大楼中央空调控制系统设计方案_大楼中央空调控制系统设计方案怎么写

2024-05-09 04:50:42

好久不见，今天我想和大家探讨一下关于“大楼中央空调控制系统设计方案”的话题。如果你对这个领域还不太熟悉，那么这篇文章就是为你准备的，让我们一起来了解一下吧。

1.中央空调系统节能改造方案

2.空调控制系统是什么？空调控制系统如何运作

3.地下水源热泵空调系统的变频控制？

大楼中央空调控制系统设计方案_大楼中央空调控制系统设计方案怎么写

中央空调系统节能改造方案

（一）水输送系统节能

1.减少阀门使用次数，及时清洁过滤器

中央空调内非常重要的阻力零部件即为阀门与过滤器。因此，在中央空调正常运行管理过程中，还应及时定期做好过滤器的清洗工作，以防被沉淀杂质等堵塞，让水流阻力升高。此外，因阀门的主要职能即是调节与平衡各支路阻力，保证所有支路均有足够的水流量。而此过程中阀门的阻力又会增加水泵扬程与能耗，因此要尽量减少阀门使用次数，科学调节阻力频率。

2.取消冷却水池，降低水泵能耗

我国现有的中央空调的构造中均使用了开式冷却水系统，此系统内冷却水泵不仅需克服流动阻力，还需为冷却水高位输送提供足够能量。因此，降低中央空调能耗的另一可行措施即是取消冷却水池，将水管与冷却水泵入口直接相连，将原来的开式冷却水系统变换为闭式冷却水系统，那么冷却水泵也就需要在因为水位差而提供能量，最终降低水泵耗能。

（二）冷热源节能措施

1.精确计算，降低冷负荷

冷热负荷是制冷制热电器设备规格型号的选择依据，也是中央空调系统内最基本的数据值。若降低冷负荷，便能够缩小供热锅炉、空调箱等电器设备的型号，型号减小后，配电功率与耗电能会不断降低，进而减少成本投资。可见，降低冷负荷是可行的节能措施。而冷负荷的降低还需要技术人员综合考虑建筑窗户、外墙、设备负荷、冷负荷指标、灯光等多个因素，正确估算，保证中央空调在低效率、低负荷条件下运行，进而减少能耗。

2.科学配置冷热机组、降低空调能量

冷热水机组整年的运行负荷情况是中央空调设计与选择的关键。从生态环境保护视角，我国已有相关法律法规制度明确规定，冷热水机机组台数不能过多，需与中央空调的正常运行调节能力相匹配。如中央空调选择450RT机组，各机负荷比即为84.2%，如选择1000RT机组运行，各机负荷比为65.3%。可见，正确选择机组数量非常重要。那么工作人员在设计过程中，就应严格执行法律法规要求，以防机组过多或过少，若机组过多，还可能会降低单机容量，机组COP降低，能耗增加，同时也增加了配置的循环水泵，增加了并联水泵数量，最终所占机房面积非常大，增加了绝对故障点数量。因此，科学配置冷热机组是空调能量降低的有效措施。此外，还需防治错误使用多机头机组的方式，尽可能的降低启动电流，已达到降低空调能量的目的。

（三）正确使用冷却塔

冷水塔主要是指冷却水经由冷却塔，与空气换热的过程中，也在进行质量交换。冷却塔在建筑物中央空调内节能方面发挥了重要作用，现今得到广泛应用的是湿式冷却塔。整个运行过程中，冷却水经由冷却塔与外界空气同时完成了能量与质量的双重交换。因此，冷却塔有显热与潜热两类，若换热量均是水的潜热，冷却水将快速下降6℃，最终蒸发的总水量不及总供水量的1/100。此外，影响中央空调中冷却塔选择的因素较多，包括需冷却的热负荷、接近度、湿球温度等。因此，中央空调制冷空调系统中，应正确选择、安装、使用冷却塔，以求通过大气冷源，再由板式换热器间接制冷，从而降低能量。

（四）末端控制器智能化控制系统设计节能

我国对各个单位功率制冷与热量标准有严格规定，大多数中央空调末端装置均为FC，不少企业技术能力有限，一味加大风机与电机来满足冷热量指标，最终使得能耗功率持续增加，因此我国还应改进与优化产品能耗指标，要求中央空调末端控制器采用智能化控制系统设计节能。智能化控制硬件系统的组成模块为：GSM/GPRS射频模块、16C550串行接口、CPU中央处理单元、输入输出单元等，可科学调整室内送风量，调节室内温度，最终降低能耗。

空调控制系统是什么？空调控制系统如何运作

房屋管道和系统布局是房屋设计中至关重要的一环。本文将为您介绍如何规划房屋管道和系统布局，以保证房屋的整洁有序和功能的完善。

保持整洁有序

为了避免管道交错和混乱，我们需要保持管道的整洁有序。在管道的布局过程中，应该尽量避免交叉和交错，以保证管道的清晰可见。

采用不同颜色和粗细

不同功能的管道应该采用不同颜色和粗细，以便于区分和识别。例如，蓝色代表污水管，浅色代表清水管，这样可以避免混淆和错误连接。

精心规划系统布局

净水、排污、电力、通风、网络和电视电话等系统的布局应该精心规划。在布局过程中，应该考虑到各个系统之间的关系和互动，以保证系统的高效运行。

考虑暖气和空调系统

在规划房屋管道和系统布局时，别忘了考虑暖气和中央空调系统的安装位置。这些系统的位置应该合理布局，以保证房屋的舒适度和温度控制。

地下水源热泵空调系统的变频控制？

在暖通空调系统的管理控制过程中，自动化空调控制系统的有效应用，在降低能耗、改善系统运行品质以及强化管控劳动强度等方面发挥出了重要的作用。接下来就跟随我们一起来了解一下中央空调系统中自动控制技术的应用的相关内容吧！

现阶段，在暖通空调控制系统的管理控制过程中，自动化中央空调控制系统的有效应用，在降低能耗、改善系统运行品质以及强化管控劳动强度等方面发挥出了重要的作用。本文主要就针对中央空调控制系统自动控制系统的应用进行了简述，文中首先介绍了中央空调系统中的自动控制技术，而后又针对智能控制技术的应用进行了分析，以希望能够对后期的相关工作有所指导。

目前，随着科学技术的不断发展，中央空调控制系统应用日趋广泛，陆续投入到一些高级写字楼、工作厂房等大型建筑物的室内温度调节过程。同时，又由于自动化与智能化控制技术的不断成熟，自动控制技术也逐渐被引入到了中央空调控制调节系统，由此不仅为人们提供出了一种更为舒适的工作与生活环境，而且在节约运行成本与延长中央空调控制系统使用寿命方面也发挥出了巨大的价值。

1中央空调控制系统中的自动控制技术

1.1冷热源及水管系统的调节

对于中央空调控制系统的主机系统而言，其自身所带有的单元控制器能够提供出冷凝器与蒸发器等设备的进出口温度以及水流开关压缩机的压力等多项指标因素。在这一过程中，系统所采取的主要也是一种群控模式，由此很好的实现了对热泵的自动化管控，而且也发挥出了一种很好的监控、查询及报警等功能。

在机组平时的运行过程中一旦出现故障，系统主控制器便会立刻出现相应的显示并发出警报；此外，还能够对系统所设定的相关数值进行调整和改_等操作。比如在一天的不同时段，如晚上和白天，系统所设定的数值存在着较大的差异。针对系统压缩机结合相关命令进行操作，参照冷冻机房出口的设定值来调整压缩机入口导叶阀。在这一过程中也可以针对冷冻水的出库温度进行设定，并对主机的运行状态可通过水流量传感器与温度传感器等来进行实时的监控。

1.2新风和空调机组的参数测量

为了更好的提升室内空气洁净程度和新鲜度以及室内舒适度，需要中央空调控制系统能够对新风进行及时的补充。一般情况下，在新风空调机组送风通道的位置需要进行温度以及适度传感器的安装，并通过加湿法的应用来有效的控制流量，由此更好的满足设计要求。中央空调系统还能够结合室内温、适度的计算负荷来完成风挡的自行更换，进而也成功的实现了对送风量的有效控制。此外，中央空调控制系统还能够结合室内外温湿度以及系统所预定温湿度调整风阀的开度，并对排风阀实施一种联动控制，进而也达成了一种降耗节能的效果。

新风阀与排风阀在机组运行停止之后就会处于一种关闭状态，此时回风阀应当保持全开，对于中央空调系统的自动化管控可应用DOC控制器来实现。在实践过程中，结合新风温度，对水阀通过PID进行调节，从而有效的保证了送风度为预定值，同时通过控制蒸汽阀与加湿阀，保证了冬季风机出口空气温度的达标。而且系统还能够对风机出口的温湿度以及新风过滤器的两侧压差进行实时监控，一旦这些数值出现异常，系统将随即发生自动报警。

1.3中央空调系统中风机盘管的监控

中央空调系统中的冷暖设备主要由空调机组、新风机组以及大量的风机盘管。其中风机盘管目前市场上主要由DOC控制器与具备通讯能力的控制器两种类型；其中DOC控制器具备与系统主机的通讯功能，能够对冷机、冷水进行很好的控制，这种类型的控制市场价格一般较高；而具备通讯能力的盘管控制器，在应用过程中建议要参照水系统的连接情况对风机盘管进行分组，并在每组支路的入口侧进行流量计、水温传感器以及水压变送器的安装。

目前，在中央空调控制系统的自动化控制过程中，还无法实现完全依靠DOC技术进行控制，所以在系统的制冷效果控制与风量调试等过程中也就无法应用各类风阀的自动化调节功能来达到风量均匀的设计要求。针对此类问题，一般比较常用的方法就是“基准风口法”，也就是用手动方式实现对风量的调整。

2智能控制技术的应用

以某酒店为例。在该酒店中总计安装了3台冷却水泵，其电机容量和负荷率分别为65KW、90%。在该中央空调系统中分别采用下位机为S7-300PLC和上位机为监控软件，其中央空调变频器的节能所示。

在该案例的中央空调管控技术主要应用了模糊控制技术与神经网络控制技术两大智能控制技术；其中模糊控制技术通过对人思维的模拟实现了对一些无法构造模型的有效管控；此外，在变射频技术以及PLC应用的基础上，模糊控制器的应用相比传统的PID控制模式能取得一种更为显著的效果。

2.1自动控制系统在定风量空调系统中的应用

定风量系统的运行过程中，一旦风量确定，风机不管负荷如何改变其都保持一种全风量的运转，而且伴随着送风温度的改变也会很好的满足室内冷热负荷的变化需求，从而更好的保持室内能够处于一种最佳的温湿度状态。一般中央控制系统，不仅要具备基础的供暖、供热和加除湿功能，而且还要能够对系统排风口、电动风门及回风机等部件进行智能化的控制，从而实现控制系统的循环自动化运行，由此也能取得一种良好的管控效果。在定风量空调系统的自动控制系统中，其工作重点就是对于空调温湿度调节以及排风阀、新风阀、回风阀等应用比例的管理控制方面。

2.2自动控制在变风量空调系统中的有效应用

在变风量系统的运行过程中，当室内冷、热负荷变化时，并不会造成送风温度的变化，改变的也只是风量，由此便能很好的维持了室内的温度与湿度。该系统在每一房间的送风入口位置都进行了自动管控风阀的布设。在其实践应用过程中，通过对送风量大小的控制与调节，实现了对每一房间温度与湿度的很好控制。可变风量控制系统的一大主要特点就是送风温度维持恒定，也就是表冷器的回收调节阀开度保持不变。

总之，在中央空调中自动控制系统的有效应用，发挥出了巨大的应用价值，其不仅实现了一种良好的节能降耗的效果，而且也使得系统的控制效率得到了显著的提升。所以，自动控制系统在中央空调系统中的应用前景也是十分广阔的。

以上就是关于中央空调系统中自动控制技术的应用的详细解答，不知道大家对我们的介绍是否满意。

本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵中央空调系统的运行现状，根据其自身特点提出对该系统空调水泵进行变频控制节能改造的建议和方案，并采用当量峰值小时数法从节能性和静态回收期两方面详细论证了该改造方案的可行性。结果证明，该改造方案在保证不低于热泵机组对水量的最低要求的同时，根据负荷的变化自动调节水泵的流量，节能效果显著，静态回收期短，是切实可行的。

关键字：地下水源热泵变频控制节约能源1 引言

集中式中央空调系统在为人们营造舒适环境的同时也带来了能耗问题，如何既满足空调舒适度，又最大限度的节约能源，已日益为人们所关注。目前空调系统设计和水泵等设备选型均是按最不利工况进行的，且留有一定的裕量。由于季节、昼夜和用户负荷的变化，实际空调热负载在绝大部分时间内远比设计负载低，空调系统多数时间是在部分负荷下运行。而运行情况是空调水泵一年四季长期在额定工况下工作，只能通过节流来降低水流量满足负荷的要求，使得水泵大部分功耗消耗在克服节流阀阻力上，浪费了水泵运行的输送能量。一般空调水泵的耗电量约占总空调系统耗电量的20-30%，故节约低负载时水系统的输送能量，对降低整个空调系统能耗具有重要的意义。

本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵系统，根据其运行现状提出对该系统的空调水泵进行闭环自动变频控制节能改造，从节能性和静态回收期等方面论证了该改造方案是切实可行的。

2 空调系统概况

该宾馆位于长江中下游地区的湖南省西北部的澧县，作者于2003年1月至3月对该宾馆地源热泵系统的冬季运行工况进行了测试，测试结果整理如表1。由于宾馆的入住率、室外气温变化、人员活动内容等原因，该系统基本上是在设计负荷80%及以下运行，其中运行于设计负荷的60%以下的就占有63.48%。显然根据满负荷状态选取的热泵机组、水泵等设备让其在部分负荷下长期连续运行，设备大部分时间处于低效率工作状态。该系统热泵机组一大一小并联运行，制热量分别为100KW、40KW；两台的并联热水循环泵型号相同，其铭牌额定功率均为2.2KW；深井泵铭牌额定功率为7.5KW（系统图如图1所示），且所有水泵均定流量运行，始终处于工频状态下运转。当机组处于部分负荷运行时，常常通过关小管路上的阀门来调节供水量，造成了极大的能源浪费，因此我们有必要对该空调系统进行一下改进。3 改造方案的提出

热泵主机、深井泵和热水循环泵是宾馆中央空调系统的主要组成部分，耗电量大。由图2可以看出，在该空调系统中，热泵机组的功耗占整个空调系统能耗的65%，深井泵和热水循环泵分别为24%和11%，因此要节省整个空调系统的能耗，除大力减少热泵机组的能耗以外，减少空调水泵的能耗也是一个重要方面。

该系统的地源热泵机组本身即具有能量自动调节功能，可以在不改变制热工况的前提下，改变压缩机的输气量进而改变供液量来调节冷凝器的产热量。同时，这又为水系统的变流量运行提供了基本条件。

对于空调水泵而言，由于水泵处于定流量运行，在部分负荷状态下常常只能通过调节管路上的水阀开度来改变水流量；同时因电机转速不可调，电机只能工作在开和停两种状态，即使当热负荷很小时，也必须至少开一台，电机轴上的输出功率远大于实际负荷的需要，从而造成不必要的能源浪费。根据水泵的相似律，水泵的流量、扬程、功率具有如下关系：

（1）

式中Q, H, N, n分别为水泵的流量、扬程、轴功率和转速。

从式（1）可以看出水泵的扬程与水泵流量的平方成正比，轴功率与流量的立方成正比，而流量又与转速成正比。由此可见当电机的转速稍有下降，电机的耗电量就会大幅度下降，节能效果显著。水泵的变频调速装置就是通过调节水泵的转速以使水泵流量随负荷变化而变化，达到节能目的。

4 水泵变频调速工作原理及其控制方案

4.1 水泵变频调速原理

水泵功率、流速、流量、扬程之间具有式（1）所示关系，又由于交流异步电动机的转速与电源频率之间的关系为：

（2）

式中n，f，S，P分别为电机的转速，供电电源频率，转差率，电机极对数。

由式（2）可知，当转差率变化不大时转速正比于电源频率，只要能平滑调节电源频率，就能平滑调节电机转速。1水泵变频调速就是通过改变电源频率来调节水泵转速的一种方法。采用变频技术结合合理的自控方案，对水泵进行变流量调节，不仅避免了采用阀门调节造成的浪费，而且还极大的提高控制和调节精度。同时采用变频调速对电机实现软启动，无冲击杂声，还可以延长电机的使用寿命。

4.2 深井泵变频调速控制方案

对于深井泵来说，由于深井水温度常年保持不变，维持在18.5℃左右，我们以深井水回水温度为控制参数即可控制井水的进出口温差。如图3所示，现采用温度传感器、变频器、PID回路调节器组成闭环控制系统，按照5～7℃的温差指标，深井水回水温度控制在T℃（例如冬季12℃，夏季25℃），使深井水泵的转速相应于热负载的变化而变化。以冬季为例，当负荷增加时，深井水回水温度降低，温度传感器将温度信号（4～20mA）反馈至PID回路调节器中，PID调节器根据温度设定值和温度反馈值的偏差进行PID运算，然后输入给变频器一个提高电机运转频率的信号，加大水泵转速和流量，直到温度与设定值一致；反之负荷降低时，减小频率，降低水泵转速和流量。当水泵运行频率降到控制仪表设定的低限值时，变频器停止频率的继续降低，以满足主机对流量的要求，对主机起到保护作用。

4.3 热水循环泵变频调速控制方案

由于该热水循环系统由两台型号相同的水泵并联运行，为了实现两台水泵电机转速连续可调，使得水泵电机转速根据实际热负载的大小而设定，进而节约能源；同时也为了节省变频器等设备的初投资，作者拟采用一定一变形式，即只有一台水泵配备变频器作调速运行，另一台仍为定速运行。控制系统主要由内置PID的变频器、PLC可编程控制器、压差变送器、主接触器等构成，如图4所示，变频器和PLC控制器作为系统控制的核心部件，以末端最不利环路压差为反馈信号，时刻跟踪着该信号与设定值（可取0.1Mpa）的偏差变化情况，经过变频器内置的PID调节器运算，利用PLC控制器实现水泵变频与工频的切换，自动控制水泵投入台数和电机的转速，实现闭环控制，自动调整恒压差变量供水。

当系统负荷较小时，只需一台电机工作在低于工频状态下即可满足要求时，PLC利用变频器软启动一台水泵，根据压差变送器反馈来的信号（0～10V）自动调节运行频率。当热负荷增大时，变频器输出频率接近工频而管网压差仍达不到设定值，为了保证系统不频繁切换水泵，延时一段时间，若压差仍低于设定值时，则PLC将当前工作的变频泵切换至工频50HZ状态下运行，关断变频器，再由变频器从0HZ软启动下一台水泵，并根据偏差变化情况及时利用变频器调整到对应流量需要的频率，实现一台变频一台工频双泵供水。反之，当负荷降低时，变频器工作在基本频率时，如果出口流量仍然很大，供水压差高于设定值，同样延时一段时间后，若压差仍然很高，此时再由PLC关掉工频控制方式的水泵，只由剩下的单泵变频供水。无论系统是单泵变频运行还是双泵一定一变运行，均能实现末端恒压差供水。切换示意图如图5所示。

5 水泵变频节能计算

5.1 变频节能计算方法

本文参照文献4、5的算法，采用当量峰值小时数法计算空调运行期间的能耗，夏季当量小时数τ夏，冬季当量小时数τ冬，空调系统全年运行小时数t。设水泵的铭牌额定功率为N（KW），在未采用变频技术的情况下，空调水泵的全年耗电量Q1为：

Q1＝N-t ，KWh （3）

而采用变频调速后全年用电量Q2为：

Q2=N-（τ夏+τ冬），KWh （4）

则全年可节省的电量为

ΔQ＝Q1-Q2=N-t-N-（τ夏+τ冬），KWh （5）

静态投资回收期 n＝，年（6）

式中 M0 - 分别为采用变频技术增加的初投资，元

M1 - 每年节省的运行费用（主要是能源费用），元

湖南省商业用电电价为0.98元/度。宾馆全年以冬、夏两季6个月运行计算，每天平均运行18个小时（6:00-24:00），文献5的当量湿球温度小时数的数据公式是针对上海地区得出，由于湖南省和上海气候条件相差不大，因此本文也近似采用此公式