節能生態型智能化蒸發冷卻組合式空調機組自控裝置的製作方法

2023-05-23 13:18:51

專利名稱：節能生態型智能化蒸發冷卻組合式空調機組自控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於空調製冷技術領域，具體涉及一種節能生態型智能化蒸 發冷卻組合式空調機組的自控裝置。
技術背景蒸發冷卻技術憑藉其在環保、節能、經濟及改善室內空氣品質方面的獨 特優勢，成為現代空調技術領域的一個重要發展方向，而空調的快速發展使節能越來越受到重視，空調系統的能耗通常佔整個建築能耗的45%甚至55 %以上，因此對空調系統進行節能控制研究具有極大的經濟效益。實際運行中室外氣象參數隨季節交替變換，且時時變化，以致絕大多數 時間偏離設計計算參數。室內冷、熱、溼散發量也經常改變，並且往往室外 氣象條件的變化以及空調房間人員的出入、照明的啟閉、發熱設備工作狀況 的變化會同時發生，引起空調負荷的變化。由於季節變化和室內外熱、溼負 荷變化影響，為了保障空調機組工作的穩定性需要其自身運行狀態要隨著室 外空氣狀況的改變而自我調節，以確保室內溫度、溼度和風速等參數在所要 求的範圍內，空調系統應設置監測與控制系統，包括參數檢測、參數與設備 狀態顯示、自動調節與控制、工況自動轉換、設備聯鎖與自動保護、能量計 算以及中央監控與管理等。空調監測與控制系統的設置目的是提高能源有效 利用率、保證能源按需分配、減少和節省不必要能耗的一個重要措施之一。目前傳統的蒸發冷卻空調自動控制系統難以實現蒸發冷卻空調系統的
分時分室控制，而且在空調控制系統中DDC和DCS佔有很大比重。由於 DDC裡面很多程序都是固化的，DDC的固有的程序模式與實際應用模式一 樣，才可以選用，所以其通用性差。DCS系統雖然有其良好的集散控制性， 但造價昂貴，維護煩瑣。 發明內容本實用新型的目的是提供一種節能生態型智能化蒸發冷卻組合式空調 機組自控裝置，採用PLC可編程控制器，解決了現有技術中末端數量多的 分時分室控制問題，達到了一定的節能目的。本實用新型所採用的技術方案是，節能生態型蒸發冷卻組合式空調機組 自控裝置，包括控制櫃，控制櫃內設置有控制器，控制器與觸控螢幕相連接， 控制器採用PLC可編程控制器，在PLC可編程控制器內預裝入控制程序軟 件。其中的PLC可編程控制器採用西門子可編程控制器S7200。 與傳統的蒸發冷卻空調自動控制系統相比，本實用新型具有如下特點-(1)智能化本實用新型的自控裝置對空調機組實現了全面的自動化控制，整個系統 隨著全年自然氣候的動態變化自行調節空調機組的運行狀態並對其予以監測。蒸發冷卻組合式空調系統運行工況可分為夏季空氣處理過程、冬季空氣 處理過程以及過度季節空氣處理過程來考慮。通過對蒸發冷卻組合式空調機 組電氣線路原理的設計和控制程序的編寫，完成了對空調設備的自動控制和 故障保護。人機界面的設計對系統溫度、溼度及各種模擬量參數的採集，完 成了對運行參數的時時監測；控制平臺的設計簡化了操作過程，使空調機組 操作簡單實用。(2) 節能環保全面採用最優啟停控制、焓值控制、定"露點"溫度控制等有效節能運行控制，可以減少約20%左右的能耗，具有十分重要的經濟環境保護意義。(3) 採用PLC的優勢PLC可編程控制器性價比高，運算速度快，可靠性高，而且具有功能 強大的自由編程功能，體積小、功耗低，設計施工周期短。本實用新型採用 PLC可編程控制器來實現對蒸發冷卻組合式空調機組的自動控制，即對風 機、水泵、風闊及冷水閥進行控制，優化控制策略和控制流程，解決末端數 量多的分時分室控制問題，使控制系統準確而穩定的反映末端負荷變化，進 而對該空調系統進行溫、溼度及風機總風量的控制，達到有效的節能效果。 可編程控制器PLC在蒸發冷卻組合式空調機組自動控制系統中的應用 將蒸發冷卻空調的具體應用和自動控制緊密的結合起來，增強了蒸發冷卻系 統在不同室外工況下工作的穩定性，提高了其節能效果。

圖1是本實用新型的蒸發冷卻組合式空調機組自動控制裝置構成圖； 圖2是本實用新型的控制系統硬體總體結構圖； 圖3是本實用新型中PLC模塊電氣接線圖； 圖4是本實用新型蒸發冷卻組合式空調機組自動控制原理框圖。 圖中，1.觸控螢幕，2.控制器，3.控制櫃。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。 參照圖l，本實用新型的蒸發冷卻組合式空調機組自控裝置，包括控制 櫃3，在控制櫃3內，控制器2和觸控螢幕1相連接，控制器2採用PLC可編 程控制器。本實用新型控制系統硬體總體結構如圖2所示，PLC可編程控制器選用 西門子可編程控制器S7200， CPU226CN集成24輸入/16輸出共40個數字量I/0 點。可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數字量I/0點或35路模擬量I/0點。 26K字節程序和數據存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的 20kHz高速脈衝輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通 訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。I/0端子排可很容易地整體拆卸。 用於較高要求的控制系統，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力， 更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能。圖3為PLC模塊電氣接線圖。從圖中可以看出輸入、輸出點及模擬量 輸入輸出點的確定。可編程控制器PLC對輸入、輸出點的確定以及模擬量 輸入輸出的數據採集保證了控制系統對蒸發冷卻組合式空調系統的集中監 測和控制，完成系統的控制任務。PLC外部對風機、水泵、風閥、冷水閥進 行控制，對風機、水泵電機、冷機進行故障保護以及故障報警。對溫度、溼 度的位置信號進行採集和處理。本實用新型的工作原理如圖4所示通過自控裝置時時採集空調房間的 溫度、溼度、風速等參數信號，並將蒸發冷卻組合式空調機組自身的信號通 過A\D轉換器進行模\數轉換輸入自控裝置，自控裝置通過預裝入的程序軟 件對各種信號進行統計、運算，再通過D\A轉換器進行數\模轉換將控制信 號輸送給蒸發冷卻組合式空調機組，完成空調機組隨時根據外界情況的改變 而實現自動控制的功能。本機組對風系統和水系統採用了獨立控制。對風系統的控制採用總風量 控制方法實現對風機總風量的控制。風閥的電動執行機構從全開到全閉都有
固定的時間，新風、迴風在不同的運行工況都有自己不同閥位，可以控制電動執行器的通電時間達到對閥位的給定。PLC的輸出控制點接到風閥執行機 構的開點和閉點來控制風閥的開啟和關閉，在不同空調運行工況調節風闊的 角度滿足控制的需要，以此來實現新風和迴風的比例關係。水系統的控制採用了冷水閥進行控制，PLC的輸出控制點接到冷水閥執 行機構的開點和閉點來控制冷水閥的開啟和關閉，在不同空調運行工況調節 冷水閥的角度滿足控制的需要。本控制裝置對末端溫度控制器釆用了模糊控 制理論。避開風量、水量傳感檢測環節，從而準確且穩定的反映出末端負荷 的變化，進而通過模糊算法實現閥位信號的輸出來調節風閥和冷水閥的開 度。解決了現有技術中末端數量多的分時分室控制問題。利用本實用新型的自動控制裝置，可根據全年自然氣候的動態變化設計 蒸發冷卻組合式空調系統的運行工況，把其分為夏季空氣處理過程、冬季空 氣處理過程以及過度季節空氣處理過程，在不同的處理過程選擇性地開啟本實用新型的各個功能段。夏季空氣處理過程對應開啟的功能段為熱管間接 段+管式間接段+機械錶冷段；冬季空氣處理過程對應開啟的功能段為熱管 間接預熱段+直接蒸發冷卻段+再熱段；過度季節空氣處理過程對應開啟的功能段為熱管間接段+直接蒸發冷卻段或熱管間接段+管式間接段+直接蒸發冷卻段。對直接蒸發冷卻段和表冷段採用焓值控制法，對管式間接段和熱管 間接段採用定"露點"控制法。即是對夏季和冬季採用焓值控制法，對過度 季節採用定"露點"控制法。起到了很好的節能效果。
權利要求1. 節能生態型蒸發冷卻組合式空調機組自控裝置，包括控制櫃(3)，其特徵在於，所述的控制櫃(3)內設置有控制器(2)，控制器(2)與觸控螢幕(1)相連接，所述的控制器(2)採用PLC可編程控制器，在PLC可編程控制器內預裝入控制程序軟體。
2. 按照權利要求l所述的自控裝置，其特徵在於，所述的PLC可編程 控制器採用西門子可編程控制器S7200。
專利摘要本實用新型公開的一種節能生態型蒸發冷卻組合式空調機組自控裝置，包括控制櫃，控制櫃內設置有相連接的控制器與觸控螢幕，控制器採用PLC可編程控制器，在PLC可編程控制器內預裝入控制程序軟體。本實用新型的自控裝置，將蒸發冷卻組合式空調機組的具體應用和自動控制緊密的結合起來，通過對PLC可編程控制器軟硬體設計和對蒸發冷卻組合式空調機組電氣線路原理的設計及控制程序的編寫，實現對蒸發冷卻空調機組的風機、水泵、風閥、冷水閥及新風量進行控制，增強了蒸發冷卻組合式空調系統在不同室外工況下工作的穩定性，提高了其節能效果。
文檔編號G05B19/05GK201215369SQ20082002896
公開日2009年4月1日 申請日期2008年4月29日 優先權日2008年4月29日
發明者強天偉, 力 文, 殷清海, 理 熊, 翔 黃 申請人:西安工程大學