『壹』 1.中央空調控制系統設計的現狀和發展趨勢2.中央空調控制系統設計的應用價值
隨著高層建築的不斷增加,中央空調的使用量也不斷增加,在整個建築能耗中的比重越來越大,其送風機經常運行在設計容量下,而在日常運行中的實際負荷大部分時間里只是設計負荷的70%,因此節能運行就顯得格外重要。商場、辦公樓等區域的空調負荷隨著時間變化會有較大不同,如晚間由於人員的離開,需要實際風量遠小於白天人員高峰期的風量。基於對實時的風量需要,應對風機進行控制管理,用改變送風機轉速來改變送風量,使送風量能隨著空調負荷變化而變化,達到節能效果,即採用變風量(Variable Air Volume,VAV)系統,變頻調速節電效果明顯,因此在中央空調中越來越多地使用變頻技術,採用變風量系統節電率可達到50%以上。
一、VAV空調系統中變頻技術和控制技術的結合
1、變頻調速控制原理
VAV空調系統也是在自動控制和變頻技術大力發展的基礎上產生的。風機功率與轉速的三次方成正比關系,因此採用變頻器控制其轉速可實現節電目的。實際應用中是通過調節供電頻率改變送風風機和回風風機轉速,從而調整送風量,改變風機功率。變頻後的風機轉速可在很大范圍內變化,實現無級變速,風機運行根據不同時刻所需不同風量而適時改變其轉速,最大限度工作在所需功率上;同時可降低空調機組雜訊,變頻器的軟啟動和平穩調速減少了對電網的沖擊。變頻技術和控制技術的結合是VAV空調系統運行穩定的關鍵,變頻技術的不斷發展成熟以及控制技術的進步解決了空調控制領域的大部分問題。
以全新變風量系統中的風機出口溫度控制為例,介紹變頻器在空調控制系統中的應用。具體做法是在風機出口安裝溫度變送器用來檢測其溫度,並與溫度設定值作比較;然後以該溫度變化量作為調節參數,送入調節器,進行本文提出的復合模糊PID演算法計算,調節器給出控制信號送給變頻器,變頻器根據此信號給出電源頻率調節風機的速度,改變送風風量,從而使風機出口處的溫度穩定在設定值上。
2、節能送風控制系統控制演算法設計
本文提出了一種復合模糊智能控制方案。其中以風機出口溫度與設定溫度之間的偏差和偏差變化量作為輸入量,輸出控制量為電源頻率F,從而控制風機轉速,改變風量,穩定風機出口溫度。模糊控制近年在空調領域得到越來越多的應用,模糊控制魯棒性好,且無需知道被控制對象的數學模型。但模糊控制從本質上講是PD控制,不具有積分環節控制,因此單獨使用模糊控制不可避免地要產生穩態誤差。目前應用成功的數字PID控制具有簡單、穩定性好、可靠性高的優點。但對於空調這樣的非線性、時變系統,顯然得不到很好的控制效果。因此,將兩者結合使用可發揮各自優點,本文提出了一種復合模糊控制方法,當系統處於過渡階段時採用模糊控制;進入穩態過程,如有穩態誤差就切換到數字PID控制,消除穩態誤差後再切換到模糊控制。
模糊控制就是模擬人腦思維決策方式進行控制,依賴專家控制經驗,總結模糊控制演算法中的模糊控制規則。以製冷為例,如果風機出口溫度高於設定溫度,且溫度還在不斷升高時,根據專家經驗,就應多增加風量,也就是要提高電源頻率的控制信號,變頻器根據該信號提高風機內電動機轉速,增加風量,使風機出口溫度不斷接近設定溫度值。而當出口溫度低於設定值,且還在持續下降時,就要多降低風機轉速。這里的「多增加」「多降低」就是模糊概念。感測器測得溫度與設定溫度進行比較得出偏差量E(k)和偏差變化量DE(k)=E(k)-E(k-1)。F代表調節器給出的控制量電源頻率。語言分檔分別以下列方式給出:
E(k):NB(負大),NS(負小),ZE(零),PS(正小),PB(正大)。
ΔE(k):NB(負大),NS(負小),ZE(零),PS(正小),PB(正大)。
F:NB(負大),NS(負小),ZE(零),PS(正小),PB(正大)。
模糊控制規則如表所示。由模糊規則表可得到具體模糊關系,經過模糊推理及模糊判決後可得到模糊查詢表,當輸入不同E(k)和DE(k)組合時就可通過查詢模糊表得到具體控制量。
二、軟體設計
中央空調一般採用直接數字控制(Direct Digital Control,DDC)技術,通過檢測輸入設備採集各種信號送入微機,按照事先一定程序進行運算處理,然後得到輸出信號,進行處理後控制執行機構。其軟體按照功能可由監控程序和控制演算法組成,監控程序主要有人機界面模塊、數據採集與處理模塊、數據通信管理模塊等。
三、結論
智能控制方法的不斷創新和變頻技術的發展將是中央空調控制系統的主要解決方法,變頻器的引入實現了很好的電動機調速,不僅可以節約電源,還提供了舒適的環境,從而不斷提高工作效率。在提倡「以人為本」的現代社會,變頻器在中央空調中的應用將是社會發展的必然趨勢。
『貳』 誰能幫我寫關於中央空調的前言和緒論
1 引言
2000年至2010年10年間,我國年均建設住宅10億m2,其中城市住宅建造面積2.5億~3億m2。以上海年銷售為例,新建住宅1700萬m2,二手房市場交易1480萬m2,約有55萬戶,按50%用戶的空調消費量計,就需22.5萬套,市場空間巨大。專家預測,隨著人民生活水平的提高,住宅建設的發展,中央空調小型化,家用空調商業化,家用中央空調將成為未來空調的主流。
2 家用中央空調具有的特點
a) 具有單台房間空調器的優勢。如質量可靠、故障率低、使用靈活、安裝方便、維護簡單等。
b) 具有中央空調的優勢,如房間內溫度分布均勻,不佔有房間的使用面積,能和裝修較好的配合,室內噪音低等。
c)
具有較好的個性化,一方面要體現在住戶個人購買、個人使用,另一方面室內空調機布置能夠靈活多樣,可根據房間的布局、個人喜好有多種方案可供選擇。
d)
家用中央空調消費群體不光是針對高消費群體,而主要針對普通的工薪階層。隨著空調廠家大規模生產、開發,其價格會逐漸回落,使家用中央空調能落戶於普通百姓家庭成為可能。
3 幾種家用中央空調方式的分析比較
3.1 小區集中供冷供熱系統
小區內集中設冷熱源站房,通過室外管網將冷熱水送至每戶。該系統具有中央空調的優勢,如房間的溫度分布均勻、不佔有房間的使用面積、室內噪音低等。但一次性投資大,需有效的物業管理,平時運行費用高,計費計量准確困難,在原計劃經濟下使用較多。隨著福利分房取消,住房私有化,集中供冷暖系統計費、收費越來越困難,此系統市場份額也日漸萎縮。
3.2 戶用小型風冷熱泵中央空調系統
由風冷熱泵機組、室內機及空調水管及附件組成。室外機設於陽台上,將噪音阻隔於戶外。風冷熱泵機組內置小型壓力膨脹水箱、循環水泵及自動補水閥。風機盤管空調末端有多種形式,可根據業主喜好、功能使用、室內裝飾等進行選擇。
該系統結構緊湊、安裝方便、與全空氣系統比占建築空間少,容易配合裝飾。機組設有內置式膨脹水箱,可使安裝、操作、維修更為簡單且無損建築外觀美。風冷熱泵機組採用微電腦全自動控制,操作簡單,各房間獨立控制,又可集中控制,方便實用、便於節電。若設新風需另設新機組,增加造價。
該系統缺點為:集水盤內易集塵、滋生細菌,存在漏水隱患,但漏水處容易發現,便於維修。風冷熱泵機組為三相電源,需另配電,設電表計量等。
3.3 一拖多空調系統(常稱家用變頻中央空調系統)
由室內、外機,冷媒管、凝結水管及附件組成。與3.2節方案相同,室外機置於陽台上,室內機多款可供選擇,但室內、外機之間採用紫銅冷媒管連接,不需膨脹水箱、循環泵。可選用單相電流,不需特批三相入戶,節省線路,便於計量計費。
該系統優點:由於冷媒直接蒸發,能效比較高;具備所有家用空調性能,如:離子除塵過濾網、光觸媒、夜光遙控、超低噪音等。室內機送風自動擺動,導流葉片;型號規格多,選擇餘地大,可根據不同性能、功能要求選擇;一拖多台,根據正在運轉室內機數量及每個房間不同負荷狀況,變頻電路調整壓縮機轉速,以隨時適應各個時刻的總荷量,使每台室內機都得以高效運轉,相比傳統中央空調節能40%以上,減少運行費用、節能、經濟;室外機小巧緊湊,方便靈活安裝,能節省室外空間,美化家居環境,減少室外機數量;帶有自動故障檢測,方便檢修;自動轉換供熱/冷模式,自動風速變換,有定時、夜間設定模式,可同時實現集中管理和單獨控制。
其缺點:供電峰谷差大,電網發電機在低負荷下運行時效率低、耗能較大;溫室氣體排放量大大提高;無新風供應,安裝要求高;如發生冷媒管泄漏,很難找出漏點,不易維護,其價格較高。目前,國內空調企業海爾、美的等開始推廣該種機型,價格可望進一步下調。
3.4 一拖一風管式空調系統
由室外機、管道式空調箱、送風管及風閥、風口組成。製冷原理與分體式空調類似,也屬冷媒直接蒸發式,只是將3.3節方案中室內機改換為管道式空調箱。該管道式空調箱屬全空氣系統,無水系統及其各種配套設備,大大降低了初投資;室內機放置於室內吊頂內,節省了機房面積和基建投資;風系統簡單,無需專人管理,只需定期檢查,與3.2節方案比無漏水之憂,相對價格低;可充分考慮新風,提高室內空氣品質,保持空氣清晰;直接蒸發式冷卻空氣,省卻了冷媒水循環過程中造成的能量損失,且蒸發溫度相對於冷水機組有所提高,因此提高了系統的製冷效率。
管道式空調箱出風口處風壓較高,一般為80~150Pa,可通過風道來保證每隻風口的冷熱風有一定的射程,使室內氣流場和溫度場保持均勻;也可配置消聲器,充分滿足室內雜訊要求。在商場等大面積空調場所使用多台管道機,可依據室內負荷變化情況,開停一部分管道機來進行能量調節;但用在住宅空調中,各房間不能獨立控制使用,集中回風,影響各房間的私密性;風管占建築空間較大。再者對空氣過濾能力差,所處理空氣的焓降小,除濕能力不強。
綜合以上四種家用中央空調方式,筆者認為:各個方式各有自身特點,視工程具體情況,經濟、技術分析比較,確定最後能最適合工程空調方案。但在目前,筆者認為一拖多空調系統和一拖一風管式空調系統較適合現住宅空調。前者因價位原因,推廣起來是有一定困難,估計今後幾年,隨著家用空調生產廠商大量介入商用空調,其價位下降,市場佔有份額會不斷上升;後者現階段應具有較好的市場潛力。
4 在家用中央空調系統設計施工中應注意的幾個問題
4.1 空調室內機容量可適量放大
按我國目前大多數人的生活習慣,下班回家,迅速打開空調,並希望盡快達到空調效果;另由於圍護結構無隔熱處理,樓上、下鄰居未開空調時,冷損大,應適當放大空調室內機的容量,可保證空調效果。同時室內機設有調節裝置,可根據需要調節風量、冷量。
4.2 室外主機容量可適當減小
按目前大多數家庭三口或五口之家生活習慣,空調末端不可能同時滿負荷運行,當客廳、餐廳開空調時,卧室、書房幾乎不開或少開。可視具體情況,適當降低主機容量,以降低初投資和運行費用。
4.3 安裝質量要保證
管道安裝應嚴密,不能漏風、漏水,特別冷媒管發生泄漏,不易找到漏點,維修困難,也易產生糾紛。空調水管、冷媒管可考慮穿梁、剪力牆等,以節省空間。
4.4 冷凝水排放,管道保溫要做好
漏水是家庭裝飾時常遇到問題,也是較難解決的問題。對空調系統來說,冷凝水排放最容易被忽視而造成潛在漏水隱患。冷凝水宜設獨立豎管集中排放,水平管不宜過長,且保證不小於0.008坡度坡向豎管。風管、冷凝水管特別是空調水管和冷媒管,因其溫度低,如保溫不好,外表易結露滴水。
5 結語
家用中央空調業在我國是一個很新的行業,自改革開放以後逐漸發展起來,經過十幾年的努力,建立了一批較高水平的企業,帶動了家用中央空調業的騰飛,相信在未來幾年後,隨著科技的突飛猛進,市場進一步規范,家用中央空調業會進入一個嶄新的新時代。
參考文獻:
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[2] 陸耀慶,等。實用供熱空調設計手冊[M]。北京:中國建築工業出版社出版,1993。
[3] 顧興鎣,等。民用建築暖通空調設計技術措施[M]。北京:中國建築工業出版社出版,1996。
作者簡歷:劉漢華 江西省建築設計研究總院,江西 南昌330046
劉漢華(1964--),男,工學學士,高級工程師,主任工程師。
『叄』 中央空調系統設計方案
那個城市的?會全開嗎?我是上海這邊做中央空調的!考慮到冬天制熱,每個平內方按容110W來計算,層高我取3M,那麼每個房間需要配的空調內機是:12*110*3=3960,也就是要配台40的內機,1.5.外機可以配兩個,也可以配一個,這個需要看具體使用情況,如果配一個全開的外機是:4KW*8=32KW,12P的外機,如果是兩個外機也就是2個6P的外機。由於你給的條件很籠統,所以介紹不是很清楚,忘諒解,需幾步了解給我留言。
『肆』 中央空調控制器過程式控制制系統百度文庫
我單位幫別人做過中央空調智能終端控制系統,都是美資企業 。去年還做過蘇州的。偌大的廠房所有的房間溫度,水流量,以及各種參數全部顯示在幾台電腦里
『伍』 基於plc和變頻器對中央空調控制系統的設計論文
就知道湊熱鬧,沒事不要在網上瞎折騰瞎問吧,沒有什麼好處的,不要成為某些網站的靶子吧!