【正文】 如圖 所示： 圖 控制系統(tǒng)結構圖 現(xiàn)場級設備一般位于被控生產(chǎn)過程的附近 ,包括傳感器、變送器和執(zhí)行器 ,它們將系統(tǒng)運行中的各類測量量 。因此，在系統(tǒng)中設計了設備運行的歷史記錄報表。 狀態(tài)監(jiān)視功能 ：中央空調(diào)集散控制系統(tǒng)可以監(jiān)視空調(diào)機組、循環(huán)水泵、冷卻塔風機、輔助熱源機組、水 水高溫機組、變頻器和電能表等設備的運行。所有空調(diào)機組停止后，系統(tǒng)自動關閉水系統(tǒng)相關設備，防止所有空調(diào)機組停止后水系統(tǒng)設備繼續(xù)運行，避免造成不必要的 浪費。用鼠標單擊畫面監(jiān)控按鈕，選擇冷 卻塔或水泵監(jiān)控畫面。遠程控制包括對設備進行啟動和關停控制、對設備進行運行參數(shù)的設置和監(jiān)控設備的運行狀態(tài)等。 登錄系統(tǒng)后系統(tǒng)管理員可完成退出登錄、配置用戶、更改密碼、退出系統(tǒng)等操作。 通訊線 ： 采用屏蔽雙絞線（ STP5 類）傳輸媒介，將分布于各地的終端設備有效的進行連接組網(wǎng)，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。分布于建筑內(nèi)各處，與空調(diào)機組安裝在一起，并與網(wǎng)絡控制器相連接，它能分別對各臺空調(diào)設備進行監(jiān)視及控制，如室內(nèi)空調(diào)溫度過程控制，也可對壓力、電流等限值進行檢測與控制。 4 處理器 內(nèi) 存 512MB DDR 硬 盤 80GB 顯 示 器 商用深灰 15(54K)顯示器 顯 示 卡 集成高性能顯卡 顯 存 動態(tài)分配 光 驅(qū) 16X DVD 網(wǎng)卡 集成 Intel 10/100M 網(wǎng)卡 I/O接口 1串 ＋ 1并＋ 2PS/2+（ 4個前置） +2 組 AUDIO 擴展槽 3 PCI（不支持全高擴展卡） 鍵盤 聯(lián)想商用防水鍵盤 鼠標 商用因特網(wǎng)鼠標 電源 230W 操作系統(tǒng) Microsoft174。 29 圖 集散控制系統(tǒng)拓撲結構圖 中央計算機 ： 中央計算機直接面向操作運行人員 ，主要任務是實現(xiàn)對整個空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、能量管理與優(yōu)化控制，系統(tǒng)采用全漢化的圖形軟件，人機界面友好。 集散控制系統(tǒng)的硬件組成 集散控制系統(tǒng)的硬件組成主要包括：上位機 、串口擴展卡、轉(zhuǎn)接器、空調(diào)控制器、可編程控制器（ PLC）、變頻器、電能表數(shù)據(jù)采集器和遠傳計費電能表等。由流體力學理論可知，風機風量 Q 與轉(zhuǎn)速 n 的一次方成正比，風壓 H 與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率 N 與轉(zhuǎn)速 n 的三次方成正比 .對于變頻調(diào)速來說，轉(zhuǎn)速 n 基本上與電源頻率 f 成正比，當電源頻率 f 降低時，電動機轉(zhuǎn)速也降低，所需的功率就隨轉(zhuǎn)速的三 次方迅速降低。但是，變頻調(diào)速決不是僅僅調(diào)節(jié)頻率就可以了，在變頻調(diào)速的過程中，必須保持磁 通量恒定。交流調(diào)速系統(tǒng)中效率最高、性能最好的是變壓變頻調(diào)速，它是一種轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)。實際運行的經(jīng)驗和理論的分析都表明，運27 用這種控制規(guī)律對許多工業(yè)過程進行控制時，都能得到滿意的效果。其中也包括用變頻器對冷卻水泵和風機等進行變頻調(diào)速控制 , 用 PLC 取代繼電線路實現(xiàn)機組切換及水泵的變頻調(diào)速與市電供電恒速運行控制。 中央空調(diào)集散控制系統(tǒng)，是針對水環(huán)熱泵空調(diào)而開發(fā)出來的一個上位機監(jiān)控系統(tǒng)。隨著計算機技術的發(fā)展 , 集散控制系統(tǒng) (DCS)作為一種新型的工業(yè)過程 控制系統(tǒng) , 正在取代傳統(tǒng)的儀表控制。冷卻水管無需保溫。 ：在天花或樓板上安裝的風機，水泵、水塔等均做減振基礎，空調(diào)機設隔振墊。 圖 風機盤管加全熱交換新風機系統(tǒng) 從圖 可以看出，室外空氣與室內(nèi)排風經(jīng)過全熱交換新風機集中處理后，回收部分排風冷量，新風由管道直接送入被空調(diào)房間。 2.、 新風系統(tǒng)設計：各辦公等空調(diào)區(qū)域均采用風機盤管加新風系統(tǒng)的方式。 本次設計主要采用散流器送風的形式（上送上回），散流器送風可以進行平送和側送。 冷凝水管設計注意事項：沿水流方向 ，水平管道應保持不小于千分之一的坡度；且不允許有積水部位；當冷凝水盤位于機組負壓區(qū)段時，凝水盤的出水口處必須設置水封，水封的高度應比凝水盤處的負壓（相當于水柱高度）大 50％左右。 冷凝水管保溫：所有冷凝水管都應保溫，以防冷凝水管溫度低于局部空氣露點溫度時，其表面結露滴水。 優(yōu)點：兩管制系統(tǒng)簡單，施工方便；可降低工程投資。同時，設計中要杜絕大流量小溫差問題，這是管路系統(tǒng)設計的經(jīng)濟原則。 (8++3++3)= mH2O 系統(tǒng)輔助設備參數(shù) 空調(diào)總制冷量（ kw） 系統(tǒng)耗電量（ kw） 270 冷卻塔型號 方形 橫流式超低噪聲冷卻塔 HMK200UL ，流量： 150m3/h，功率： 4kw，運行重量： 2880kg 冷卻水泵型號 KQL100/15011/2型 流量： 100m3/h，揚程： 24m， 功率： 11kw 空調(diào)管道系統(tǒng)設計 主要設計原則： 空調(diào)管路系統(tǒng)應具備足夠的輸送能力，例如，在中央空調(diào)系統(tǒng)中通過水系統(tǒng) ,確保渡過每臺空調(diào)機組或風機盤管空調(diào)器的循環(huán)水量達到設計流量，以確保機組的正常運行；又如，在蒸汽型吸收式冷水機組中通過蒸汽系統(tǒng)來確保吸收式冷水機組所需要的熱能動力。 最不利環(huán)路管路長約 200m，比摩阻選 400Pa/m 則 H1=200179?！?T） G—— 水流量， △ T —— 空調(diào)水系統(tǒng)供回水溫差 G1=(179。 4） =。 圖 閉式冷卻 塔工作原理 開式冷卻塔 在開式冷卻塔中，冷卻水直接與空氣接觸，水依靠自身一小部分在中氣中蒸發(fā)而帶走冷凝的熱量使冷卻水冷卻下來 ,如圖 [13]： 從通風形式上看，開式冷卻塔可分為大氣式、自然通風式和機械通風式三種，其中機械通風式是目前最為常用的。 樓層 房間功能 面積(m2) 冷指標(w/m2) 空調(diào)選型 臺數(shù) 單 機 冷 量（ Kw) 空 調(diào) 冷 量(Kw) 1 研發(fā)室 59 200 FLFP600I 2 1 視頻會議室 90 260 FLFP800I 3 1 研發(fā)室 48 160 FLFP800I 1 1 接待室 19 160 FLFP300IA 1 1 研發(fā)室 45 200 FLFP400IB 2 1 會議室 57 260 FLFP700I 2 1 接待吸煙區(qū) 18 300 LFP500I 1 1 通道 89 180 LFP800I 2 1 通道 45 160 LFP300IB 2 1 入口大堂 317 270 LFP1400II 6 1 研發(fā)室 96 160 FLFP400IA 4 1 研發(fā)室 92 160 FLFP700I 2 1 休息室 26 160 FLFP400IB 1 1 研發(fā)室 97 160 FLFP400IA 4 1 研發(fā)室 78 160 FLFP200IB 1 1 休息室 28 160 FLFP400IB 1 1 研發(fā)室 81 160 FLFP400IB 3 1 通道 43 LFP1000II 1 1 通道 58 LFP300IB 2 小計 1386 41 19 空調(diào)水系統(tǒng)輔助設備選型計算 目前水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)中常采用的排熱設備主要有開式冷卻塔和閉式冷卻塔兩種。 n鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù) n39。 Cs窗玻璃遮擋系數(shù)，查《空調(diào)制冷課程設計》表 39； Cn窗內(nèi)遮陽系數(shù)，查《空調(diào)制冷課程設計》表 310； Djmax日射得熱因數(shù)最大值， W,查《空調(diào)制冷課程設計》表 311； Clq窗外冷負荷系數(shù)，查《空調(diào)制冷課程設計》表 312。 K外墻的傳熱系數(shù)， W/(m2*℃ ) tn室內(nèi)計算溫度，℃； tl外墻的冷負荷溫度逐時值，℃，查《空調(diào)制冷課程設計》表 3 td外墻冷負荷計算溫度地點修正值，℃，查《 空氣調(diào)節(jié)》 附錄 .計算結果：見計算表 外玻璃瞬變傳熱引起的冷負荷 在室內(nèi)外溫差作用下，玻璃窗瞬變傳熱引起的逐時冷負荷計算 LQ=k*F*K*(tltdtn) 式中 F外墻的計算面積， m3。 c 新風標準（ m3/h178。 辦公樓跟人群多的公共場所不一樣，它有很多的獨立辦公室，相對而言獨立性比較強，所以該系統(tǒng)采用集散控制，可以集中控制也可以單獨控制。 13 3．方案 設計 項目需求分析 本辦公樓位于廣州市花都區(qū)，共三層，總建筑面積為 4794m2，空調(diào)面積為 3491m2，設計冷負荷為 675kw。如果水環(huán)熱泵空調(diào)機組的能效比 EER 能達到 ，則與傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)相比，水環(huán)熱泵機組節(jié)能率高達％。對于賓館，負荷波動比較大，使用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)能效果最為顯著，節(jié)能率為 %； 對于辦公樓，建筑物空調(diào)負荷大都集中在 40%－ 80%之間，傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)在此負 荷率段系統(tǒng)能效比較高，12 使用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果沒有賓館那樣顯著。故水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)與一般的空調(diào)系統(tǒng)相比是否節(jié)能是人們一直關注的焦點問題之一。 水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在夏熱冬暖地區(qū)的可行性：在夏熱冬暖地區(qū)，空調(diào)季節(jié)一般為夏季，空調(diào)區(qū)域只需供冷不需供熱，因此在水環(huán)熱泵系統(tǒng)中不需設置加熱設備 ， 如圖 。而螺桿式冷水機組制冷系數(shù)一般為 ，有 的可高達 。 設計方案簡單，安裝方便，工程期較短。當大部分機組制熱使循環(huán)水溫度下降并達到 13 度時，投入部分輔助加熱器。 水環(huán)熱泵的運行特點 :根據(jù)空調(diào)場所的需要，水環(huán)熱泵可能按供熱工況運行，也可能按供冷工況運行。機組供熱運行時，一者作用恰好相反，若空調(diào)房間達到設定溫度時，熱泵中的壓縮機就停止工作，機組既不供冷也不供熱。水循環(huán)環(huán)路 ； 輔助設備 (冷卻塔、加熱設備、蓄熱裝置等 )； 新風與排風系統(tǒng)。這種由空氣源熱泵冷熱水機組、管網(wǎng)循環(huán)水泵、管網(wǎng)、空調(diào)用戶系統(tǒng)、定壓裝置、補水裝置等 組成 。 圖 給出簡單 的熱泵空調(diào)的典型圖爾 (冬季熱系工況 )[9]。 空調(diào)系統(tǒng)按負擔室內(nèi)熱溫負荷所用介質(zhì)可分為全空氣系統(tǒng)、空氣 水系統(tǒng)、全水系統(tǒng)和制冷劑直接蒸發(fā)系統(tǒng)。空調(diào)機可直接裝在房間或鄰室里，就地處理空氣。當然 ,隨著城市化進程的推進 ,為充分回收工業(yè)生產(chǎn)和城市居民生活中的低溫余熱資源 ,可以學習一些工業(yè)發(fā)達國家 ,考5 慮把熱管技術等納入總體的供能系統(tǒng)工程中 ,從而形成“熱電站 ——— 熱泵站 ——— 熱管網(wǎng)”的綜合系統(tǒng) ,整個系統(tǒng)通過計算機控 制。太陽能是取之不盡的 ,用它作為人類所需能源供給可以部分解決能源危機。吸收式熱泵與壓縮式熱泵結合起來是一種新型高效節(jié)能技術 ,該循環(huán)將熱驅(qū)動與機 械驅(qū)動有機結合在一起 ,利用熱驅(qū)動原理回收壓縮過程的耗散熱 ,降低了循環(huán)中最主要的耗能過程能量損失 ,同時實現(xiàn)了與變溫冷熱源相匹配的勞倫茲 — 焦耳循環(huán) ,從而顯著提高了效率 ,因而它應該是一個大發(fā)展方向。所有這些因素決定了今后熱泵技術發(fā)展總趨勢是發(fā)展高效率的供熱、供冷熱泵和超級熱泵系統(tǒng)。究其原因可認為有以下幾點 : 由于燃燒常規(guī)能源 (石油、煤、天燃氣等 )而產(chǎn)生的煙灰、氧化物等有害物質(zhì)對環(huán)境的污染已成為嚴重的問題 ,必須著手限制。據(jù)統(tǒng)計， 1996 年銷售的溴化鋰吸收式制冷機約 3000 多臺，其中直燃機 1115 臺。一些科研院所已經(jīng)開始著眼于新型熱泵技術的研究 ,如太陽能熱泵的研究、地源熱泵、吸收壓縮復 合式熱泵等。到了 20 世紀80 年代初 ,隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生 活水平的提高 ,能源問題變得突出 ,為了節(jié)約能源和有效利用能源 ,國內(nèi)部分高校、研究所掀起了對熱泵研究的熱潮。于是國外又積極開展熱泵研究工作 ,并有了較大的發(fā)展 ,這段時間主要發(fā)展的是蒸氣壓縮式熱泵 ,目前已在空調(diào)方面獲得廣泛應用 ,產(chǎn)品已成系列化 [7]。 熱泵技術的發(fā)展經(jīng)歷了一個多世紀。它是一種在外界能量的協(xié)助下 ,把熱能從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體的設備。 3 中央空調(diào)熱泵的應用現(xiàn)狀和發(fā)展 世界各國的能源消耗中 ,以熱能消耗量為最大。以網(wǎng)絡來做遠端監(jiān)控中央空調(diào)，已經(jīng)是一種趨勢。人們?yōu)榱烁玫木S護和操作空調(diào)系統(tǒng)，更是開發(fā)了很多界面友好的操作軟件。如何通過變頻器、溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、可編程控制器 (PLC)控制單元，控制調(diào)整壓縮機、冷卻水、冷凍水、風機等機組 拖動單元的工作狀態(tài) ,在精確地進行溫度控制的同時 ,延長空調(diào)系統(tǒng)壽命 ,并大幅度地節(jié)約電。本工程的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是小型化的中央空調(diào)，也是一種健2 康品牌 ，可以實現(xiàn)無污染效果 [3]。運用變頻控制技術的變頻空調(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。而在中國加入 WTO，競爭更是激烈非常。例如，在智能建筑中，集中空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控點數(shù)量常常占全樓監(jiān)控點總數(shù)的 50％以上，其能耗常常占全樓總能耗量的 50％以上 [1]。本工程將利用 PLC 和網(wǎng)絡對系統(tǒng)進行遠端而又實時的控制。 在工程中，我們主要研究的是水環(huán)熱泵系統(tǒng)。中央空調(diào)是現(xiàn)代社會所必需的可顯著改善人們生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量的以人為本的人性化設備。 三、畢業(yè)設計（論文）應完成的工作 閱讀大量相關文獻資料，包含英文文獻。 一、畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容 提出模擬建筑環(huán)境，根據(jù)模擬環(huán)境針對智能建筑空調(diào)