完整版中央空调节能设计方案毕业设计Word文件下载.docx

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该控制系统是在对现有中央空调工作原理及现有的各种中央空调节能控制系统进行详细研究和分析基础上，设计并实现的，其性能可靠，节电效果显著。

本文还为某一图书馆设计了此中央空调控制系统，并讨论了中央空调节能原理：

环境温度通过温控器反馈给变频器，从而通过变频器频率变化来调节风机、水泵电动机转速，随电动机转速变化使风机、水泵的风量、流量随之变化，从而来达到节能的目的。

关键词：

中央空调；

节能系统；

变频器；

PLC

Abstract

Alongwiththerapideconomicgrowthinrecentyears,China'

senergysituationbecomesincreasinglyserious,energysupplyhasbecomethebottleneckoftheeconomicgrowth,variousindustriesincreasinglyrecognizedthesignificanceofenergyconservation.Tosaveenergy,buildingenergy-savingsocietyhasbecomeChina'

seconomicandsocialdevelopmentoftheinevitablechoice.Thecurrentourcountrybuildingenergyconsumptionaccountsforabout30%ofthetotalenergyconsumptionsociety,includingcentralairconditioningofthetotalenergyconsumptionofbuildingtheoperatingenergyconsumptionaround60%.Thecentralairconditioningsysteminenergysavingenergycontrolisaveryimportantposition.

Basedontheinverterisdesignedandrealizedasetofeffectiveenergysavingrealizecentralairconditioningcontrolsystem.Thispaperbrieflydescribesthemoduletypecentralairconditioningcontrolsystemwasintroduced,theprincipleofenergycontrolsystemprinciplediagram,diagram,andthismoduletypeair-conditionersystemconfigurationofthecontrolsystem,andintroducesthehardwaredesignofthesoftwaresystem.Thiscontrolsystemisonexistingcentralairconditioningworkingprincipleandallkindsofexistingcentralairconditioningenergy-savingcontrolsystembasedondetailedresearchandanalysis,designandimplementation,itsreliableperformanceandpowersavingeffectisremarkable.

Thispaperalsoforalibrarydesignthecentralairconditioningcontrolsystem,anddiscussesthecentralair-conditioningenergysavingprinciples:

environmentaltemperaturethroughthethermostat,andfeedbacktotheinverterfrequencychangestoadjustbythefrequency,therotationfansandpumpswithmotorspeedchangesthatthefansandpumpsair,flowchange,thustoachievethepurposeofsavingenergy.

Keywords:

Centralair-conditioner；

Energy-savingsystem；

Transducer；

1绪论

1.1课题背景

中央空调是现代大型建筑物如宾馆、商场、办公楼、居民小区、工厂和其它大型建筑不可缺少的基础设施之一，它能带给人们四季如春，温馨舒适的每一天。

中央空调是一种通过集中制冷，然后分别将冷量输送到各空调房间的设备，以调节各个空调房间内温度达到适合人办公或者生活。

作为建筑内部重点耗能设备，中央空调系统的耗电一般要占整座建筑电耗的40%以上。

而中央空调机组是以满足使用场所的最大冷热量来进行设计的，而在实际应用中绝大多数用户在使用时，冷热负荷是变化的，一般与最大设计供冷热量存在着很大的差异，系统各部分90%以上运行在非满载额定状态。

传统的中央空调水、风系统均采用调节阀门或风门开度的方式来调节水量和风量，这种调节方式的缺点不仅是消耗大量能量，而且调节品质难以达到理想状态而导致空调的舒适度不良。

中央空调变频节能改造投资价值极高，用户用于该产品的全部投资，可在很短的时间内通过减少能耗支出予以回收。

投资收益率根据日运行时间不同，在25—40%之间。

应用交流变频技术通过对中央空调的末端空调风机箱、冷却塔风机、冷冻水/冷却水水泵、甚至主机驱动电机转速等进行控制调节，从而使空调各子系统风量、水流量等负荷工况参数按负荷情况得到适时调节，不但能改善系统的调节品质，达到阀门、风门节/回流调节、变极调速等落后调节方式所不能相比的调节性能，改善空调的舒适性；

更能达到节约大量电能，降低设备运行噪声，延长设备使用寿命、减轻设备维护工作量及费用的理想运行效果。

通过变频控制调节，中央空调系统的水、风系统耗电水平可降低30%~60%，主机系统可节电10%以上，总体系统节电可达40%左右。

用户可在设备投运后几个运行期后，即可从节省的电费支出中收回投资。

因此中央空调用户应用变频节能控制系统不仅有着良好的直接经济收益，还能达到节约能源消耗，有利于环境保护的社会效益。

1.2问题的提出

1.2.1普通系统简介

中央空调一般包含以下组成部分：

制冷系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统以及风机盘管系统，某些高级中央空调系统还有新风机，通过控制室内CO2含量适量引入室外新风，让在室内活动的人感到舒适。

中央空调系统改造前的主要设备和控制方式：

450冷吨冷气主机2台，型号为特灵扬程32米，配用功率37KW。

均采用两用一备的方式运行。

冷却塔3台，风扇电机7.5KW，并联运行。

1.2.2普通系统的运行及存在问题

由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。

其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。

这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。

而且冷冻、冷却水泵采用的均是Y—△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3—4倍，在如此大的电流冲击下，接触器的使用寿命大大下降；

同时，启动时的机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械器件、轴承、阀门和管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备件费用。

另外,由于冷冻泵轴输送的冷量不能跟随系统实际负荷的变化，其热力工况的平衡只能由人工调整冷冻主机出水温度，以及大流量小温差来掩盖。

这样，不仅浪费能量，也恶化了系统的运行环境、运行质量。

特别是在环境温度偏低、某些末端设备温控稍有失灵或灵敏度不高时，将会导致大面积空调室温偏冷，感觉不适，严重干扰中央空调系统的运行质量。

因为空调偏冷的问题经常遇到各种想不到的问题造成不少人力资源的浪费。

本人提出：

“利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。

对冷冻、冷却水泵进行改造，以节约电能。

”

2中央空调系统节能可行性分析

2.1中央空调原理图及各结构的作用

图2-1中央空调结构原理图

2.1.1制冷主机：

制冷主机通过压缩机让制冷剂迅速冷冻循环水的温度快速降低（一般经过制冷主机制冷后的水温在7℃左右），这是中央空调冷源提供的地方，通过制冷主机冷冻的冷媒水由冷冻水泵送入空调房间。

2.1.2冷冻水泵：

制冷主机的制冷剂被降到冷却水的温度后，经过节流阀，温度变的更低，这时用水将冷量带走，这部分水称为冷冻水，冷冻水带走制冷剂的冷量后，再到空调系统末端（如风机盘管，空调机组）与空气换热，温度升高后再回到冷水机组内带走制冷剂冷量，这样构成冷冻水循环系统，在这个系统上的泵称为冷冻水泵。

2.1.3冷却水泵：

制冷剂在冷水机组里循环，经过压缩机是温度升高，这时用水将温度降下来，这部分水称为冷却水，冷却水通过冷冷却水泵把制冷主机所产生的热量带走，再经过冷却塔把热量释放到空气中，然后回到冷水机组，这样构成一个冷却水循环系统，在这个系统上的泵是冷却水泵。

要清楚，空调系统通过三个循环把室内的热量传到室外：

冷冻水循环，制冷剂循环，冷却水循环。

2.1.4冷却塔：

冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去制冷主机所产生的废热的一种设备。

通过冷却水泵将温度较高的水送上冷却塔，通过冷却塔喷头，让水自上而下流动，一方面，通过自然空气带走水中热量；

另一方面，通过冷却风机带动空气加速运动，通过空气带走热量的同时加快蒸发，让水温降低。

温度降低后的冷却水再次循环进入制冷主机，带走制冷主机产生的废热，如此循环。

2.1.5风机盘管：

丰机盘管空调系统是将由风机和盘管组成的机组直接放在房间内，工作时盘管内根据需要流动热水或冷水，风机把室内空气吸进机组，经过过滤后再经盘管冷却或加热后送回室内，如此循环以达到调节室内温度和湿度的目的。

2.2变频节能方式的分析

（1）变频器工作原理简介

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

低压变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。

整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节