變水量與變風(fēng)量的中央空調(diào)節(jié)能控制路徑

胡儀

摘 要：為了提升中央空調(diào)中水泵和風(fēng)機(jī)兩個(gè)部件的定速運(yùn)行效能，設(shè)計(jì)了一種節(jié)能性的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)能夠控制變水量、變風(fēng)量。采用變壓變頻技術(shù)，以西門子大中功率變頻為基礎(chǔ)，該系統(tǒng)針對(duì)冷凍水、冷卻水變水量的節(jié)能子系統(tǒng)，和以通用小功率變頻器為基礎(chǔ)的，針對(duì)風(fēng)機(jī)盤管變風(fēng)量的節(jié)能子系統(tǒng)。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，此系統(tǒng)比其他形同更能節(jié)能而且能夠有效控制房間溫度，完全符合設(shè)計(jì)目標(biāo)；這種系統(tǒng)應(yīng)該廣泛應(yīng)用于我們的現(xiàn)實(shí)生活，以便于構(gòu)建節(jié)能環(huán)保和諧社會(huì)。

關(guān)鍵詞：變水量；變風(fēng)量；中央空調(diào)；節(jié)能路徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.190

目前隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，對(duì)資源的掠奪越來越嚴(yán)重，致使社會(huì)資源處于緊張狀態(tài)，為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，要求社會(huì)各行業(yè)發(fā)展都必須朝著節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。建筑行業(yè)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也相應(yīng)地獲得了發(fā)展，建筑能源用量日益加大，在全國(guó)總能源用量中據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)就占了大約11.7%，其中特別是，在建筑能源中總用量中空調(diào)的能源用量就占了大約50%左右，而商城和綜合大樓對(duì)空調(diào)的用量巨大，其空調(diào)的能源用量要占空調(diào)能源用量的60%以上。因此，對(duì)如何提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性進(jìn)行研究，對(duì)促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)運(yùn)行都具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)

中央空調(diào)節(jié)能運(yùn)行控制系統(tǒng)，作為最高級(jí)的節(jié)能控制方案，主要包括兩種方式，即變風(fēng)量節(jié)能和變水量節(jié)能，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度控制、監(jiān)測(cè)狀態(tài)和顯示參數(shù)的過程。而LabVIEW語言能夠有機(jī)的整合計(jì)算機(jī)軟件資源、測(cè)量?jī)x器以及計(jì)算機(jī)硬件資源。

2 冷卻水、冷凍水變水量節(jié)能子系統(tǒng)

冷卻水、冷凍水變水量節(jié)能子系統(tǒng)，能夠按照制冷系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷能力，對(duì)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)或轉(zhuǎn)速進(jìn)行有機(jī)的調(diào)節(jié)，繼而實(shí)現(xiàn)科學(xué)的調(diào)整水流量的目的，并將水泵能耗降到最低。現(xiàn)如今，空調(diào)能耗減低方案中，采取運(yùn)行水系統(tǒng)變流量是作為最重要的路徑存在的。

由冷卻水、冷凍水變水量節(jié)能子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1所示，該系統(tǒng)包括兩種控制方式，即手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種。前者控制途徑為：將頻率變化指令直接用工控機(jī)上設(shè)置出，再借助變頻器，來完成科學(xué)變頻變壓的過程，在基礎(chǔ)上，完成向水泵供電的全過程；后者的控制途徑為：其一，由溫度傳感器對(duì)冷卻水、冷凍水的進(jìn)出口溫度進(jìn)行測(cè)量，并輸出小于20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)；其二，在工控機(jī)中輸入數(shù)據(jù)采集卡中的信號(hào)，確保計(jì)算規(guī)程在工控機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并將頻率變化指令由變頻器發(fā)出；其三，以頻率變化為主要指令，在頻率 、 電壓均改變的情況下，當(dāng)前工況下比較經(jīng)濟(jì)的電源替代了原有的變頻器用工用電（50 Hz，380V），并在此基礎(chǔ)上，向冷卻泵供電和冷凍泵，促進(jìn)水泵節(jié)能運(yùn)行過程的實(shí)現(xiàn)。

3 風(fēng)機(jī)盤管變風(fēng)量節(jié)能子系統(tǒng)

按照房間冷負(fù)荷的能力，對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，繼而使風(fēng)量做出科學(xué)的改變，來實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)能耗節(jié)約以及調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的，該系統(tǒng)被稱為風(fēng)機(jī)盤管變風(fēng)量節(jié)能子系統(tǒng)。就某一獨(dú)立房間來控制變風(fēng)量，通常其不能夠進(jìn)行很好的節(jié)能，即便如此，但其有存在一定的優(yōu)勢(shì)。一方面，能夠使中央空調(diào)總系統(tǒng)的溫度值與房間溫度相獨(dú)立，繼而營(yíng)造出一個(gè)極佳的溫度環(huán)境；另一方面，針對(duì)于大型賓館和商場(chǎng)，房間數(shù)目眾多，也能夠利用該系統(tǒng)達(dá)到大量節(jié)能的目的。

風(fēng)機(jī)盤管變風(fēng)量節(jié)能子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)如圖2所示，運(yùn)用了遠(yuǎn)端溫度采集模塊 LTM8003和單總線溫度傳感器 DS18B20。通過對(duì)一個(gè)遠(yuǎn)程的溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行搭建，能夠?qū)照{(diào)房間的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)，并對(duì)現(xiàn)階段中央空調(diào)系統(tǒng)所需要的實(shí)際制冷量進(jìn)行衡量。通用應(yīng)用控制輸出模塊和小功率變頻器，來搭建的輸出通道，能夠?qū)Ω骺照{(diào)房間的風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行獨(dú)立的控制，繼而達(dá)到風(fēng)機(jī)盤管節(jié)能的目的。通常情況下，在此過程會(huì)，標(biāo)準(zhǔn)RS485信號(hào)會(huì)由控制環(huán)節(jié)和測(cè)量環(huán)節(jié)輸出，再RS232或RS485轉(zhuǎn)換器的作用下，實(shí)現(xiàn)與上位的工控機(jī)信號(hào)通訊的目的。

中央空調(diào)系統(tǒng)由于分布范圍頗廣，房間眾多，如果只運(yùn)用熱電阻溫度計(jì)以及熱電偶等常規(guī)溫度測(cè)量?jī)x器，會(huì)增加設(shè)備成本和通訊電纜數(shù)量。為此，為了對(duì)合理的房間溫度檢測(cè)單元進(jìn)行科學(xué)的構(gòu)建，設(shè)計(jì)組的方案可以采取單總線技術(shù)。該技術(shù)具有操作便捷、靈活，減少了對(duì)電路進(jìn)行外接的過程，能夠由一根I/O數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)向設(shè)備供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康模蛉绱耍摷夹g(shù)也被大量的應(yīng)用于大范圍測(cè)溫、多點(diǎn)測(cè)溫的場(chǎng)所。

4 結(jié)語

綜上所述，變風(fēng)量節(jié)能子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)房間溫度進(jìn)行精確控制的目的，繼而為人們營(yíng)造一個(gè)良好的室內(nèi)環(huán)境。雖然如此，但在節(jié)能率偏低和功率較小的風(fēng)機(jī)作用下，節(jié)能量仍不客觀。在這種情況下，房間對(duì)舒適度提出較高要求的風(fēng)機(jī)盤管變風(fēng)量較為實(shí)用，而從風(fēng)機(jī)盤管數(shù)目眾多的角度出發(fā)，節(jié)能效益也是極為客觀的。

參考文獻(xiàn)：

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