【正文】 n in system. Keywords: AirConditioning Water System, Speed Adjust by Frequency Inverter, PID regulation, Programmable Logic Controller 目錄 摘要 ............................................................ 1 2 目錄 ............................................................ 1 第一章 緒論 ..................................................... 4 引言 ..................................................... 4 課題研究的意義和目的 ..................................... 4 中央空調(diào)水系統(tǒng) ........................................... 5 中央空調(diào)耗能原因 ......................................... 5 變頻技術(shù)的發(fā)展 .......................................... 6 第二章 中央空調(diào)水系統(tǒng)的組成及工作原理 ........................... 7 中央空調(diào)的分類 ........................................... 7 空調(diào)節(jié)能的必要性 ......................................... 9 中央空調(diào)系統(tǒng)的 組成及工作原理 ............................. 9 中央空調(diào)主控制器 ....................................... 10 PLC 的組成 ........................................ 11 西門子 S7200 系列 PLC ............................. 12 冷水機(jī)組的介紹及工作原理 ............................... 14 風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng) ......................................... 15 風(fēng)機(jī)盤管的組成和工作原理 .......................... 15 風(fēng)機(jī)盤管的水系統(tǒng) .................................. 17 節(jié)能分析 ................................................ 17 冷卻塔 ................................................. 18 第三章 變頻器的介紹 ............................................ 20 變頻器基本結(jié)構(gòu) .......................................... 20 變頻器的分類 ........................................... 20 按變換環(huán)節(jié)分類 .................................... 20 按電壓的調(diào)制方式分類 .............................. 20 按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分類 .......................... 20 按直流電源性質(zhì)分類 ................................ 20 按工作原理分類 .................................... 20 按用途分類 ........................................ 21 通用變頻器的功能可分為三大類 ............................ 21 輸出 PWM 波形 ...................................... 21 改變頻率 .......................................... 21 保護(hù) .............................................. 22 變頻器的工作原理 ........................................ 22 變頻器控制方式 .................................... 22 變頻器選型 .............................................. 24 變頻器選型時(shí)要確定的幾點(diǎn) ： ........................ 24 變頻器控制電路設(shè)計(jì) ...................................... 25 確認(rèn)變頻器的安裝環(huán)境； ............................ 25 電機(jī)的距離確定電纜和布線方法 ...................... 25 控制原理 .......................................... 26 變頻器接地 ........................................ 26 變頻器控制柜設(shè)計(jì) ........................................ 26 設(shè)計(jì)控制柜時(shí)注意問題 .............................. 26 3 變頻器接線規(guī)范 .................................... 27 變頻器的選型和相關(guān)參數(shù)設(shè)定 ........................ 27 常見故障分析 ............................................ 28 變頻器的發(fā)展預(yù)測 ........................................ 28 第四章 中央空調(diào)水系統(tǒng)變頻調(diào)速設(shè)計(jì) .............................. 30 工程概況 ................................................ 30 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)過程與 控制方案 ................................. 31 器件的選型與參數(shù)設(shè)定 .................................... 33 應(yīng)用方案的可靠性 ........................................ 43 抗干擾 ............................................ 43 接地 .............................................. 44 安裝 .............................................. 44 結(jié)論 ........................................................... 44 參考文獻(xiàn) ....................................................... 46 致謝 ........................................................... 48 附錄 ........................................................... 49 4 第一章 緒論 引言 “人類在利用和改造自然的過程中，取得了驕人的成績，同時(shí)也付出了高昂的代價(jià)。講述變頻調(diào)速器時(shí)，討論了由驅(qū)動(dòng)模塊、整流模塊、 IGBT 模塊、電壓檢測裝置、 CPU微處理器等組成的變頻器的基本結(jié)構(gòu)及其控制原理。再一個(gè)，就是通過分析變頻冷凍水泵和冷卻水泵在變負(fù)荷時(shí)的特性，得出了冷凍水泵的揚(yáng)程與流量、總能耗與流量的一半關(guān)系式。為了阻止能源危機(jī)的爆發(fā)和地球自然環(huán)境的逐漸惡化，可持續(xù)發(fā)展和“綠色”發(fā)展的概念己滲透到各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。所以在綠色建筑的設(shè)計(jì)與評估的過程中，都將建筑的節(jié)能作為設(shè)計(jì)的主要目的和評估的主要因素。建筑及空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題己成為我國迫切需要解決的重大課題之一。中國空調(diào)工業(yè)在發(fā)展的同時(shí)，一些問題也日益顯露出來。 課題研究的意義和目的 5 對空調(diào)水系統(tǒng)的水泵選取是按照空調(diào)在最不利工況運(yùn)行時(shí)選取的。 中央空調(diào)水系統(tǒng) 空調(diào)水系統(tǒng)的作用，就是以水作為介質(zhì)在空調(diào)建筑物之間和建筑物內(nèi)部傳遞冷量或熱量。對于高層建筑，該系統(tǒng)通常為閉式循環(huán)環(huán)路，除循環(huán)泵外，還設(shè)有膨脹水箱、分水器和集水器、自動(dòng)排氣閥、除污器和水過濾器、水量調(diào)節(jié)閥及控制儀表等。 ，增加無效流量，增加水泵能耗 ，效率偏低，增加能耗。對開式循環(huán)管路系統(tǒng)，計(jì)算相仿。電氣傳動(dòng)分成不調(diào)速和調(diào)速兩大類，調(diào)速又分交流調(diào)速和直流調(diào)速兩種方式。變頻調(diào)速是交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主干內(nèi)容。至今自行開發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品大體只相當(dāng)于國際上 80年代水平。雖然取得很大成績， 7 但應(yīng)看到由于國內(nèi)自行開發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品的能力弱，對國外公司 的依賴性嚴(yán)重。近年來高電壓、大電流的 SCR、 GTO、 IGBT、 IGCT 等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使高低壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。 4)基礎(chǔ)工業(yè)和各種制造業(yè)的高速發(fā)展，變頻器相關(guān)配套件社會化、 專業(yè)化生產(chǎn)。在中小功率變頻技術(shù)方面，國內(nèi)幾乎所有的產(chǎn)品都是普通的 V/f控制僅有少量的樣機(jī)采用矢量控制，品種與質(zhì)量還不能滿足市場需要，每年大量進(jìn)口。 ： 活塞式壓縮機(jī)：是早期空調(diào)曾普遍使用的壓縮機(jī)，因?yàn)榱悴考^多，故障率較高，且生產(chǎn)成本也比較高，運(yùn)行穩(wěn)定性差，壓縮機(jī)抗液擊的能力差，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。 離心式壓縮機(jī)：離心機(jī)的外觀看起來就像是個(gè)大的離心式水泵，其結(jié)構(gòu)和水泵結(jié)構(gòu)也比較相似。 水系統(tǒng)：室內(nèi)系統(tǒng)和主機(jī)由水管道連接，管道里面運(yùn)行的是低溫水（ 7℃），低溫的水在室內(nèi)機(jī)（風(fēng)機(jī)盤管）吸取熱量之后回流到主機(jī)。 表 21常見的幾種空調(diào)主機(jī)名稱及其比較 名稱 制冷量 螺桿式水冷冷水機(jī)組 制冷量大 9 渦旋式水冷冷水機(jī)組 較少采用 離心式水冷冷水機(jī)組 制冷量很大 風(fēng) 冷螺桿冷水、熱泵機(jī)組 制冷量大 不需要冷卻塔、專門的空調(diào)機(jī)房 風(fēng)冷模塊冷水、熱泵機(jī)組 制冷量適中 不需要冷卻塔、專門的空調(diào)機(jī)房 大型風(fēng)冷渦旋冷水、熱泵機(jī)組 制冷量大 和風(fēng)冷模塊形式完全相同 小型戶式水系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組 制冷量小 適合家庭使用 小型變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)組 制冷量小 適合家庭使用 空調(diào)節(jié)能的必要性 隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展、電力供應(yīng)日趨緊張。對于商場和綜 合大樓則高達(dá) 60%以上 ,日常開支費(fèi)用很大。 目前常用的中央空調(diào)系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn) : ,為保證在大氣溫度最高的情況下也能正常使用 ,所以中央空調(diào)要按滿負(fù)荷計(jì)算 ,并留有一定的富裕量。根據(jù)流量計(jì)算公式 ,流量與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。 中央空調(diào)系統(tǒng)的組成及工作原理 如圖 21 所示 ,中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷劑回路、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)等組成。 冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)口的冷卻盤管中 ,由風(fēng)機(jī)吹 送冷風(fēng)達(dá)到冷卻空氣的目的。在 PLC 控制系統(tǒng)中，CPU 模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。為防止外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲損壞 CPU 模塊，影響其正常工作，在 I/O 模塊中，用光電耦合器、可控硅，小型繼電器等器件來隔離外部輸入電路和負(fù)載。為了使 PLC的輸出及時(shí)響應(yīng)隨時(shí)變化的輸入信號，用戶程序不是執(zhí)行了一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至 PLC 停機(jī)或切換到 STOP 工作狀態(tài)。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價(jià)格比。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 （ 3）通信口 CPU 22 CPU222 和 CP