CN201215369Y - 节能生态型智能化蒸发冷却组合式空调机组自控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种节能生态型蒸发冷却组合式空调机组自控装置，包括控制柜，控制柜内设置有相连接的控制器与触摸屏，控制器采用PLC可编程控制器，在PLC可编程控制器内预装入控制程序软件。本实用新型的自控装置，将蒸发冷却组合式空调机组的具体应用和自动控制紧密的结合起来，通过对PLC可编程控制器软硬件设计和对蒸发冷却组合式空调机组电气线路原理的设计及控制程序的编写，实现对蒸发冷却空调机组的风机、水泵、风阀、冷水阀及新风量进行控制，增强了蒸发冷却组合式空调系统在不同室外工况下工作的稳定性，提高了其节能效果。

Description

节能生态型智能化蒸发冷却组合式空调机组自控装置

技术领域

本实用新型属于空调制冷技术领域，具体涉及一种节能生态型智能化蒸发冷却组合式空调机组的自控装置。

背景技术

蒸发冷却技术凭借其在环保、节能、经济及改善室内空气品质方面的独特优势，成为现代空调技术领域的一个重要发展方向，而空调的快速发展使节能越来越受到重视，空调系统的能耗通常占整个建筑能耗的45％甚至55％以上，因此对空调系统进行节能控制研究具有极大的经济效益。

实际运行中室外气象参数随季节交替变换，且时时变化，以致绝大多数时间偏离设计计算参数。室内冷、热、湿散发量也经常改变，并且往往室外气象条件的变化以及空调房间人员的出入、照明的启闭、发热设备工作状况的变化会同时发生，引起空调负荷的变化。由于季节变化和室内外热、湿负荷变化影响，为了保障空调机组工作的稳定性需要其自身运行状态要随着室外空气状况的改变而自我调节，以确保室内温度、湿度和风速等参数在所要求的范围内，空调系统应设置监测与控制系统，包括参数检测、参数与设备状态显示、自动调节与控制、工况自动转换、设备联锁与自动保护、能量计算以及中央监控与管理等。空调监测与控制系统的设置目的是提高能源有效利用率、保证能源按需分配、减少和节省不必要能耗的一个重要措施之一。

目前传统的蒸发冷却空调自动控制系统难以实现蒸发冷却空调系统的分时分室控制，而且在空调控制系统中DDC和DCS占有很大比重。由于DDC里面很多程序都是固化的，DDC的固有的程序模式与实际应用模式一样，才可以选用，所以其通用性差。DCS系统虽然有其良好的集散控制性，但造价昂贵，维护烦琐。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种节能生态型智能化蒸发冷却组合式空调机组自控装置，采用PLC可编程控制器，解决了现有技术中末端数量多的分时分室控制问题，达到了一定的节能目的。

本实用新型所采用的技术方案是，节能生态型蒸发冷却组合式空调机组自控装置，包括控制柜，控制柜内设置有控制器，控制器与触摸屏相连接，控制器采用PLC可编程控制器，在PLC可编程控制器内预装入控制程序软件。

其中的PLC可编程控制器采用西门子可编程控制器S7200。

与传统的蒸发冷却空调自动控制系统相比，本实用新型具有如下特点：

(1)智能化

本实用新型的自控装置对空调机组实现了全面的自动化控制，整个系统随着全年自然气候的动态变化自行调节空调机组的运行状态并对其予以监测。蒸发冷却组合式空调系统运行工况可分为夏季空气处理过程、冬季空气处理过程以及过度季节空气处理过程来考虑。通过对蒸发冷却组合式空调机组电气线路原理的设计和控制程序的编写，完成了对空调设备的自动控制和故障保护。人机界面的设计对系统温度、湿度及各种模拟量参数的采集，完成了对运行参数的时时监测；控制平台的设计简化了操作过程，使空调机组操作简单实用。

(2)节能环保

全面采用最优启停控制、焓值控制、定“露点”温度控制等有效节能运行控制，可以减少约20％左右的能耗，具有十分重要的经济环境保护意义。

(3)采用PLC的优势

PLC可编程控制器性价比高，运算速度快，可靠性高，而且具有功能强大的自由编程功能，体积小、功耗低，设计施工周期短。本实用新型采用PLC可编程控制器来实现对蒸发冷却组合式空调机组的自动控制，即对风机、水泵、风阀及冷水阀进行控制，优化控制策略和控制流程，解决末端数量多的分时分室控制问题，使控制系统准确而稳定的反映末端负荷变化，进而对该空调系统进行温、湿度及风机总风量的控制，达到有效的节能效果。

可编程控制器PLC在蒸发冷却组合式空调机组自动控制系统中的应用将蒸发冷却空调的具体应用和自动控制紧密的结合起来，增强了蒸发冷却系统在不同室外工况下工作的稳定性，提高了其节能效果。

附图说明

图1是本实用新型的蒸发冷却组合式空调机组自动控制装置构成图；

图2是本实用新型的控制系统硬件总体结构图；

图3是本实用新型中PLC模块电气接线图；

图4是本实用新型蒸发冷却组合式空调机组自动控制原理框图。

图中，1.触摸屏，2.控制器，3.控制柜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参照图1，本实用新型的蒸发冷却组合式空调机组自控装置，包括控制柜3，在控制柜3内，控制器2和触摸屏1相连接，控制器2采用PLC可编程控制器。

本实用新型控制系统硬件总体结构如图2所示，PLC可编程控制器选用西门子可编程控制器S7200，CPU226CN集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。26K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。

图3为PLC模块电气接线图。从图中可以看出输入、输出点及模拟量输入输出点的确定。可编程控制器PLC对输入、输出点的确定以及模拟量输入输出的数据采集保证了控制系统对蒸发冷却组合式空调系统的集中监测和控制，完成系统的控制任务。PLC外部对风机、水泵、风阀、冷水阀进行控制，对风机、水泵电机、冷机进行故障保护以及故障报警。对温度、湿度的位置信号进行采集和处理。

本实用新型的工作原理如图4所示：通过自控装置时时采集空调房间的温度、湿度、风速等参数信号，并将蒸发冷却组合式空调机组自身的信号通过A\D转换器进行模\数转换输入自控装置，自控装置通过预装入的程序软件对各种信号进行统计、运算，再通过D\A转换器进行数\模转换将控制信号输送给蒸发冷却组合式空调机组，完成空调机组随时根据外界情况的改变而实现自动控制的功能。

本机组对风系统和水系统采用了独立控制。对风系统的控制采用总风量控制方法实现对风机总风量的控制。风阀的电动执行机构从全开到全闭都有固定的时间，新风、回风在不同的运行工况都有自己不同阀位，可以控制电动执行器的通电时间达到对阀位的给定。PLC的输出控制点接到风阀执行机构的开点和闭点来控制风阀的开启和关闭，在不同空调运行工况调节风阀的角度满足控制的需要，以此来实现新风和回风的比例关系。

水系统的控制采用了冷水阀进行控制，PLC的输出控制点接到冷水阀执行机构的开点和闭点来控制冷水阀的开启和关闭，在不同空调运行工况调节冷水阀的角度满足控制的需要。本控制装置对末端温度控制器采用了模糊控制理论。避开风量、水量传感检测环节，从而准确且稳定的反映出末端负荷的变化，进而通过模糊算法实现阀位信号的输出来调节风阀和冷水阀的开度。解决了现有技术中末端数量多的分时分室控制问题。

利用本实用新型的自动控制装置，可根据全年自然气候的动态变化设计蒸发冷却组合式空调系统的运行工况，把其分为夏季空气处理过程、冬季空气处理过程以及过度季节空气处理过程，在不同的处理过程选择性地开启本实用新型的各个功能段。夏季空气处理过程对应开启的功能段为：热管间接段+管式间接段+机械表冷段；冬季空气处理过程对应开启的功能段为：热管间接预热段+直接蒸发冷却段+再热段；过度季节空气处理过程对应开启的功能段为：热管间接段+直接蒸发冷却段或热管间接段+管式间接段+直接蒸发冷却段。对直接蒸发冷却段和表冷段采用焓值控制法，对管式间接段和热管间接段采用定“露点”控制法。即是对夏季和冬季采用焓值控制法，对过度季节采用定“露点”控制法。起到了很好的节能效果。

Claims (2)

1.节能生态型蒸发冷却组合式空调机组自控装置，包括控制柜(3)，其特征在于，所述的控制柜(3)内设置有控制器(2)，控制器(2)与触摸屏(1)相连接，所述的控制器(2)采用PLC可编程控制器，在PLC可编程控制器内预装入控制程序软件。

2.按照权利要求1所述的自控装置，其特征在于，所述的PLC可编程控制器采用西门子可编程控制器S7200。

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