中央空调智能温度控制系统综合设计1.doc

论中央空调智能温度控制系统综合设计众所周知，中央空调系统一般由以下三大系统组成，冷热源系统、冷媒输送系统、空气分布系统。针对目前空调高能耗、低效率而进行的一系列节能改造，一般也是从以上三部分入手，包括变水量系统控制、变风量系统控制等。台州光辉自控科技有限公司通过投入大量人力物力的研究、以及大量的工程实践表明，不能综合分析整个中央空调运行状态并以全局的高度让其三大部分和谐统一，综合改造，不足以真正地将能耗降下来。目前对反映中央空调状态的数据采集上多集中在温度和压力上，而以温度最为普遍，光辉公司也是将对整个系统的控制紧紧围绕其温度变化而展开。但它的控制理念是：构建一个闭环控制系统，把系统的输出信号反馈给输入端，由输入和输出的偏差信号对系统进行控制。应用到具体中央空调系统中，则是：利用电子信息技术和网络智能控制装置对末端风机盘管和新风机组等安装电动阀及控制装置, 进行“实时控制”。空调末端的动态使用, 从而产生了冷媒水流量的变化, 此时承担输送任务的冷媒泵，自动改变以往的静态输送模式, 实行变流量运行，进行“合理输送”。由于末端使用量的变化，冷媒泵流量的改变直接影响主机制冷量的变化，促使空调主机自动卸载，实现主机“按需生产”。这里有必要单独说一个温度测量的问题，当我们把所有控制的重担都交给温度去控制时，保证温度测量值的准确性和必要的稳定性就非常重要。目前市场上很多公司所使用的模拟温度传感器，可准确性、稳定性差，不足以达到我们的要求。光辉公司坚持自己的数字温度传感器的选择，虽然资金和技术投入都有所提高，但它为我们方案的有效实施提供了坚强有力的后盾。为了反映以上“空调控制温度，温度又反过来控制空调”的闭环控制思想，我们必须从以下几个方面入手：(一) 、对空调冷媒输送系统的控制中央空调冷媒输送系统的耗能是中央空调耗能的一个大户，而目前市面上很多的节能公司也是在整个泵送系统上做足了文章，比较流行的是盲目对水泵进行变频控制，这种单一的工作没有结合整个空调系统，不能与整个空调系统有机的统一起来，甚至会使冷、热媒水发生短路、气堵、过滤器排污不畅等，造成高区空调冷热不均、空调主机报警等情况，往往使节能的愿望不了了之。我们所强调的综合控制是从空调末端的风机盘管入手。目前国内用于空调系统风机盘管水系统的电动阀在局部不使用时，风机已停止工作，但不能同时切断盘管内冷、热媒水的流动，造成的后果是，只要空调主机一打开，整个大楼冷、热媒水都在运行，其耗能可想而知。经测试，因冷冻水空循环无功消耗有1-1.5，也就是说在制冷过程中，若温差设计值为5，无功消耗1，即浪费主机能源消耗20%-30%。还有，电动阀在使用一段时间后，出现漏水、阀体开裂等现象，同时损坏电机。空调循环水系统污浊影响导热效率等。我们希望对空调进行综合节能改造，首先，温度控制器是对空调房间的温度进行控制的电开关设备，我们要有高精度，高稳定性的温度控制器。其次，我们还必须解决、开发阀门一系列问题和新一代阀门。第三，我们要保证循环水的传输效率。针对以上问题，光辉公司的液晶温控器利用高精度数字传感器采集到温度数据，根据设定温度与室内采集的实际温度的比较，控制风机盘管表冷器水管上电动阀调节冷媒水流量。它自主研发的全封闭结构，自动受压密封，具有自动补偿功能的GH100系列不锈钢电动浮动球阀成功解决了执行器部件的国际性瓶颈问题。该电动球阀具有50万次启闭的使用寿命。还有光辉公司的自动排污装置，该装置在空调水管路运行过程中产生漩涡引力，冲刷管道和滤网内的污垢。在漩涡引力作用下，污垢和杂质在漩涡引力下，进入装置的缓冲罐中沉淀，然后通过控制器控制，定时自动排污一次，使沉淀的杂质污垢排出，经过2-3个星期左右的过滤，可把空调水中的大量污垢清理干净，使水质变清，从而杜绝堵塞空调过滤网现象的发生，提高空调吸收效果10%。非一般电子除垢仪可以比拟，这些都为整个中央空调系统节能提供强有力保障。中央空调系统是一个有机的整体，在改造了空调末端以后，冷量需求大大减小了，此时泵送负荷大大降低方才为水泵的变频控制提供了节能的空间。光辉公司开发的冷媒水、冷却水流量动态控制仪，根据空调在部分负荷下的运行特性，使空调水系统实现变流量节能控制，并根据大楼实际用量需求，采集准确的用量数据，同时指令冷冻水流量动态控制仪，该输送多少能量就输送多少流量。然后根据主机采集回来的冷凝热量数据指令冷却水流量动态控制仪及冷却塔风机保持适当的工作状态，使整个系统贯穿为一体，真正达到全系统同步运行的控制效果。（二）、对空气分布系统的控制 为保证人体健康，提高空气品质，我们必须要有一套节能、安全的新风换气系统，向室内输送足够的新鲜空气并将屋内的污浊空气排出。新风系统也是作为末端系统要消耗大量的能量，对其节能改造最有效的办法是通过新风机组将室外的新鲜空气直接转变为适合人们舒适的新鲜空气正压送风到每一个房间更换室内空气。当然，要有一套设备来完成这一套工序的自动控制。光辉公司的新风机组、变风量空调柜节能技术控制装置，能根据室外气象条件和大楼的实际需要自动调节新风量和送风时间，当室外温度低于室内温度时，自动采用全新风送风，不消耗空调主机的能量；当室外温度高于室内时，采用部分新风，并根据室外气温自动调节新风量，帮助室内风机盘管降温，自动关闭冷、热媒水的流量，减少主机能耗。（三）、冷热源系统在集中解决了空调末端和泵送系统的耗能问题以后，制冷主机的负荷大大减轻，现在，我们要减少空调主机的能耗了。目前各个制冷主机生产厂家都经过不断改造，将主机的COP提高到无以发挥的地步，这一点该给予充分的肯定。但是经过光辉公司的研究和实践经验总结，采用以下其自主创新的产品能进一步降低能耗。1 热交换器动态节能控制装置热交换器装置主要由热交换器智能动态控制箱、不锈钢电动球阀和数字温度传感器构成。主控器通过采集到热交换器热水测的实际温度与设定温度的比较，控制执行器(蒸汽电动球阀)开关量，调节蒸汽测蒸汽量的大小，从而实现热交换器内的热水恒温运行。（注：热交换使用蒸汽加热,控制了蒸汽测蒸汽量，也就控制了热交换器内的热水进行恒温供热），确保中央空调系统在满足舒适的前提下大幅度地降低系统能源消耗。2 锅炉蒸汽分汽缸节能技术控制装置及凝结水回收技术各种类型的锅炉在运行过程中，其排出的烟气温度一般在150350，烟气中的水蒸气仍处于气态，在排出炉身的同时就会带走大量的热能，因此传统锅炉的热效率一般只能达到75%-85%。应用锅炉烟气余热利用装置能够有效吸收烟汽中的热量，将锅炉补给水加温到80100，注入锅炉产汽，可降低燃料（煤、油、天然气等）消耗20%。锅炉分汽缸节能控制器重点解决的问题是如何根据各种用气设备、用气量、用气时间的不同，进行自动稳压，实现需要多少蒸汽，供应多少蒸汽。对蒸汽管路实现无极变换口径，进行变流量控制，同时，还能了解到各路用户在设备不使用时，管路上的漏汽情况，不让蒸汽在管道内冷却浪费。中央空调的自动控制得益于电子信息产业的发展，从8位的单片机的应用，到DSP，再到ARM等高效处理器的发展，辅之以各种功能集成芯片，高精度的数字传感器等，使得我们能够轻易实现以上所介绍的节能方案。光辉公司不但利用高抗干扰、高稳定性的单片机作为主控芯片，利用使用性能更加稳定、测量更加精准的数字温度传感器，利用构建高效的通信网络，有针对的开发大量实用的、高执行力的代码，利用液晶屏的美观大方、中英文显示一目了然等部件。而且，整个系统利用现场总线（ FCS）构成的网络，采取智能分散控制、网络集中监控，使机房主机、辅机、各个末端独立智能化控制节能控制器的运行状态，由主控制器动态监测中央空调的运行状况，实现了技术节能加管理节能的双重保障，确保中央