給低溫空氣，將加熱后的低溫空氣送入房間內(nèi)，使得房間內(nèi)溫度升高。同理，當(dāng)室內(nèi)溫度較高時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)利用水泵將制冷主機(jī)提供的冷凍水循環(huán)流入風(fēng)機(jī)盤管，當(dāng)盤管內(nèi)的鋁片與循環(huán)進(jìn)入的室外高溫空氣向接觸時(shí)進(jìn)行熱交換后的冷空氣送入室內(nèi)，達(dá)到降溫的目的。

中央空調(diào)的工作過程就是不斷的以水為媒介進(jìn)行熱量交互的過程，借由冷凍水與冷卻水的循環(huán)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)能量傳遞交換。中央空調(diào)結(jié)構(gòu)原理圖如下：

圖1 中央空調(diào)結(jié)構(gòu)原理圖

三、集散控制系統(tǒng)在樓宇中央空調(diào)中的應(yīng)用

空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以提高系統(tǒng)的可靠性、使用率、滿足控制指標(biāo)為主要目標(biāo)，其次，為相應(yīng)國家號(hào)召盡可能的減少能源消耗。集散控制方式設(shè)計(jì)的空調(diào)系統(tǒng)可以達(dá)到以節(jié)約能源消耗為目的。

3.1 降低成本

根據(jù)相關(guān)技術(shù)資料統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)中央空調(diào)從安裝到使用到淘汰，最初的安裝費(fèi)用占據(jù)總成本的10%左右，而運(yùn)行、維修、包養(yǎng)費(fèi)用占據(jù)了90%左右。隨著近些年我國電價(jià)的普遍上漲，中央空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用也在不斷上升。離散控制系統(tǒng)應(yīng)用到樓宇中央空調(diào)中，能夠從根本上優(yōu)化中央空調(diào)的運(yùn)行方式，且能夠有效降低中央空調(diào)的維修與保養(yǎng)次數(shù)，從而降低成本。

3.2 智能化系統(tǒng)

跟傳統(tǒng)的電氣控制比較，離散控制系統(tǒng)的可靠性較高，且具有相當(dāng)強(qiáng)的抗干擾能力，采用離散系統(tǒng)可以將傳統(tǒng)的復(fù)雜工作智能化，實(shí)現(xiàn)離散功能，從而能夠有效降低運(yùn)行中風(fēng)機(jī)與水泵的電能消耗。

中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗將是我國未來能源消費(fèi)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)，采用集散控制系統(tǒng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能將對(duì)我國未來能源消費(fèi)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

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