PLC在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用分析

殷曉虎 徐延齡

【摘 要】在當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，高層建筑和超高層建筑已經(jīng)成為了建筑的主要形式，高層建筑的智能化水平比較高，在應(yīng)用的過(guò)程中，中央空調(diào)系統(tǒng)是其中十分基礎(chǔ)的系統(tǒng)，通過(guò)中央空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ?nèi)部的溫度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，為人們營(yíng)造更好的工作環(huán)境。PLC能夠借助硬件和軟件系統(tǒng)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行控制，所以本文就對(duì)PLC在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用進(jìn)行探討，促進(jìn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果的提升。

【關(guān)鍵詞】PLC；中央空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能；應(yīng)用

PLC是隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型計(jì)算機(jī)，PLC也被稱為可編程邏輯控制器，主要是利用可編程的存儲(chǔ)器輔之以相關(guān)的系統(tǒng)軟件，對(duì)其內(nèi)部的程序進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)存、儲(chǔ)邏輯運(yùn)算、控制和操作等各項(xiàng)功能，在使用時(shí)只需要輸入相關(guān)參數(shù)，該控制器就能夠通過(guò)模擬的方式輸出相關(guān)的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于程序的高效控制。我國(guó)建筑中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，其內(nèi)部系統(tǒng)比較復(fù)雜，節(jié)能設(shè)計(jì)的作業(yè)比較繁雜，所以在該過(guò)程中必須要對(duì)其進(jìn)行更加高效和穩(wěn)定的控制，PLC就能夠有效實(shí)現(xiàn)作用。

一、中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成

中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括了制冷機(jī)組、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)。

1、制冷主機(jī)

制冷主機(jī)是中央空調(diào)系統(tǒng)中的重要結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，主要是通過(guò)該設(shè)備對(duì)水進(jìn)行冷卻，通過(guò)制冷過(guò)程，然后將冷卻后的水進(jìn)入到房間中進(jìn)行循環(huán)，與室內(nèi)溫度進(jìn)行交換，以此來(lái)達(dá)到降低室溫的作用。

2、冷水系統(tǒng)

中央空調(diào)的冷水系統(tǒng)主要由冷卻泵、冷卻塔和冷卻管道構(gòu)成，該系統(tǒng)是與制冷主機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)作，完成整個(gè)制冷過(guò)程的，制冷主機(jī)主要是通過(guò)制造冷水的方式，使其與室內(nèi)進(jìn)行熱交換，降低室內(nèi)溫度，在這個(gè)過(guò)程中，冷凍水溫度下降釋放的熱量都需要用冷卻水吸收，而經(jīng)過(guò)熱量交換后，溫度升高的冷卻水還需要經(jīng)過(guò)冷卻泵傳送至冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)與大氣進(jìn)行熱交換，使溫度升高的冷卻水溫度降低，然后將其再次送至制冷機(jī)組內(nèi)，這就完成了冷卻水的整個(gè)循環(huán)過(guò)程。

3、風(fēng)機(jī)

空調(diào)設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，降低室溫主要是借助冷卻水與室內(nèi)的熱量交換，但是在冷卻水流動(dòng)的過(guò)程中，還會(huì)產(chǎn)生大量的冷卻空氣，這些冷空氣也會(huì)被傳送至房間內(nèi)，起到降低溫度的作用。

二、中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造原理

1、水泵變頻節(jié)能原理

中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行制冷的整個(gè)過(guò)程中，冷卻水的循環(huán)是其主要制冷途徑，而在這個(gè)循環(huán)的過(guò)程中，冷卻水的流量以及機(jī)組的運(yùn)行頻率會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的能耗產(chǎn)生很大影響，所以在該過(guò)程中，很多的空調(diào)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)控制閥門(mén)和擋板的開(kāi)度的方式來(lái)調(diào)節(jié)其能耗，而該調(diào)節(jié)主要是通過(guò)對(duì)水泵進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，所以在中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，可以從水泵變頻節(jié)能改造的方向入手，對(duì)水泵系統(tǒng)的運(yùn)行頻率進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，以此來(lái)調(diào)整其運(yùn)行狀態(tài)，降低能耗。

2、水系統(tǒng)的變水量調(diào)節(jié)原理

中央空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷主要受到水的比熱容、冷水的流量以及送水溫差和回水溫差的影響，所以想要對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)的水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，就必須要從這三個(gè)角度入手，尤其是對(duì)供水溫差和回水溫差進(jìn)行調(diào)控，而這兩項(xiàng)要素又與外界環(huán)境溫度有著很大關(guān)聯(lián)，所以可以在進(jìn)行中央空調(diào)的節(jié)能改造時(shí)，通過(guò)對(duì)送水溫差和回水溫差的調(diào)控來(lái)降低水系統(tǒng)的水量，達(dá)到節(jié)能目的。

三、PLC在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用

PLC可編程邏輯控制器在系統(tǒng)控制方面有著十分優(yōu)越的效果，所以在中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造工作中，需要將其應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)中。

1、在冷水機(jī)組中的應(yīng)用

冷水機(jī)總是中央空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備其主要作用就是為空調(diào)系統(tǒng)供給冷源，制作冷水，使其在循環(huán)的過(guò)程中達(dá)到降低室溫的作用，所以冷水機(jī)組運(yùn)行的能耗是中央空調(diào)系統(tǒng)能耗中的重要構(gòu)成部分。中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，制冷系統(tǒng)所制成的冷水會(huì)在循環(huán)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)溫度的變化，最終經(jīng)過(guò)冷水泵和凈水器，使其傳輸至空調(diào)終端，并對(duì)其進(jìn)行回收冷卻和再循環(huán)，整個(gè)運(yùn)行流程比已經(jīng)十分完善，而想要對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造，降低過(guò)程中的能耗，就需要對(duì)其數(shù)量和能量進(jìn)行控制，尤其是控制好房間的恒定溫度，防止冷水機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生冷量冗余。將PLC應(yīng)用于冷水機(jī)組中，PLC控制器中的系統(tǒng)就能夠根據(jù)收集到的室內(nèi)溫度信息以及冷水機(jī)組的運(yùn)行頻率等相關(guān)信息，通過(guò)邏輯運(yùn)算的方式，分析出想要達(dá)到制冷效果的最佳冷水機(jī)組運(yùn)行方案，對(duì)冷水機(jī)組的運(yùn)行數(shù)量及其運(yùn)行頻率進(jìn)行合理調(diào)整，在保證最佳制冷效果的同時(shí)，達(dá)到降低能耗的目的。

2、控制系統(tǒng)的選擇

目前世界范圍內(nèi)PLC控制器的種類(lèi)比較多樣，型號(hào)也各有差別，不同型號(hào)的PLC控制器在性能方面有著很大差異，但是整體而言，西門(mén)子PLC的穩(wěn)定性相對(duì)比較高，所以在中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造中也得到了普遍應(yīng)用。西門(mén)子PLC控制器在運(yùn)行的過(guò)程中，能夠利用相關(guān)模塊對(duì)區(qū)域的溫度和空調(diào)的流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集，并通過(guò)邏輯運(yùn)算的方式計(jì)算空調(diào)的運(yùn)行負(fù)荷要求，然后對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)的系統(tǒng)和設(shè)備下達(dá)控制指令，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終保證其最佳運(yùn)行狀態(tài)。但是在選擇PLC控制系統(tǒng)之前，相關(guān)工作人員還需要對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，通過(guò)其實(shí)際運(yùn)行需求，合理選擇PLC控制器的種類(lèi)。

3、在冷水系統(tǒng)中的應(yīng)用

中央空調(diào)系統(tǒng)的冷水系統(tǒng)主要是進(jìn)行冷水的循環(huán)，對(duì)該過(guò)程中循環(huán)水的熱量進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，最終通過(guò)熱交換的方式實(shí)現(xiàn)制冷的目的。冷水系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，主要是利用到了冷凍水泵，冷凍水泵的運(yùn)行能耗也是中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要構(gòu)成部分，所以在對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)，需要對(duì)冷水系統(tǒng)中的冷凍水泵運(yùn)行頻率進(jìn)行控制。PLC控制器的應(yīng)用可以對(duì)冷凍水泵的運(yùn)行頻率進(jìn)行有效調(diào)控，對(duì)冷凍水泵的頻率進(jìn)行，隨時(shí)切換工頻和變頻，這樣能夠有效降低能耗。

4、在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用

冷卻水循環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，由于冷凍水已經(jīng)與建筑室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換，所以溫度普遍比較高，所以在流經(jīng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)之后能夠?qū)鋬鏊M(jìn)行降溫處理，并將生蟲(chóng)的熱量轉(zhuǎn)移至冷卻塔中。在該過(guò)程中，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的能耗主要包括冷卻水循環(huán)泵和冷卻塔能耗，用PLC控制器就能夠?qū)鋮s水循環(huán)系統(tǒng)中的設(shè)備程序進(jìn)行獨(dú)立控制，保證每一個(gè)設(shè)備都能夠處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜合上述內(nèi)容能夠得知，我國(guó)建筑中央空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ?nèi)部的溫度進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)節(jié)，是建筑使用中必不可少的重要系統(tǒng)，而中央空調(diào)系統(tǒng)在使用的過(guò)程中，能耗高是其面臨的主要問(wèn)題，所以在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造是必不可少的。中央空調(diào)系統(tǒng)的主要運(yùn)作系統(tǒng)包括了制冷主機(jī)、冷水系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)，而在該過(guò)程中空調(diào)的運(yùn)行頻率和水系統(tǒng)的用水量等，都會(huì)被中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗產(chǎn)生影響，所以想要對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，就需要將PLC技術(shù)應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)中，對(duì)其運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行智能化控制，合理調(diào)節(jié)其運(yùn)行狀態(tài)，最大程度降低運(yùn)行能耗。

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