文档介绍：模拟中央空调控制系统
设计方案(第一组)
电气1041
傅星星
学号:1004043404
时间:
指导老师:张晓明、彭夷
目录
一:项目背景 3
二:设计依据。 4
三:设计方案 5
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系统控制方案的设计与选择 6
系统设计内容 7
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四:总结。 19
一:项目背景
我国是一个人均能源相对贫乏的国家,人均能源占有量不足世界水平的一半,随着我国经济的快速发展,我国已成为世界第二耗能大国,但能源使用效率普通偏低, 造成电能浪费现象十分严重。尽管我国电网总装机容量和发电量快速扩容,但仍赶不上用电量增加的速度,供电形势严峻, 节能节电已迫在眉睫。
中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一,电能的消耗非常大,约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计,而实际上在一年中,满负载下运行最多只有十多天,甚至十多个小时,几乎绝大部分的时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载,而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载,几乎长期在100%负载下运行,造成了能量的极大浪费,也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。
随着变频技术的日益成熟,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量,达到节能目的提供了可靠的技术条件。
空调的定义: 空调是空气调节的简称,它是利用设备和技术对室内空气(或人工混合气体)的温度、湿度、清洁度及气流速度进行调节,以满足人们对环境的舒适要求或生产对环境的工艺要求。
满足人类或其它生物对舒适感的要求的空调,一般称之为舒适性空调;而主要用来满足工艺生产过程和设备的运行要求,及人体的舒适度要求的空调,一般称之为工艺性空调。
二:设计依据
(1)《户用和类似用途冷水热泵机组》国家标准(GB/-200119-87)
(2)《采暖通风与空气调节设计手册》(GB19-87)
(3)《家用中央空调实用技术手册》(交通出版社)
(4) 空气调节的四度:温度、湿度、洁净度和风速
三:设计方案
该设计以公寓为设计背景,公寓空气调节的作用大体可分为二个:其一、满足人体所适合的温度、湿度条件;其二、保证住户拥有一个良好、健康的工作环境,这两点具有同等的重要性。为了保证整个房间的温、湿度控制质量,首先需要一个总控开关按照一定控制要求来启动和关闭中央空调系统,利用中央空调系统内部安装的传感器,随时检测各个房间的温、湿度状况,而后将信号送给控制机构,控制的对象就是几台风机,风机启动之后,通过一个阀门根据需要来决定给房间送风,也就是使系统由局部送风来满足房间的湿度要求,或使整个房间按照舒适性空调的要求进行全面送风,同时根据需风量的大小,利用变频技术使局部送风在恒压状态下进行。在用风量小的情况下,如果一台风机连续运行超过一定工作时间,则按照控制要求自动切换到下一台风机,即系统具有“风机转换功能”,避免因一台风机工作时间过长,降低生产效率和影响风机工作寿命。同时,系统启动时采用软启动来提高系统性能,在应急或检修时,系统配备手动控制功能,最后,为了保证系统安全、顺利的工作,还需设置完善的报警功能。
基于以上的设计思想,中央空调恒压送风系统原理图如图2-1所示。
图2-1 中央空调恒压送风系统原理图
在该系统设计中,采用了1#、2#、3#三台风机,首先由总控来控制电磁阀YV1,根据需求启动和关闭中央空调, 平时电磁阀YV2处于失电状态,也就是关闭局部送风阀。中央空调的局部送风或全面送风,由传感器将检测到的信号(采用人工模拟实现)直接送给控制机构,来选择正确的送风方式。局部送风和全面送风共用1#、2#、3#三台风机,一般情况下,三台风机根据全面送风的需求多少,利用变频器按一定的控制逻辑运行,使全面送风在恒压状态下进行。此时处在运行中的
房间,当传感器检测到其湿度不足时,电磁阀YV2得电,此时关闭全面送风阀,打开局部送风阀,1#、2#、3#风机开始提供局部送风,以此来满足房间的湿度需求,并根据需风量的大小,利用变频器使局部送风也在恒压状态下进行。系统经过一段时间的工作,房间湿度合适后,三台风机再次转换为全面送风使用。
系统控制方案的设计与选择
长时间以来,自动控制系统存在着多种控制方式,比如继电接触器控制方式、逻辑电子电路控制方式、单片机控制方式、可编程序控制器(PLC