環(huán)保空調(diào)KS30A-科瑞萊冷風(fēng)機(jī)：

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提高，空調(diào)應(yīng)用日益廣泛。在各類建筑物中，中央空調(diào)已是現(xiàn)代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，已成為現(xiàn)代建筑的重要標(biāo)志之一。

然而，空調(diào)系統(tǒng)用電量在總用電量中的比例也在不斷上升，中央空調(diào)用電量的激增已經(jīng)引起了電網(wǎng)供電緊張。在能源日益緊缺的當(dāng)今社會(huì)，對空調(diào)進(jìn)行節(jié)能是一個(gè)很熱門的話題。

雖然目前市面上的空調(diào)節(jié)能技術(shù)很多，但絕大多數(shù)都是針對空調(diào)主機(jī)進(jìn)行節(jié)能，而忽視了空調(diào)的其它兩個(gè)重要組成部分——風(fēng)機(jī)和水泵的節(jié)能潛力。針對這一現(xiàn)實(shí)狀況，本文提出了一種基于實(shí)測數(shù)據(jù)對空調(diào)風(fēng)機(jī)和水泵進(jìn)行節(jié)能的方案，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器，終達(dá)到節(jié)能效果。

1 中央空調(diào)風(fēng)機(jī)和水泵的節(jié)能方案

1.1 節(jié)能控制器總體架構(gòu)

中央空調(diào)風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能控制器的總體架構(gòu)如圖1所示，圖的左半部分是需要采集的各種信號，以便核心算法的處理；圖的右半部分是輸出信號，主要輸出的是頻率信號，以便各個(gè)風(fēng)機(jī)、水泵變頻之用，詳細(xì)介紹如下。

1.1.1 溫度數(shù)據(jù)

在算法中，需要將冷量值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的水泵流量值和風(fēng)機(jī)送風(fēng)量值，這就需要利用圖2所示的公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由公式可知，需要測量溫度數(shù)值，采用溫度傳感器采集所需的溫度信號并且通過串口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳輸?shù)焦た貦C(jī)內(nèi)，單位為攝氏度（℃）。

1.1.2 預(yù)測冷量

利用現(xiàn)有的冷量預(yù)測技術(shù)，獲取室內(nèi)所需的冷量，環(huán)保空調(diào)水泵KD25，單位為瓦（W）。

1.1.3 功率和頻率采集

采用ART2010數(shù)據(jù)采集卡采集各個(gè)風(fēng)機(jī)、水泵當(dāng)前的運(yùn)行的電壓值，并且通過自帶的AD轉(zhuǎn)換函數(shù)實(shí)現(xiàn)電信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的功率值，單位為瓦（W），傳輸?shù)焦た貦C(jī)中。

頻率采集采用頻率計(jì)數(shù)器，單位為（HZ），同樣傳輸?shù)焦た貦C(jī)中。

一、冷凍水泵在冷凍水環(huán)路中，驅(qū)動(dòng)水進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)的裝置。空調(diào)房間內(nèi)的末端（如風(fēng)機(jī)盤管，空氣處理機(jī)組等）需要冷水機(jī)組提供的冷水，但是冷凍水由于阻力的限制不會(huì)自然流動(dòng)，這就需要水泵驅(qū)動(dòng)冷凍水進(jìn)行循環(huán)以達(dá)到換熱的目的。

二、冷卻水泵在冷卻水環(huán)路中驅(qū)動(dòng)水進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)的裝置。冷卻水在進(jìn)入冷水機(jī)組后帶走制冷劑一部分熱量，而后流向冷卻塔將這部分熱量釋放掉。而冷卻水泵就是負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)冷卻水在機(jī)組與冷卻塔這個(gè)閉合環(huán)路中進(jìn)行循環(huán)。

三、補(bǔ)水泵空調(diào)補(bǔ)水所用裝置，負(fù)責(zé)將處理后的軟化水打入系統(tǒng)中。常用的水泵有臥式離心泵和立式離心泵，它們都可以用在冷凍水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)和補(bǔ)水系統(tǒng)中。對于機(jī)房面積大的地方可以用臥式離心泵，對于機(jī)房面積較小的地方可以考慮使用立式離心泵。

四、水泵并聯(lián)運(yùn)行情況，

水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，流量有所衰減；當(dāng)并聯(lián)臺(tái)數(shù)超過三臺(tái)時(shí)，衰減尤為厲害。故建議：1、選用多臺(tái)水泵時(shí)，要考慮流量的衰減，一般附加5％～10％的余量。

2、大中型工程應(yīng)分別設(shè)置冷、熱水循環(huán)泵。

一般冷凍水泵和冷卻水泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)和制冷主機(jī)一一對應(yīng)，并考慮一臺(tái)備用。補(bǔ)水泵一般按照一用一備的原則選取，以保證系統(tǒng)可靠的補(bǔ)水。

1.將冷量轉(zhuǎn)換為風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量G

（1）若，則表示通過風(fēng)機(jī)的調(diào)整可以滿足冷量的要求，因此，將G送入規(guī)則表并進(jìn)行相應(yīng)的變頻控制調(diào)整。

（2）若，則表示所需的冷量已經(jīng)超出風(fēng)機(jī)的可調(diào)整范圍，無法通過風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)要求，此時(shí)，保持風(fēng)機(jī)原頻率不變。

2.將冷量轉(zhuǎn)換為水泵的流量W

（1）若，設(shè)，做逆運(yùn)算將M轉(zhuǎn)換成冷量QM，再將QM轉(zhuǎn)換成風(fēng)機(jī)送風(fēng)量GM

①若，則表示可以先調(diào)整風(fēng)機(jī)，再調(diào)整水泵來達(dá)到需冷量。將GM和M分別送入風(fēng)機(jī)的規(guī)則表和水泵的規(guī)則表，進(jìn)行相應(yīng)的變頻調(diào)整控制。

　②若，則表示無需進(jìn)行風(fēng)機(jī)調(diào)整，直接將W送入水泵的規(guī)則表進(jìn)行相應(yīng)的變頻調(diào)整控制。

（2）若，則表示需冷量已經(jīng)超出水泵的可調(diào)整范圍，無法通過水泵實(shí)現(xiàn)要求，此時(shí)，保持水泵原頻率不變。

3.令，做逆運(yùn)算將轉(zhuǎn)換成冷量，再把冷量轉(zhuǎn)換成水泵流量

若，則表示可以先調(diào)整風(fēng)機(jī)至額定狀態(tài)在調(diào)整水泵來滿足需冷量，此時(shí)先將風(fēng)機(jī)調(diào)制送風(fēng)量狀態(tài)，然后將送入規(guī)則表進(jìn)行相應(yīng)的變頻控制調(diào)整。

若，則表示無論是風(fēng)機(jī)還是水泵或是通過他們的共同調(diào)整，均無法滿足需 冷量，此時(shí)，只有通過改變制冷主機(jī)才可達(dá)到要求。因此，保持風(fēng)機(jī)和水泵為原工作狀態(tài)，調(diào)整空調(diào)制冷主機(jī)。

1.2.4 建立控制規(guī)則表

以風(fēng)機(jī)為例，如下表1就是建立的風(fēng)機(jī)變頻控制規(guī)則表。可以看到，該表對于不同送風(fēng)量條件下的各個(gè)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率和運(yùn)行功率以及總功率都進(jìn)行了相應(yīng)的記錄。在某一特定的送風(fēng)量條件下，查找該表，只要排選出送風(fēng)量相同的數(shù)據(jù)條進(jìn)行比較，就可以很容易的得到在總功率情況下，各個(gè)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)變頻節(jié)能的目的。水泵的變頻控制規(guī)則表也如是建立。

注：表中例如的數(shù)據(jù)是指第x個(gè)風(fēng)機(jī)的第n組數(shù)據(jù)，總功率為各個(gè)風(fēng)機(jī)的功率之和

2 中央空調(diào)風(fēng)機(jī)和水泵節(jié)能方案的實(shí)現(xiàn)

2.1 輸入信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量

2.1.1 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

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