李晓彦

【摘  要】当前，在我国越来越多的高层建筑物当中，中央空调属于必不可少的机电设备。对于中央空调系统来讲，在运转过程中冷冻主机的负荷会伴随季节变化以及气温变化进行自动调节，但是与冷冻主机相连接的冷冻泵却不能够进行自动调节负载作业，在一般情况下其长期处于100%负载运行状态，所以能量的浪费现象非常严重，而且使得中央空调的实际运行环境及质量受到破坏。因此，论文就中央空调系统的自动控制系统的设计工作进行分析研究。

【Abstract】At present， among the growing number of high-rise buildings in China， central air conditioning is an essential mechanical and electrical equipment. For the central air conditioning system， in the process of operation， the load of the refrigeration main engine will be adjusted automatically with seasonal changes and temperature changes. However， the freezing pump connected with the refrigeration main engine can not carry out automatic load adjustment operation. In general， it maintains a state of 100% load operation for a long time， so the  phenomenon of energy waste is very serious. And it damages the actual operating environment and quality of the central air conditioning. Therefore， this paper analyzes and studies the design work of automatic control system of central air conditioning system.

【關键词】中央空调;自动控制;系统;设计

【Keywords】central air conditioning; automatic control; system; design

【中图分类号】TU831                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）08-0188-02

1 引言

随着现今社会经济发展水平以及科技发展水平的提升，在人们的日常生活过程中对生活质量的要求越来越高，所以在当前建筑物当中，中央空调系统的应用已经变得越来越广泛，对于人们的日常生活质量提升具有非常重要的作用，已经成为人们日常生活中不能够缺少的一项重要工具。但在中央空调使用过程中，对于能源的需求是非常大的，而且当前的中央空调运行会产生较大的资源浪费，所以应基于当前社会发展中节能减排这一政策要求，对中央空调实际运行过程中的自动控制工作进行深入研究，实现全面自动控制，降低能源消耗以及浪费是一项重要工作。

2 中央空调自动控制系统设计研究的重要性

因为从当前全球发展背景来看，全球范围内的能源紧张问题越来越凸显，所以也节能问题已经成为现如今全世界所关注的首要问题。而对于我国来讲，虽然我国属于资源大国，但是因为在过去经济发展过程中对于资源进行不合理开发及粗放型利用，所以我国资源的减少速度是非常快的，有一些资源甚至已经接近枯竭状态。因此，在当前社会发展背景下，节能型社会发展已经成为我国未来社会的重要发展方向。而对于中央空调的使用来讲，虽然其在极大程度上满足了人们的生活品质要求，但是也增加了用电的能源消耗，而且在空调运转过程中，所产生的电能浪费现象也比较严重。所以基于节能减排的社会发展需求，应当针对中央空调系统进行自动控制系统的设计研究。这不仅仅是为了保障节能减排政策的落实，同时，也是为了能够对当前中央空调的使用效率进行提升，并对生态环境进行维护，实现自然资源的可持续发展与应用。

3 中央空调系统的工作原理

3.1 中央空调系统的结构

对于中央空调系统来讲，其本身属于在我国当前大型建筑物内进行使用的一种集中空气调节并管理的设备，所以对于整个中央空调系统来讲，包含的设备有空气处理设备、送风机以及回风机、送风通道以及回风通道、空气分配装置以及冷热源等，各种设备共同组成了中央空调系统。并且在实际使用过程中，可以根据中央空调的使用需求进行组合变换，在多种设备的不同组合下形成不同形式的系统。在大型建筑物中安装中央空调系统时，需要根据建筑本身的用途以及建筑物性质和热湿负荷特点，以及所投入的资金和运行维护费用进行空调系统的合理选择优，这样才能够保证合理应用，并且不会造成资金浪费。

3.2 中央空调系统的工作原理

对于中央空调系统来讲，在实际工作过程中，气态制冷工质经过压缩机压缩之后，形成高温高压气体，然后进入空调系统的冷凝器当中。在冷凝器当中，高温高压气体会和水进行等压热交换，然后变成低温高压液态液体。这些液态工质，会经过过滤以及干燥等工序，将液态工质当中所存在的水分和杂质进行剔除，然后输送到膨胀阀进行节流减压，之后形成低温低压液态工质，并在蒸发器内进行气化反应。对于液体的汽化来讲，在发生气化过程中需要吸收汽化潜热，而且液体本身的压力不同，所表现出的饱和沸点也不同，如果压力越低那么沸点也就越低。所以对于中央空调系统来讲，在使用过程中只需要创造一定程度的低压条件，就可以通过气化过程来获得想要达到的低温环境。根据此原理，在实际工作过程中，气化过程吸取冷冻水所产生的热量，使冷冻水的温度降低，之后制冷工质在蒸发器内吸取热量，温度升高变成过热蒸汽，最后再进入压缩机当中。整个过程不断循环，这就是中央空调系统的工作原理，也是工作过程。

4 中央空调自动控制系统设计

4.1 变频器的设计选择

对于中央空调自动控制系统来讲，变频器主要是为系统调压调频电源进行电力转换提供帮助，从其电路形式区分变频器的主电路可以分为两种，分别是电压型电路以及电流型电路。在当前中央空调自动控制系统设计过程中，对于变频器的选择是Micro Master 440，即新一代用于控制三相交流电动机速度和转距的多功能标准变频器。该型号的变频器是通过微处理器进行控制的，而且在變频器设计过程中应用了具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管作为变频器的功率输出组件，能够在极大程度上保证变频器的实际工作运行的可靠性以及功能的多样性。而且变频器采用脉冲频率可选的专用脉宽调制方法，能够使中央空调系统的电动机在运转过程中实现低噪声运行。除此之外，该型号变频器所拥有的缺省的工厂设置参数，是当前数量众多的可变速控制系统供电所需的理想变频传动装置，所以其本身的应用覆盖范围非常广。而且在使用过程中，因为拥有全面和完善的控制功能，所以相关参数设定之后，本身变频器既可以在单独传动系统当中进行使用，同时，也能够在更高级的电动机控制系统当中进行使用，能够在自动化系统当中进行集成，完全符合中央空调自动化控制系统的设计需要。

4.2 PLC控制器的选择

可编程逻辑控制器的简称为PLC，在该控制器当中选用了一类能够进行编程的存储器，在内部进行程序的存储，然后本身又可以进行逻辑运算，以及具有顺序控制和定时等相关技术功能，这些功能都是由用户所发出的相关指令进行操控。在可编程逻辑控制器当中，通过数字以及模拟式的输入和输出，对机械以及生产过程进行全面的自动化控制。对于中央空调自动化控制系统的设计来讲，为了能够便于今后进行系统化的升级和改造，所以可编程逻辑控制器需要留出一定的I/O点，作为未来拓展使用，所以选择的型号是西门子S7-200PLC。该型号的可编程逻辑控制器非常小巧，所以在各行各业当中都能够进行广泛的使用，能够用于检测、监测和控制自动化功能的实现。所以在中央空调自动化设计工作当中，应用S7-200PLC能够使其本身的各项功能得到全面的发挥，而且对于中央空调自动化控制系统的设计工作来讲，其本身的各项功能能够完全满足当前中央空调自动化控制工作需要。

5 结语

综上所述，对于中央空调自动化控制系统设计工作来讲，在实际设计过程中最主要的部分就是各项控制功能的自动化实现结构，也就是可编程逻辑控制器以及人机界面。所以在中央空调自动化控制系统设计研究工作过程中，应当基于自动化控制工作的全面实现，对自动化控制单元进行深入研究，从而提高自动化控制工作水平。通过不断提高中央空调自动控制系统设计工作水平，避免中央空调系统实际运行过程中所产生的能源浪费现象，为节能减排工作全面落实及实施提供助力。

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