【正文】 空氣的物理性質(zhì)1. 空氣的成分 自然界的空氣是由于空氣和水蒸氣組成的混合氣體，成為濕空氣。變頻技術(shù)的優(yōu)點：（3） 或制熱速度快（4） 較好的舒適性?！白冾l空調(diào)”采用了比較先進的技術(shù)，啟動時電壓較小，可在低電壓和低溫條件下啟動，這對于某些地區(qū)由于電壓不穩(wěn)或冬天室外溫度較低而空調(diào)難以啟動的情況，有一定的改善作用。由于變頻空調(diào)通過提高壓縮機工作頻率的方式增大了在低溫時的制熱能力，低溫下仍能保持良好的制冷效果。運用變頻控制技術(shù)的變頻空調(diào)，可根據(jù)環(huán)境溫度自動選擇制熱、制冷和除濕運轉(zhuǎn)方式，使居室在短時間內(nèi)迅速達(dá)到所需要溫度，并在低轉(zhuǎn)速、低能消耗狀態(tài)下以較小的溫差波動，實現(xiàn)了快速、節(jié)能和舒適控溫效果。所謂的“變頻空調(diào)”是與傳統(tǒng)的“定頻空調(diào)”相比較而產(chǎn)生的概念。此外戶式中央空調(diào)可以分批投資添置各用戶的空調(diào)系統(tǒng)，這樣可以減少資金的固定化。④由于主機由微電腦控制,在室內(nèi)可完成全部操作,且操作簡便。通過分析得出戶式中央空調(diào)的一下優(yōu)點：①戶式中央空調(diào)系統(tǒng)是小型化的中央空調(diào)系統(tǒng)可滿足用戶多居室需求,以家庭為單元,可適應(yīng)用戶的個性化需求不受其他用戶影響。例如一個三居室用戶要裝三部空調(diào)器,需要三個不同的室外空間,原來使用的家用空調(diào)特別是分體式空調(diào)器的安裝就受到限制。１９９５年ＫA L M A N等人將PID控制用于壓縮機和蒸發(fā)器的電機速度調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)制冷去濕，并建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型遺跡PID算法的三個參數(shù)的解析整定發(fā)發(fā)，同時給出了系統(tǒng)的兩種控制策略。集散式自控系統(tǒng)，目前技術(shù)趨于成熟，主要技術(shù)特征是采用了DDC（Direct Digital Control)。日本廠商引進溴化鋰技術(shù)以后便大力發(fā)展，諸如荏原、日立、三菱重工、川崎重工等公司都形成了成熟、穩(wěn)定的技術(shù)，現(xiàn)在日本國內(nèi)溴化鋰機組占據(jù)了主機市場份額的90％左右。 能源價格相對要低，全國范圍有電力和燃?xì)饪梢怨?yīng)，在冬季可以通過天然氣管路網(wǎng)絡(luò)用燃?xì)鉅t取暖。但是中國現(xiàn)今已是最大的空調(diào)出口國，在2001年出口的WRAC，SRAC和SPAC機組總數(shù)達(dá)500萬臺，2002年預(yù)計有750或800萬臺機組出口，而日本正在失去出口的地位。之后，設(shè)備設(shè)計和制造技術(shù)在90年代被轉(zhuǎn)讓到中國，這是通過與當(dāng)?shù)毓?包括主要元件如壓縮機、熱交換器、電勸機、精細(xì)閥和電子控制器的本地制造商)組成的合資公司進行的。中央空調(diào)產(chǎn)品價格下調(diào)必然會增強其市場競爭力，中央空調(diào)的市場需求會逐漸增加。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對室內(nèi)空氣環(huán)境、建筑外部環(huán)境、小區(qū)環(huán)境要求也越來越高。 中央空調(diào)研究背景隨著建筑業(yè)、工商設(shè)施及人民生活質(zhì)量的提高，中央空調(diào)產(chǎn)品的需求日益增加，近十年是我國制冷空調(diào)行業(yè)蓬勃發(fā)展的時期，制冷空調(diào)工業(yè)產(chǎn)值平均年增長率達(dá)20％，處于平穩(wěn)的上升趨勢，市場潛力巨大。輸送介質(zhì)主要有三種：空氣、水、及制冷劑。多個戶式中央空調(diào)模塊的組合可供更大空調(diào)面積使用，如長虹中央空調(diào)MLRFS65型冷水機組就是根據(jù)這種設(shè)計思路推出的，這種機型最多可以并聯(lián)8臺組成一個中央空調(diào)子系統(tǒng)。中央空調(diào)是集中處理空調(diào)負(fù)荷的系統(tǒng)形式，空調(diào)機組產(chǎn)生的冷（熱）量是通過一定的介質(zhì)輸送到空調(diào)房間的。.. . . .. 中央空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)習(xí)參考.. . . ..摘 要本文通過中央空調(diào)的運行控制要求的分析，采用西門子s7200 PLC設(shè)計了中央空調(diào)控制系統(tǒng)。其核心是一種“小型的中央空調(diào)”，是由一臺主機通過風(fēng)道送風(fēng)或冷熱源帶動空調(diào)末端的方式來控制各房間以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣品質(zhì)之目的的空調(diào)。多個中央空調(diào)子系統(tǒng)組合就可以滿足大型公共建筑的空調(diào)需求。據(jù)此可將戶式中央空調(diào)分為風(fēng)管系統(tǒng)、冷熱水系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng)。隨著世界范圍內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，高新技術(shù)行業(yè)不斷發(fā)展以及傳統(tǒng)行業(yè)的高新技術(shù)改造都將導(dǎo)致大批的生產(chǎn)辦公用房需設(shè)置中央空調(diào)。同時，隨著社會的不斷進步，國家對節(jié)能、環(huán)保也將日益重視。 中央空調(diào)發(fā)展歷史 在二十世紀(jì)六,七十年代,美國地區(qū)發(fā)生罕見的干旱天氣,為解決干旱缺水地區(qū)的空調(diào)冷熱源問題,美國率先研制出風(fēng)冷式冷水機,用空氣散熱代替冷卻塔,其英文名稱是:Air cool Chiller,簡稱為Chiller! 在空調(diào)歷史中，美國已經(jīng)發(fā)展和改進了有風(fēng)管的中央單元式系統(tǒng)，并得到了正在現(xiàn)場安裝和修理有風(fēng)管的單元式空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備分銷商和經(jīng)銷商的強力支持。在90年代中國也從其它先進國家吸收了較大型空調(diào)設(shè)備的先進高新技術(shù)，并與多數(shù)是美國的大公司組成合資企業(yè)。美國 　　美國是最大的空調(diào)市場，占世界總空調(diào)設(shè)備銷售額的28％，大多數(shù)是有風(fēng)管的單元式空調(diào)系統(tǒng)。大部分陸地在冬季的寒冷天氣并不適用沒有輔助電加熱的熱泵，而輔助電加熱是不經(jīng)濟的。 　　而到了八十年代全球?qū)Ψ锇褐评鋭┑厍虼髿獬粞鯇拥钠茐囊饛V泛的重視，再加上電力、能源日益緊缺，各個國家的廠商開始重視溴化鋰技術(shù)，但發(fā)現(xiàn)日本公司已經(jīng)形成了強大的競爭實力、成熟穩(wěn)定的技術(shù)。作為控制系統(tǒng)中的主要單元控制器，目前國內(nèi)外主要采用的是常規(guī)的PID控制，因其控制簡單．實用．低成本．技術(shù)成熟．易于實現(xiàn)．參數(shù)調(diào)整方便．并且具有一定的魯棒性，在空氣調(diào)節(jié)的應(yīng)比較廣泛。我國空調(diào)產(chǎn)業(yè)一直沿用家用空調(diào)和中央空調(diào)的分類，家用空調(diào)和中央空調(diào)的兩類生產(chǎn)廠家互不涉足。雖然有些空調(diào)器生產(chǎn)廠家加裝了排氣扇,但空氣流通不暢,空氣質(zhì)量差等弊端仍沒有從根本上克服。②由于戶式空調(diào)采用了分體式空調(diào)室內(nèi)機與室外機相分離的結(jié)構(gòu)形式,使主機與末端裝置相分離,這樣就保證了寧靜的家居環(huán)境。采用先進的電子控制技術(shù)系統(tǒng)可根據(jù)實際負(fù)荷自動化運行,節(jié)約能源及運行費用。關(guān)于變頻技術(shù)的運用，是由于現(xiàn)階段的能源緊張所導(dǎo)致的。眾所周知，我國的電網(wǎng)電壓為220伏、50赫茲，在這種條件下工作的空調(diào)稱之為“定頻空調(diào)”。供電頻率高，壓縮機轉(zhuǎn)速快，空調(diào)器制冷（熱）量就大；而當(dāng)電頻率較低時，空調(diào)器冷（熱）就小，這就是所謂”定頻”的原理。此外，一般的分體機只有四風(fēng)速可供調(diào)節(jié)，而變頻空調(diào)的室內(nèi)風(fēng)機自動運行時，轉(zhuǎn)速會隨壓縮機的工作頻率在12檔風(fēng)速范圍內(nèi)變化，由于風(fēng)機的轉(zhuǎn)速與空調(diào)器的能力配合較為合理，實現(xiàn)了低噪音的寧靜運行。由于實現(xiàn)了壓縮機的無級變速，它也可以適應(yīng)更大面積的制熱要求。 本論文的主要工作 本論文的主要工作有兩部分：一. 中央空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計方案 二. 關(guān)于中央空調(diào)控制系統(tǒng)PLC編程全論文分為5章：第一章 介紹什么是中央空調(diào)及中央空調(diào)的發(fā)展概況 第二章 介紹中央空調(diào)控制系統(tǒng)的原理及其構(gòu)成 第三章 關(guān)于中央空調(diào)的設(shè)計 第四章 關(guān)于中央空調(diào)控制系統(tǒng)的PLC程序控制 第五章 結(jié)論及結(jié)束語第2章 中央空調(diào)系統(tǒng)的原理及其構(gòu)成 中央空調(diào)系統(tǒng)的原理要討論空調(diào)技術(shù)，就必須對控制對象及空調(diào)系統(tǒng)有全面，深入的了解。另外空氣中還含有不同程度的灰塵、微生物、及其它雜質(zhì)。2. 空氣的狀態(tài)參數(shù) 空氣的物理性質(zhì)不僅取決于它的組成成分，而且也與它所處的狀態(tài)有關(guān)。大氣壓力隨季節(jié)、天氣的變化稍有高低。不過空氣中的水汽是和干空氣同時存在的，這是兩種氣體各有自己的壓力，稱之為分壓力，而且兩者之和應(yīng)該是空氣的總壓力，即： p=pg+pc (21)其中p為濕空氣的總壓力，一般即大氣壓力，單位kpa；pg為干空氣的分壓力，單位為kpa；pc為水汽的分壓力，單位為kpa。這種交換和空氣中的水汽分壓力也是有關(guān)系的。因此在空氣調(diào)節(jié)中，溫度是衡量空氣環(huán)境對人體和生產(chǎn)是否合適的一個重要參數(shù)。環(huán)境空氣的相對濕度越小，濕球上水分蒸發(fā)的就越快，濕球溫度降低的幅度就越大。濕空氣中含有的水汽量（單位為kg），稱為空氣的絕對濕度。它表明，當(dāng)溫度一定是，水汽分壓力Pc越大，則絕對濕度x越大，所以水汽分壓力也可以反應(yīng)空氣中的濕度多少。任何空氣發(fā)生變化的過程，例如加濕或干燥過程，都必須用含濕量來反映水量增減的情況。在空調(diào)中，相對濕度是衡量空氣環(huán)境的超市程度對人體和生產(chǎn)是否合適的一項重要指標(biāo)。 如果已知空氣的含濕量d，根據(jù)空氣性質(zhì)表查處飽和含濕量等于這個d時對應(yīng)的溫度，他就是這時空氣的露點溫度t1，這說明，根據(jù)空氣的含濕量，便可確定露點溫度。如圖所示： 圖21 t,d,Ψ，pc關(guān)系圖圖中標(biāo)示t、d、Ψ、pc之間的關(guān)系圖，下圖標(biāo)示的是t、Ψ、pc之間的關(guān)系圖： 圖22 t,d,Ψ，pc關(guān)系圖 空氣調(diào)節(jié)原理 空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)，在于按照使用的目的，對房間或公共建筑內(nèi)的空氣狀態(tài)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，為人們的工作和生活，創(chuàng)造一個溫度適宜、濕度恰當(dāng)?shù)男g(shù)士環(huán)境。因此對于大多數(shù)人，居住室溫夏季包吃在25~27℃，冬季保持在16~20℃是比較適宜的?？照{(diào)系統(tǒng)中所用的加熱器一般是以熱水或蒸汽為熱媒的空氣加熱器和電加熱器。但增加空氣和誰的流速，或靠增加排數(shù)來增大加熱器的面積，加熱器的空氣阻力和水的阻力均增加，風(fēng)機和水泵的耗電量也增加。一次加熱器夏季一般不適用，但有時也可以將其內(nèi)通自來水等作為新風(fēng)預(yù)冷器，達(dá)到加熱器冷卻兩用的目的。它具有加熱均勻、加熱量穩(wěn)定、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和易于控制等優(yōu)點，常用語各類小型空調(diào)機組內(nèi)。抽屜式電加熱器是一種常用的裸線式電加熱器。 表冷器內(nèi)流動的冷媒有制冷劑和冷水兩種。 增大空氣和冷水的流速，增加換熱面積和空氣與冷水間的溫差，都可以提高傳熱量。 表冷器的調(diào)節(jié)方法有兩種，一是水量調(diào)節(jié)，二是水溫調(diào)節(jié)。進水溫度越低，空氣溫降越大，除濕量也增加；反之供水溫度提高，空氣溫降減小，除濕量降低。常用的噴蒸汽加濕方法有干蒸汽加濕和電加濕兩種。電熱式加濕器是將電熱元件直接放在盛水的容器內(nèi)，利用加熱元件所散發(fā)出的熱量加熱水而產(chǎn)生蒸汽。電極式加濕器是用3根不銹鋼棒作為電極，放在不易銹蝕的水容器中，一水作為電阻，通電后水被加熱而產(chǎn)生蒸汽?？諝庹{(diào)節(jié)的原理就是應(yīng)用空氣狀態(tài)參數(shù)相互間的關(guān)系，通過合理的加熱、加濕、冷卻、去濕步驟，使得空氣的狀態(tài)發(fā)生人為的改變，達(dá)到設(shè)定狀態(tài)。為了使加熱后的空氣的相對濕度也能達(dá)到室內(nèi)空氣濕度的標(biāo)準(zhǔn)，在調(diào)節(jié)的過程中必須要進行加濕處理。新風(fēng)首先加熱至12℃（不管新風(fēng)是3℃還是5℃，然后加濕（噴水）至飽和，再加熱至20℃，這是的相對濕度即為60％。如圖所示： 圖26 夏季新空氣減溫去濕處理這是夏季新空氣減溫去濕處理的一種調(diào)節(jié)方法。 中央空調(diào)原理 中央空調(diào)原理如圖所示： 圖27 中央空調(diào)系統(tǒng)的原理圖 如圖所示，新風(fēng)與回風(fēng)混合進入空氣熱濕處理系統(tǒng)，熱濕對空氣溫度和濕度進行調(diào)節(jié)過后進入風(fēng)機，風(fēng)機將滿足要求的空氣送入各各房間。（2）空氣過濾部分 有進風(fēng)部分取入的新風(fēng)，必須先經(jīng)過一次預(yù)過濾，一出去顆粒較大的塵埃。熱濕處理設(shè)備主要有兩大類型：直接接觸式和表面式。表面式換熱器屬于這一類。管道截面通常為矩形和圓形兩種，一般低俗風(fēng)道多采用矩形，而高速風(fēng)道多用圓形。人工冷源有空氣膨脹制冷和液體汽化制冷兩種。按照空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況，空調(diào)系統(tǒng)可分為集中系統(tǒng)、半集中系統(tǒng)和全分散系統(tǒng)。在半集中空調(diào)系統(tǒng)中，出了集中空調(diào)機房外，還設(shè)有分散在被調(diào)節(jié)房間的二次設(shè)備（又稱為末端裝置）。通常的窗式空調(diào)器及柜式、壁掛式分體空調(diào)器均屬于此類機組。[2] 第3章 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)控制的主要對象是：空氣溫度及相對濕度。溫度控制有冬夏兩種控制模式，夏季采用冷凍水降溫、冬季采用蒸汽加熱的方式來控制送風(fēng)溫度，兩種模式用轉(zhuǎn)換開關(guān)（）來手動控制。若檢測值小于給定值，在夏季控制模式時減小冷卻水的閥門開度，冬季控制模式時加大加熱蒸汽的閥門開度，使溫度恢復(fù)到設(shè)定值。濕度控制在85％。送風(fēng)管尾端的壓力傳感器檢測送風(fēng)壓力，將檢測值與給定值進行比較，若檢測值與給定值相等則保持送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，若檢測值大于給定值則通過變頻器減小送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，若檢測值小于給定值則通過變頻器加大送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，從而使送風(fēng)壓力滿足系統(tǒng)的要求。新回風(fēng)閥的開度0～100%對應(yīng)4～20mA,則新風(fēng)閥開度20%，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量對應(yīng)為11520。PID控制器調(diào)節(jié)回路輸出。它可以看作是比例項、積分項、微分項三項之和。 （32）式中 Mn —— 在第n次采樣時刻PID回路輸出的計算值； KC —— PID回路增益； en —— 在第n次采樣時刻的偏差值； en—l —— 在第n1次采樣時刻的偏差值（偏差前值）； KI —— 積分項的系數(shù)； M0 —— PID回路輸出的初值； KD —— 微分項的系數(shù)。 （33）式中 MX —— 積分項前值（在第n1次采樣時刻的積分項）； MPn —— 第n次采樣時刻的比例項； MIn —— 第n次采樣時刻的積分項； MDn —— 第n次采樣時刻的微分項。選擇正、反作用回路的目