【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 推算，國(guó)產(chǎn)中央空調(diào)的業(yè)化歷史進(jìn)程至少提前了40 年。 據(jù)介紹，隨著國(guó)內(nèi)大中型建筑中央空調(diào)的更新?lián)Q代以及戶(hù)式快速增長(zhǎng)，中央空調(diào)這塊市場(chǎng) “蛋糕 ”正吸引越來(lái)越多的眼球。以深圳為例，目前已 2021 多幢高樓大廈采用中央空調(diào)機(jī)組，但至今 90％以上的樓宇裝備的都是美日廠商的產(chǎn)品。一些國(guó)內(nèi)企業(yè)雖然也推出了螺桿 機(jī)等中央空調(diào)設(shè)施，但由于在整機(jī)上面投入有限，市場(chǎng)份額一直遠(yuǎn)不能同美日廠商相較，現(xiàn)在，這種格局終于有望改寫(xiě)。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步以及人們生活水平的提高，人們?cè)谌粘５纳詈蛣趧?dòng)生產(chǎn)中對(duì)空氣環(huán)境的要求也不斷提高，特別是對(duì)空氣的溫度、濕度、通風(fēng)以及潔凈度的要求，使空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?？照{(diào)控制系統(tǒng)涉及面廣，要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)復(fù)雜，它通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)為建筑物的不同區(qū)域提供滿(mǎn)足不同使用要求的環(huán)境。 其次，空調(diào)控制系統(tǒng)需要有冷熱源的支持，空調(diào)機(jī)組內(nèi)有大功率的風(fēng)機(jī)，它的能耗很大。在滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)空氣環(huán)境要求的前提下，采 用先進(jìn)的控制策略對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，達(dá)到節(jié)約能漂和降低運(yùn)行費(fèi)用成為空調(diào)控制系統(tǒng)的最終目標(biāo)。特別是近幾年來(lái)，“綠色建筑”、“環(huán)保建筑”的提出，使得對(duì)空調(diào)控制系統(tǒng)的控制模式的研究顯得尤為重要?，F(xiàn)階段的中央空調(diào)系統(tǒng)的控制幾乎仍采用傳統(tǒng)的控制模式。傳統(tǒng)的控制模式主要存在以下幾方面的問(wèn)題。 1) 傳統(tǒng)的控制理論都是建立在以微分和積分為工具的數(shù)學(xué)模型之上的，迄今為止，還未見(jiàn)直接使用自然語(yǔ)言知識(shí)描述系統(tǒng)和解決問(wèn)題的方法。不能靈活配置聯(lián)動(dòng)控 安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 46 頁(yè) 第 3 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 制功能； 2) 在實(shí)際工程中，尤其在工業(yè)過(guò)程控制中，被控對(duì)象的嚴(yán)重非線(xiàn)性，數(shù)學(xué)模型的 不確定性，系統(tǒng)工作點(diǎn)變化劇烈等因素都是傳統(tǒng)控制理論無(wú)法解決的； 3) 傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)輸入信息比較單一，而現(xiàn)代的復(fù)雜系統(tǒng)要以各種形式一視覺(jué)的、聽(tīng)覺(jué)的、觸覺(jué)的以及直接操作的方式，將周?chē)沫h(huán)境信息作為系統(tǒng)輸入，并將各種信息進(jìn)行融合、分析和推理，相應(yīng)地采取對(duì)策或行動(dòng)。對(duì)這樣的控制系統(tǒng)就要求有自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自組織的功能，因而需要新一代的控制理論和技術(shù)支持。 由于智能控制特別是模糊控制在家用電器方面的發(fā)展比較迅速，近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)的模糊洗衣機(jī)、模糊空調(diào)器、模糊電冰箱、模糊電視機(jī)等的問(wèn)世報(bào)道不 時(shí)見(jiàn)諸報(bào)端。這些都說(shuō)明智能控制 在我國(guó)空調(diào)領(lǐng)域的發(fā)展還是比較迅速 。 國(guó)外研究現(xiàn)狀 美國(guó)是最大的空調(diào)市場(chǎng)，占世界總空調(diào)設(shè)備銷(xiāo)售額的 28％，大多數(shù)是有風(fēng)管的單元式空調(diào)系統(tǒng)。但是，熱泵比例相對(duì)的低，在 2021 年以數(shù)量計(jì)占 20％而以銷(xiāo)售額計(jì)占 30％。美國(guó)空調(diào)市場(chǎng)與其它國(guó)家的差別，一些明顯的原因是： 大多數(shù)人居住在位于有廣闊空間的郊區(qū)獨(dú)立房屋內(nèi)，可以更方便地為整個(gè)室內(nèi)空間的舒適優(yōu)先選擇安裝風(fēng)管。 能源價(jià)格相對(duì)要低，全國(guó)范圍有電力和燃?xì)饪梢怨?yīng)，在冬季可以通過(guò)天然氣管路網(wǎng)絡(luò)用燃?xì)鉅t取暖。大部分陸地在冬季的寒冷天氣并不適用沒(méi)有輔助電加熱的熱泵，而輔助 電加熱是不經(jīng)濟(jì)的。強(qiáng)大工業(yè)分銷(xiāo)商和經(jīng)濟(jì)商網(wǎng)絡(luò)以相對(duì)低的安裝費(fèi)用和維修后緩支持推銷(xiāo)有風(fēng)管的中央空調(diào)系統(tǒng)。 日本開(kāi)利公司五十年代發(fā)明溴化鋰機(jī)組技術(shù)以后并沒(méi)有馬上大力推廣（當(dāng)時(shí)美國(guó)的電力、能源并不緊缺，全球?qū)Ψ锇褐评鋭┢茐牡厍虼髿獬粞鯇舆€沒(méi)有引起足夠的重視）、也沒(méi)有進(jìn)一步研究發(fā)展。日本廠商引進(jìn)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(guó)內(nèi)溴化鋰機(jī)組占據(jù)了主機(jī)市場(chǎng)份額的 90％左右。 日本住宅空調(diào)是從 60 年代由本地生產(chǎn)或從美國(guó)進(jìn)口的 WRAC 開(kāi)始的，基于人們大多數(shù)在生活區(qū)居住而只對(duì)單個(gè)房間的空調(diào)有強(qiáng)烈要求，一般不采用中央系統(tǒng)以節(jié)省很昂貴的電力費(fèi)用。但是，許多人抱怨高的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲和振動(dòng)不能為臥室所接受。同時(shí)在房間內(nèi)安裝也不大方便。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo) 本設(shè)計(jì)論述了中央空調(diào)的組成以及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) ， 主要由以下內(nèi)容組成： （ 1）中央空調(diào)的基本內(nèi)容，包括中央空調(diào)的組成、發(fā)展、現(xiàn)狀以及中央空調(diào)的工藝流程 ； （ 2） 中央空調(diào)制冷系統(tǒng)和新風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng) 的構(gòu)成。 （ 3）詳細(xì)介紹了力控組態(tài)軟件 的使用方法 ，并用力控組態(tài)軟件進(jìn)行中央空調(diào)監(jiān)控。 安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 46 頁(yè) 第 4 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2 中央空調(diào)概述 空氣調(diào)節(jié) 簡(jiǎn)稱(chēng)空調(diào)，它的目的是創(chuàng)造一個(gè)合適的（室內(nèi)）大氣環(huán)境，使人在該環(huán)境中感覺(jué)到舒適；或者是保證（室內(nèi)）大氣環(huán)境滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝過(guò)程或科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的需要。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，空氣調(diào)節(jié)所依靠的技術(shù)手段主要是通風(fēng)換氣，具體地說(shuō)，就是加工和處理一定質(zhì)量的空氣送入室內(nèi)，使室內(nèi)大氣環(huán)境滿(mǎn)足要求。對(duì)空氣的處理過(guò)程包括加溫（降溫）、加濕（除濕）、凈化等，即常說(shuō)的熱濕處理。 空調(diào)系統(tǒng)的一般組成 為了達(dá)到空調(diào)的目的，發(fā)揮空調(diào)的作用，就必須有對(duì)空氣進(jìn)行處理和調(diào)節(jié)的措施和方法，一般的空氣調(diào)節(jié)的基本措施，要求其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成應(yīng)包括以下幾部 分。 新風(fēng)部分 空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中必須采用一部分室外的新鮮空氣（即新風(fēng)），這部分新風(fēng)必須滿(mǎn)足室內(nèi)工作人員所需要的最小新鮮空氣量，因此空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)取入量決定于空調(diào)系統(tǒng)的服務(wù)用途和衛(wèi)生要求。新風(fēng)的導(dǎo)入口一般設(shè)在周?chē)皇芪廴居绊懙牡胤?。這些新風(fēng)的導(dǎo)入口和空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)管道以及新風(fēng)的濾塵裝置（新風(fēng)空氣過(guò)濾器）、新風(fēng)預(yù)熱器（又稱(chēng)為空調(diào)系統(tǒng)的一次加熱器）共同組成了空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)系統(tǒng)。 空氣的凈化部分 空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)其用途不同，對(duì)空氣的凈化處理方式也不同。因此，在空調(diào)凈化系統(tǒng)中有設(shè)置一級(jí)初效空氣過(guò)濾器的簡(jiǎn)單凈化系統(tǒng)，也 有設(shè)置一級(jí)初效空氣過(guò)濾器和一級(jí)中效空氣過(guò)濾器的一般凈化系統(tǒng)，還有設(shè)置一級(jí)初效空氣過(guò)濾器，一級(jí)中效空、氣過(guò)濾器和一級(jí)高效空氣過(guò)濾器的三級(jí)過(guò)濾裝置的高凈化系統(tǒng)。 空氣的熱、濕處理部分 對(duì)空氣進(jìn)行加熱、加濕和降溫、去濕，將有關(guān)的處理過(guò)程組合在一起，稱(chēng)為空調(diào)系統(tǒng)的熱濕處理部分。在對(duì)空氣進(jìn)行熱、濕處理過(guò)程中，采用表面式空氣換熱器（在表面式換熱器內(nèi)通過(guò)熱水或水蒸氣的稱(chēng)為表面式空氣加熱器，簡(jiǎn)稱(chēng)為空氣的汽水加熱器）。設(shè)置在系統(tǒng)的新風(fēng)入口，一次回風(fēng)之前的空氣加熱器稱(chēng)為空氣的一次加熱器：設(shè)置在降溫去濕之后的空氣加熱器，稱(chēng)為空氣 的二次加熱器：設(shè)置在空調(diào)房間送風(fēng)口之前的空氣加熱器；稱(chēng)為空氣的三次加熱器。三次空氣加熱器主要起調(diào)節(jié)空調(diào)房間內(nèi)溫度的作用，常用的熱媒為熱水或電加熱。在表面式換熱器內(nèi)通過(guò)低溫冷水或制冷劑的稱(chēng)為水冷式表面冷卻器或直接蒸發(fā)式表面冷卻器，也有采用噴淋冷水或熱水的噴水室，還有采用直接噴水蒸汽的處理方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣的熱濕處理過(guò)程。 空氣的的輸送和分配、控制部分 空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)和送、回風(fēng)管道稱(chēng)為空氣的輸送部分。風(fēng)管中的調(diào)節(jié)風(fēng)閥、蝶閥、防火閥、啟動(dòng)閥及風(fēng)口等稱(chēng)為空氣的分配、控制部分。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)中空氣阻力的不同，設(shè)置風(fēng)機(jī) 的數(shù)量也不同，如果空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置一臺(tái)風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)既起送風(fēng)作 安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 46 頁(yè) 第 5 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 用，又起回風(fēng)作用的稱(chēng)為單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：如果空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，一臺(tái)為送風(fēng)機(jī)，另一臺(tái)為回風(fēng)機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)稱(chēng)為雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。 空調(diào)系統(tǒng)的冷 源 空調(diào)系統(tǒng)中所使用的冷源一般分為天然冷源和人工冷源。天然冷源一般指地下深井水，人工冷源一般是指利用人工制冷方式來(lái)獲得的，它包括蒸汽壓縮式制冷、吸收式制冷以及蒸汽噴射式制冷等多種形式。 中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 中央空調(diào)系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成。制冷系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的冷負(fù)荷；制熱 系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供用以抵消室內(nèi)環(huán)境熱負(fù)荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關(guān)重要的部分，其采用種類(lèi)、運(yùn)行方式、結(jié)構(gòu)形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)性、高效性、合理性。 中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)和散熱水塔組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 （圖 21） 所示 ： 圖 21 中央空調(diào)系統(tǒng)圖 中央空調(diào)主要是通過(guò)空調(diào)壓縮機(jī)吸入來(lái)自蒸發(fā)器中的常溫、低壓的冷煤氣體壓縮成高溫、高壓的冷煤氣體，在冷凝器中同冷卻水進(jìn)行充分的熱交換，冷卻水吸收了冷煤的熱量，通過(guò)冷卻泵輸送到冷卻塔中利用塔風(fēng)機(jī)同噴林冷卻水進(jìn)行熱交換，將熱量釋放到大氣中；這時(shí)經(jīng)過(guò)冷卻后變成低溫、低壓液態(tài)冷煤，經(jīng)調(diào)節(jié)閥在蒸發(fā)器中吸收冷凍水中的熱量，轉(zhuǎn)換成常溫、低壓的冷煤氣體傳送到空調(diào)壓縮機(jī)，完成了冷煤的單次循環(huán)；而冷凍水因冷煤在蒸發(fā)過(guò)程中被吸收了熱量，變成溫度更低的冷水，通過(guò)冷凍泵輸送到空調(diào)末端設(shè)備（風(fēng)機(jī)盤(pán)管）同室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換，達(dá)到降低室內(nèi)空 氣溫度目的。 安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 46 頁(yè) 第 6 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 制冷系統(tǒng)的分類(lèi) 空調(diào)用制冷技術(shù)屬于普通制冷范圍，主要是采用液體氣化制冷法。（主要是利用液體氣化過(guò)程要吸收比潛熱，而且液體壓力不同，其沸點(diǎn)也不同，壓力越低，沸點(diǎn)越低。）根據(jù)熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移的不同方式，可分為：蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷。 1 蒸氣壓縮式制冷 制冷原理 ： 氣態(tài)制冷工質(zhì)（如氟利昂）經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓氣體后進(jìn)入冷凝器，與水（空氣）進(jìn)行等壓熱交換，變成低溫高壓液態(tài)。液態(tài)工質(zhì)經(jīng)干燥過(guò)濾器去除水份、雜質(zhì)，進(jìn)入膨脹閥節(jié)流減壓，成為低溫低壓液態(tài)工質(zhì)，在蒸發(fā)器內(nèi)氣化。液體氣化過(guò)程 要吸收氣化潛熱，而且液體壓力不同，其飽和溫度（沸點(diǎn)）也不同，壓力越低，飽和溫度越低。例如， 1kg 的水，在絕對(duì)壓力為 ，飽和溫度為 5℃ ，氣化時(shí)需要吸收 熱量； 1kg 的氨，在 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力（ ）下，氣化時(shí)需要吸收 熱量，溫度可抵達(dá) ℃ 。因此，只要?jiǎng)?chuàng)造一定的低壓條件，就可以利用液體的氣化獲取所要求的低溫。依此原理，氣化過(guò)程吸取冷凍水的熱量，使冷凍水溫度降低（一般降為 7℃ ）。制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸取熱量，溫度升高變成過(guò)熱蒸氣，進(jìn)入壓縮機(jī)重復(fù) 循環(huán)過(guò)程。蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)主要分為水冷式和風(fēng)冷式， 制冷壓縮機(jī)是蒸氣壓縮式制冷裝置的一個(gè)重要設(shè)備。制冷壓縮機(jī)的形式很多，根據(jù)工作原理的不同，可分為兩大類(lèi)：容積式制冷壓縮機(jī)和離心式制冷壓縮機(jī)。目前常用的壓縮機(jī)主要有活塞式壓縮機(jī)、渦旋式、螺桿式以及離心式壓縮機(jī)，如圖 （圖 22）所示。 圖 22 制冷壓縮機(jī) 容積式制冷壓縮機(jī)是靠改變工作腔的容積，將周期性吸入的定量氣體壓縮。常用的容積式制冷壓縮機(jī)有往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)。 離心式制冷壓縮機(jī)是靠離心力的作用，連續(xù)地將所吸入的氣體壓縮。這種壓縮機(jī) 安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 46 頁(yè) 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊