中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成及原理

1、.中央空調(diào)水系統(tǒng)構(gòu)成及原理中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)構(gòu)成如圖21所示:點(diǎn)您水罩冷卻水泵空調(diào)水系統(tǒng)主要是由制冷機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等組成的一個(gè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原理是制冷劑在制冷機(jī)組的蒸發(fā)器中汽化吸收冷凍水的熱量，從而使載冷劑一冷凍水的溫度降低，然后，在蒸發(fā)器內(nèi)被汽化的制冷劑經(jīng)制冷機(jī)組的壓縮機(jī)時(shí)被壓縮成高壓高溫的氣體，當(dāng)高溫高壓的制冷劑流經(jīng)冷凝器時(shí)被來自冷卻塔的冷卻水冷卻變成低溫高壓的氣體，低溫高壓的制冷劑通過膨脹閥后重新變成了低溫低壓的液體，而后再在蒸發(fā)器內(nèi)氣化，完成一次循環(huán)。通過不斷的循環(huán)，載冷劑不斷地輸送冷量到空氣處理單元，同時(shí)，制冷機(jī)組產(chǎn)生的熱量不斷的被冷卻水所帶走，在流經(jīng)冷卻塔時(shí)散

2、發(fā)到空氣中，冷卻塔上裝有風(fēng)機(jī)，對流經(jīng)冷卻塔的水進(jìn)行降溫。中央空調(diào)制熱時(shí)，冷卻水系統(tǒng)停止運(yùn)行，空調(diào)機(jī)組直接對冷凍水進(jìn)行加熱，目前主要有電加熱和燃?xì)馊紵訜?。?jīng)過加熱后的水通過管道流至各個(gè)房間，風(fēng)機(jī)把進(jìn)風(fēng)口吸進(jìn)的涼空氣通過熱管加熱在通過出風(fēng)口排出，此時(shí)一吹出的便是熱風(fēng)，達(dá)到了制熱的目的。同時(shí)變冷的水流進(jìn)機(jī)組，再一次被加熱，然后采暖泵迫使熱水再一次流入房間管道，如此形N環(huán)。實(shí)際中央空調(diào)應(yīng)用中，由于其冷凍水和熱水用一套水循環(huán)管道，所以在設(shè)計(jì)水泵時(shí)，有些設(shè)計(jì)只有兩種水循環(huán)系統(tǒng)，艮水循環(huán)和冷凍水循環(huán)，此時(shí)水泵也就只有冷凍水泵和冷卻水泵，夏季兩種水泵均工作，而到了冬季，關(guān)閉冷卻未國，只有冷凍水泵工作。但是由

3、于夏季的制冷量很大，所以冷凍水的流量同時(shí)也很大，因此冷凍水泵,的功率設(shè)計(jì)上是按最大制冷量加余量而設(shè)計(jì)。冬季時(shí)，制熱量相對較小，不需要很大的制熱量，自然需要/的熱水循環(huán)量也就較小，如果還用冷凍水泵就會造成很大的浪費(fèi)。因此有些中央空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，會單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)/熱水循環(huán)系統(tǒng)，它總爐流閥連接到冷凍水管道上，夏季時(shí)，關(guān)閉節(jié)流閥，使冷凍水使用循環(huán)管道，冬季時(shí),/閉冷凍水的節(jié)流閥，打開熱水節(jié)流閥，使熱水使用循環(huán)管道。這樣的話，熱水的水泵功率就可以根據(jù)制熱量加余量來設(shè)計(jì)，不會造成很大的浪費(fèi)?？紤]到第二種現(xiàn)象在目前的中央空調(diào)應(yīng)用中比較常見，因此本水系統(tǒng)控制系統(tǒng)針對第二種情況設(shè)計(jì)。對于冷凍/熱水系統(tǒng)，其出水溫度取決

4、于蒸發(fā)器的設(shè)定值，回水溫度取決于大廈的熱負(fù)荷?，F(xiàn)采用蒸發(fā)器的出水管和回水管路上裝有檢測其溫度的變送器，通過冷凍水的溫差控制，即可使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化。參考目前中央空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)和運(yùn)行的實(shí)際情況，冷凍溫差為57c時(shí)最為合理。冬季的時(shí)候，由于進(jìn)水溫度低，出水溫度高，所以溫差為負(fù)值。對于冷卻水系統(tǒng)，由于低溫冷卻水（冷凝器進(jìn)水）溫度取決于環(huán)境溫度與冷卻塔的工況，只需控制高溫冷卻水（冷凝器出水）的溫度，即可控制溫差。采用在冷卻水出水管安裝溫度變送器，通過控制冷凝器出水溫度，便可使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化，參考目前中央空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)和運(yùn)行的實(shí)際情況，冷卻水出水溫度為/37c左

5、右時(shí)最為合理。中央空調(diào)機(jī)組在設(shè)計(jì)時(shí)，對于冷凍和冷卻水的流量有一個(gè)最小值，即機(jī)組在送飛寸，流沙減小于這個(gè)值，這是因?yàn)槿绻髁窟^小，可能會發(fā)生機(jī)組凍管，損壞中央空調(diào)機(jī)組。因此，我們在根顯電更命差對水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，必須要保證空調(diào)機(jī)組正常運(yùn)行所需要的最小流量。如果我們要檢測冷凍水和冷卻水的流量，應(yīng)該安裝流量傳感器，但是流量傳感器一般采用法蘭安裝，串接在水管上，安裝復(fù)雜并且價(jià)格昂貴?？紤]到水的流量和其壓力有一定的線性關(guān)系，在實(shí)際檢測流量中，一般安裝壓力傳感器，通過測量壓力值來計(jì)算出流量值。壓力傳感器安裝方便，一般為螺紋安裝,并且價(jià)格適中?？刂撇呗匀鐖D22所示：控制計(jì)算機(jī)根據(jù)溫度和溫差反饋，結(jié)合溫度和

6、溫差設(shè)定，并考慮空調(diào)機(jī)組的最小流量，給出冷凍水泵和冷卻水泵電機(jī)的最佳控制量，控制其轉(zhuǎn)速，達(dá)到最佳節(jié)能效果。.控制系統(tǒng)的整體方案中央空調(diào)水系統(tǒng)控制系統(tǒng)的總體框圖如圖23所示。系統(tǒng)工作過程為：控制計(jì)算機(jī)通過將SRM控制節(jié)點(diǎn)和信號采集節(jié)點(diǎn)上傳的電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、壓力以及工頻機(jī)啟停信息與工作人員在控制計(jì)算機(jī)上設(shè)定的控制量相比較，,經(jīng)過優(yōu)化處理后，得到最佳的控制量，通過以N網(wǎng)絡(luò)，下傳給各個(gè)節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)接收到這些指令后，對自身的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。捽制計(jì)算機(jī)ZEZCANiirvCAN總統(tǒng)中父空調(diào)水系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大慣性環(huán)節(jié)，水循環(huán)周期長，可以達(dá)到2030分鐘。實(shí)際應(yīng)用中，空調(diào)中央

7、機(jī)組和水泵的現(xiàn)場安裝距離很近，一般機(jī)組在而水泵集中安裝在樓下，機(jī)組操作控制室在機(jī)組的同一層的附近?，F(xiàn)場電力布線復(fù)雜，有很多的強(qiáng)電走線。機(jī)組運(yùn)行后，一臺水泵發(fā)生故障不應(yīng)該影響到其它水泵，應(yīng)立即從水系統(tǒng)中切除。同時(shí)我們在增加或者減少對一臺水泵的控制時(shí)，應(yīng)該方便快捷，不應(yīng)該影響到整體水系統(tǒng)和其它水泵。這些實(shí)際情況決定了我們在設(shè)計(jì)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)要重點(diǎn)考慮的幾個(gè)問題：(1)因?yàn)槭谴髴T性環(huán)節(jié)，所以信息傳輸速率不需要很快。(2)因?yàn)楝F(xiàn)場強(qiáng)電走線多，所以現(xiàn)場通信可靠性要高，抗干擾能力要強(qiáng)。(3)因?yàn)榘惭b距離短，所以現(xiàn)場通信的信息傳輸距離不需要很遠(yuǎn)。(4)水泵發(fā)生故障不能影響其它水泵，因此現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)通信控制各電機(jī)

8、的節(jié)點(diǎn)不能相互影響。考慮到最終產(chǎn)品成本等因素，并結(jié)合上面幾個(gè)因素，比較表中的幾種現(xiàn)場總線方式，最終CAN總線最符合做控制系統(tǒng)的現(xiàn)場通信。CAN總線是BoSCh公司在1986年為解決汽車中眾多的測量元件與執(zhí)行器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種現(xiàn)場總線。它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。由于其高性能、高可靠性及其獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN越來越受到人們的重視，其應(yīng)用范圍也不再局限于汽車行業(yè)，而向過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展，并被公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場總線之一。CAN總線局域網(wǎng)采用了工50/051模型的七層結(jié)構(gòu)中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，具有較高的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。同

9、時(shí)由于采用的JS011898標(biāo)準(zhǔn)中只定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，本身并不完整，這樣就需要用戶在CAN協(xié)議的基礎(chǔ)上自行開發(fā)自己的高層應(yīng)用協(xié)議，這也是CAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相對于其他現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更為靈活之處。2.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲妇W(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的互連結(jié)構(gòu)行使，主要有星型、總線型、樹型、環(huán)型、網(wǎng)型幾種。在水系統(tǒng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x擇時(shí)，結(jié)合控制系統(tǒng)自身特點(diǎn)主要要考慮的因素有：硬件布線容易、工作可靠性高、增加和減少站點(diǎn)方便、數(shù)據(jù)速率不需要很快和距離不需要很遠(yuǎn)。結(jié)合各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選用總線型拓?fù)渥顬榭偩€型拓?fù)洳捎脝我恍诺雷鳛閭鬏斀橘|(zhì)，所有站點(diǎn)通過相應(yīng)硬件接口接至這個(gè)公共信道上，任何一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的信息，所有

10、其它站都能收到。信息按組發(fā)送，達(dá)到各站點(diǎn)后，經(jīng)地址識別后，符合的站點(diǎn)將信息復(fù)制下來?？偩€拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是所需電纜長度短，布線容易?？偩€僅僅是一個(gè)傳輸信道，沒有任何處理功能，從硬件的角度看，它屬于無源器件，工作可靠性高，增加和減少站點(diǎn)都很方便。缺點(diǎn)是系統(tǒng)范圍受到限制(由于數(shù)據(jù)速率和傳輸距離的相互制約關(guān)系)。故障的檢測需要在各站點(diǎn)進(jìn)行，比較困難。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成整個(gè)控制系統(tǒng)中的硬件有控制計(jì)算機(jī)，各個(gè)SRM控制系統(tǒng)，溫度和壓力傳感器。同時(shí)我們還需要采集溫度和壓力等信號。綜合考慮，可以將一臺SRM控制系統(tǒng)做為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，信號采集部分做為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有自己的地址，所有節(jié)點(diǎn)都連接在以N,急線上。系統(tǒng)工作過

11、程中，各個(gè)SRM控制節(jié)點(diǎn)和信號采集節(jié)點(diǎn)之間不需要通信，所有節(jié)點(diǎn)均直接和控制計(jì)算機(jī)通信，/因?yàn)槲覀儾捎玫氖强偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息其它連接在總線上的節(jié)點(diǎn)都可以收到，實(shí)現(xiàn)廣播式收發(fā)。為了達(dá)到這個(gè)目的，控制計(jì)算機(jī)也做為一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在總線上，并且自身沒有地址，可以接收其它每個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息。各節(jié)點(diǎn)的具體設(shè)計(jì)如下：1.控制計(jì)算機(jī)由于該控制系統(tǒng)在整個(gè)制冷或者制熱周期除了設(shè)備檢修外的其它時(shí)間內(nèi)都將長期可靠地運(yùn)行，因此該控制系統(tǒng)的控制計(jì)算機(jī)應(yīng)采用可靠性高，穩(wěn)定性好的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。它的主要功能是接收SRM控制節(jié)點(diǎn)和信號采集節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)和用戶設(shè)定的信息經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化后給出最佳的控制

12、量，通過cAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到各個(gè)SRM控制節(jié)點(diǎn)。同時(shí)控制計(jì)算機(jī)需要有友好的人機(jī)界面，實(shí)時(shí)的顯示各種信息，并將信息存入到數(shù)據(jù)庫以備工作人員查詢。在網(wǎng)絡(luò)連接上，因?yàn)橛?jì)算機(jī)沒有現(xiàn)成的CAN接口，所以采用PC工非智能CAN適配卡連接計(jì)算機(jī)和CAN總線。一端為PCI插槽，一端為CAN總線接口。關(guān)于它的功能和用法將在第五章詳細(xì)介紹?？刂乒?jié)點(diǎn)SRM控制節(jié)點(diǎn)做在SRM控制器上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有一個(gè)屬于自己的唯一地址。主要負(fù)責(zé)本電機(jī)轉(zhuǎn)速信號的采集，同時(shí)檢測自身電機(jī)和控制柜的工作溫度，并上傳到控制計(jì)算機(jī)、接收控制計(jì)算機(jī)傳來的數(shù)據(jù)控制本水泵的運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，整體控制系統(tǒng)工作在自動(dòng)狀態(tài)，即由控制計(jì)算機(jī)根據(jù)反饋信息和用戶設(shè)定

13、信息得到電機(jī)的最佳控制量，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到最大節(jié)能。但是考慮到可靠性問題，如果網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生故障，則各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電機(jī)將處在不可控狀態(tài)，將會影響整個(gè)中失空調(diào)機(jī)組的工作，導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。為了避免這種情況的發(fā)生，SRM控制節(jié)點(diǎn)上設(shè)置了就地/遠(yuǎn)程控制，當(dāng)開關(guān)打到就地時(shí)，控制節(jié)點(diǎn)不受控制計(jì)算機(jī)控制，由值班員對電機(jī)實(shí)行直接控制，當(dāng)開關(guān)打到遠(yuǎn)程時(shí)，控制節(jié)點(diǎn)受控制計(jì)算機(jī)控制，不受值班員的直接控制。同時(shí)，因?yàn)閷?shí)際中水泵的轉(zhuǎn)向是固定的，所以帶動(dòng)水泵的SRM電機(jī)轉(zhuǎn)向也是固定的，在設(shè)計(jì)正反轉(zhuǎn)時(shí)，可以通過跳線來現(xiàn)場調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)向，以避免做成按鈕而導(dǎo)致現(xiàn)場值班員誤操作。3.信號采集節(jié)點(diǎn)信號采集節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)采集循環(huán)水系統(tǒng)的信息

14、，包括溫度、壓力值和工頻機(jī)啟停信息，通過總線上傳給控制計(jì)算機(jī)。實(shí)際中，一般中央空調(diào)冷凍/熱水、冷卻水系統(tǒng)各為3臺水泵，兩用一備，避免一臺水泵出現(xiàn)故障，影響中央空調(diào)正常運(yùn)行，同時(shí)水泵輪流使用，防止水泵長期運(yùn)行縮短使用壽命，運(yùn)行時(shí)，兩臺水泵均工作在額定轉(zhuǎn)速（一臺水泵一般不能滿足中央空調(diào)機(jī)組的最小壓力要求）。在對這種水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)，沒有必要更換三臺水泵為調(diào)速SRM電機(jī)，只需更換其中兩臺為調(diào)速SRM電機(jī)，另外一臺仍為不可調(diào)速電機(jī)即工頻機(jī)。系統(tǒng)可以工作在一臺工頻機(jī)加一臺調(diào)速SRM電機(jī)的狀態(tài)下。但是應(yīng)該控制工頻電機(jī)的啟停以實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制，達(dá)到/水泵房無人職守的目的。這個(gè)功能同樣由信號采集節(jié)點(diǎn)

15、完成，所以除了溫度和壓力信號外，采集節(jié)點(diǎn)還要將工頻機(jī)的啟停信號上傳給控制計(jì)算機(jī)，同時(shí)接收控制計(jì)算機(jī)的信息以控制工頻機(jī)的啟停。電源主要是給信號采集部分和溫度、壓力傳感器供電。壓力、溫度傳感器主要負(fù)責(zé)測量循環(huán)水系統(tǒng)的溫度和壓力。其中溫度有冷凍水進(jìn)出水溫度，冷卻水出水溫度。壓力有冷凍水進(jìn)水壓力、冷卻水進(jìn)出壓力。通信協(xié)議制定1 .幀格式和幀類型選擇CAN符合工50/0S工的參考模型，但只規(guī)定了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議。在實(shí)際中，即使實(shí)現(xiàn)一個(gè)非常簡單的基于CAN的分布式系統(tǒng)，也會發(fā)現(xiàn)僅有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求的。比如對于傳輸長度超過8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)塊、帶有握手協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸過程、標(biāo)識符

16、分配、通過網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)等功能，就不能實(shí)現(xiàn)。因此需要在這兩層之外附加一層來支持應(yīng)用過程，稱之為“應(yīng)用層”。CAN總線報(bào)文傳輸幀格式有含有n位標(biāo)識符的標(biāo)準(zhǔn)幀和含有29標(biāo)識符的擴(kuò)展幀。同時(shí)，幀的類型有數(shù)據(jù)幀（將數(shù)據(jù)從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌鞑愤h(yuǎn)程幀（總線單元發(fā)出遠(yuǎn)程幀，請求發(fā)送具有同一標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀卜錯(cuò)誤幀（任何單元檢測到總線錯(cuò)誤就發(fā)出錯(cuò)誤幀）和過載幀（過載幀用在相鄰數(shù)據(jù)幀之間提供附加的延時(shí)）?？紤]到控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和要傳輸數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)采用擴(kuò)展幀，幀類型為數(shù)據(jù)幀。由圖25所示報(bào)文標(biāo)識符由不同的位場組成。（l）幀起始（SOF）:占1位，標(biāo)志總線終止空閑狀態(tài)，并使所有站點(diǎn)同步。（2）擴(kuò)展幀仲裁域：共32位，

17、包才29位辨識碼、替代遠(yuǎn)程請求位（SRR）、擴(kuò)展信息位（IDE）和遠(yuǎn)程傳輸請求位（RTR）,其中n位標(biāo)識符為基本功，定義了擴(kuò)展幀的基本優(yōu)先權(quán)。（3）控制域：共6位，除了2個(gè)保留位，還有數(shù)據(jù)長度碼（DLC）告知隨后的數(shù)據(jù)域的長度。（4）數(shù)據(jù)域:O8個(gè)字節(jié)，每字節(jié)包含8個(gè)位。（5）校驗(yàn)域：共16位，包含1個(gè)檢測字，用于自動(dòng)檢測傳輸錯(cuò)誤。（6）應(yīng)答域：共2位，當(dāng)其他節(jié)點(diǎn)接收正確時(shí)，給出信號。（7）幀結(jié)束（EOF）:共7位，標(biāo)志通信結(jié)束。（8）填充位：CAN總線協(xié)議規(guī)定，在幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域以及CRC序列，均通過位填充的方法編碼。發(fā)送器檢測到位流里有5個(gè)連續(xù)相同值的位，便自動(dòng)在位流里插入一

18、補(bǔ)充位。數(shù)據(jù)幀其余位域（CRC界定符、應(yīng)答域和幀結(jié)尾）格式固定，沒有填充。8、幀空間：數(shù)據(jù)幀通過幀間空間與它前面的幀分隔開。2 .波特率選擇波特率就是傳送速度，即每秒傳送的二進(jìn)制位數(shù)，單位為bit/s。同時(shí)，CAN總線中，波特率與總線關(guān)系如表2。同時(shí)CAN總線通信的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)、最大總線長度以及通信電纜均有關(guān)系。關(guān)系如表23所示，圖中N為最大節(jié)點(diǎn)數(shù)。綜合考慮波特率、最大總線長度和最大節(jié)點(diǎn)數(shù)，本系統(tǒng)采用波特率為IOOK,最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為64,采用DevieeNetl,M（粗纜），最大通信距離可達(dá)62Om。信號采集節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)采集循環(huán)水系統(tǒng)的信息，包括溫度、壓力值，通過總線上傳給控制計(jì)算機(jī)，同時(shí)接收控制

19、計(jì)算機(jī)的信息控制工頻機(jī)啟停并將工頻機(jī)啟停狀態(tài)上傳給控制計(jì)算機(jī)。它主要由硬件部分和軟件部分組硬件部分包括信號采集部分，負(fù)責(zé)采集信號和控制工頻機(jī)；通信部分，負(fù)責(zé)和制計(jì)算機(jī)的通信；電源部分，負(fù)責(zé)給前兩部分供電并給溫度和壓力傳感器供電節(jié)點(diǎn)的主控制芯片采用美國Atmel公司的AT89C51單片機(jī)，AT89C51是一種低耗、高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程/擦除只讀存儲器的8位CMOS微控制器，使高密度、非易失存儲技術(shù)制造。它主要有如下特性：1.面向控制的8為CPU;的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器；3.可以尋址64KB的片外程序存儲器；4.可以尋址64KB的片外數(shù)據(jù)存儲器;根雙向和可單獨(dú)尋址的工/0線;6.一個(gè)全雙工的

20、異步串口；7.兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；/個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級；9.有片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器；10.采用高性能的HMOS生產(chǎn)工藝生產(chǎn)；n.有布爾處理（位操作）能力;12一全有基本指令I(lǐng)n條，其中單機(jī)器周期指令以種。信號調(diào)理電路一個(gè)中央空調(diào)機(jī)組需要采集的信號如下：1 .冷凍/熱水進(jìn)出水溫度，2路。/2 .冷卻出水溫度，1路。/3 .冷凍/熱水進(jìn)水壓力，1路。/4 .冷卻進(jìn)水壓力，1路。/共有5路。但在實(shí)際工程中，中央空調(diào)用戶一般安裝兩個(gè)機(jī)組，/一用一備。一臺機(jī)組出現(xiàn)故障，開啟另一臺機(jī)組，然后維修故障機(jī)組，避免了因?yàn)闄C(jī)組故障而影響空調(diào)的使用。同時(shí)實(shí)際應(yīng)用中，一般是兩臺機(jī)組輪流使用，防止一臺機(jī)組長期使用導(dǎo)

21、致使用壽命減小。因此，在設(shè)計(jì)信號采集電路時(shí)，采集信號的路數(shù)應(yīng)按兩個(gè)中央空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)。兩個(gè)機(jī)組使用的是同一套水管道，但是溫度傳感器必須安裝在水管離機(jī)組最近的地方，以防止水管各處溫度不一樣而導(dǎo)致溫度測量誤差過大。因此需要增加路冷凍/熱水進(jìn)出水溫度，1路冷卻進(jìn)出水溫度。水管道各處壓力一致，所以壓力采集不需要增加。因此共需要采集8路信號?？紤]到余量，本文設(shè)計(jì)了15路信號采集電路。傳感器有壓力傳感器和溫度傳感器，均為兩線制，供電電壓24V,輸出4-20耐。其中溫度傳感器需要定做，不同的安裝管道管徑需要不同長度的傳感器。同時(shí)不同的管道壁厚需要傳感器的安裝螺紋長度也不同。一般溫度傳感器的量程為O100攝氏度

22、。壓力傳感器的量程為OIMPa。溫度和壓力信號調(diào)理電路如圖31,T0為信號的輸入端，R6O為采樣電阻，C60為濾波電容，規(guī)格是220UF/25V。第一個(gè)運(yùn)放構(gòu)成射隨，降低輸出阻抗，起到隔離的作用，避免負(fù)載對前級的影響。接著信號經(jīng)過一個(gè)RC濾波。第二個(gè)運(yùn)放構(gòu)成反向比例，主要是調(diào)節(jié)信號的放大倍數(shù)，最后信號經(jīng)過一個(gè)反向。這樣采集到的信號就可以進(jìn)行、A/D轉(zhuǎn)換。6/第二章中央空調(diào)控制系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)本章介紹目前主流中央空調(diào)的結(jié)構(gòu)組成，并在此基礎(chǔ)上從中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行角度來分析節(jié)能問題。對運(yùn)行中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，提出節(jié)能的方案，并且從系統(tǒng)的角度分析整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能控制措施。中央空調(diào)系統(tǒng)的組成不同的建筑物因

23、其構(gòu)造不同，用途也各不相同，所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用不同空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本文所設(shè)計(jì)的對象是辦公樓中央空調(diào)。因此下面介紹目前最普遍應(yīng)用于辦公樓的中央空調(diào)結(jié)構(gòu)。(1)空氣處理設(shè)備空氣處理設(shè)備主要包括風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)，由風(fēng)機(jī)肋片、管式水-空氣換熱器和水盤等組成，有些新風(fēng)機(jī)中還設(shè)有空氣過濾器風(fēng)。風(fēng)機(jī)盤管是風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)機(jī)組的簡稱，風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)多為單相電容調(diào)速電動(dòng)機(jī)?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)輸入電壓使風(fēng)量分為高、中、低三擋，因而可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的供冷熱量。新風(fēng)機(jī)一般是相對集中設(shè)置的，它專門用于處理新風(fēng)并向各房間輸送新風(fēng)。新風(fēng)是經(jīng)管道送到各空調(diào)房間去的，因此要求新風(fēng)機(jī)具有較高的壓頭。(2)回風(fēng)設(shè)施明裝的

24、風(fēng)機(jī)盤管可直接從機(jī)組自身的回風(fēng)口吸入回風(fēng)。暗裝的風(fēng)機(jī)盤管由于通常吊裝在房間頂棚上方，所以應(yīng)在風(fēng)機(jī)盤管背部的頂棚上開設(shè)百葉式回風(fēng)口，并加過濾網(wǎng)采集回風(fēng)。(3)冷熱源設(shè)施風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)都是非獨(dú)立式的空調(diào)器，它們的換熱器盤管組必須通冷水或熱水，才能使空氣冷卻、去濕或加熱、升溫。因此風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)系統(tǒng)需要生產(chǎn)冷水和熱水的冷熱源設(shè)備為其供冷或供熱。冷熱源設(shè)備通常設(shè)置在專用的中央機(jī)房內(nèi)，對有地下室的高層建筑，中央機(jī)房一般位于地下層內(nèi)，若無地下層時(shí)，中央機(jī)房可設(shè)在建筑物內(nèi)首層或與建筑物鄰近的適當(dāng)位置。冷水機(jī)組的冷凝器，若采用風(fēng)冷式時(shí)必須設(shè)置在室外，若采用水冷式時(shí)，則應(yīng)將冷凝器的冷卻水管與冷卻水泵、散熱塔用

25、管道串接成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。冷卻水泵置于中央機(jī)房內(nèi)的水泵間，散熱塔置于室外的合適地方并應(yīng)盡可能鄰近中央機(jī)房。采用蒸汽水式熱水器時(shí)，所需蒸汽由設(shè)在鍋爐房中的鍋爐產(chǎn)生，鍋爐和熱水器的換熱管應(yīng)用管路連接組成閉式循環(huán)系統(tǒng)。(4)冷熱水輸送設(shè)施冷凍水機(jī)組生產(chǎn)的冷水和熱水器生產(chǎn)的熱水，必須經(jīng)冷(熱)水泵加壓后由供水管送至風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)，流經(jīng)各個(gè)空調(diào)機(jī)換熱盤管，再經(jīng)回水管流回冷7水機(jī)組重新冷卻降溫至所需的冷水供水溫度(或流回?zé)崴鞅恢匦录訜嵘郎刂了璧臒崴┧疁囟?，以便冷(熱)水可循環(huán)使用并減少能耗。因此冷水機(jī)組(或熱水器)需用供回水管和冷(熱)水泵與空調(diào)器的換熱器盤管串接,，組成閉式的冷(熱)水循環(huán)系統(tǒng)

26、。對夏季只使用冷水、冬季只使用熱水的空調(diào)系統(tǒng)，水泵及供回水管是通過季節(jié)切換交替使用的，此即雙水管系統(tǒng)，是目前廣泛應(yīng)用的空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)。(5)排放冷凝水設(shè)施風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)通常都在濕工況下工作，它們的接水盤都應(yīng)連接坡向朝下水管的冷溫水管，以便將盤管表面凝結(jié)的水及時(shí)排放至下水管中。(6)控制系統(tǒng)首先，各類設(shè)備的電動(dòng)機(jī)都應(yīng)設(shè)現(xiàn)場開關(guān)，以便測試檢修時(shí)控制。中央機(jī)房內(nèi)應(yīng)分隔出專用的控制室，在控制室內(nèi)設(shè)配電屏及總控制臺以對各種電動(dòng)設(shè)備進(jìn)行遙測和遙控?？偪刂婆_上應(yīng)設(shè)有各設(shè)備開關(guān)的燈光顯示?？照{(diào)制冷系統(tǒng)通常由冷凍水機(jī)組、冷卻水機(jī)組和散熱塔組成兩套以上的既可獨(dú)立運(yùn)行又可相互切換的系統(tǒng)。各設(shè)備都應(yīng)既能手動(dòng)控制又能

27、自動(dòng)整套投入運(yùn)行。任何一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障，整套運(yùn)行應(yīng)能連鎖，并可通過手動(dòng)切換組合成新的系統(tǒng)。新風(fēng)機(jī)回水管路上設(shè)電動(dòng)二通閥（比例調(diào)節(jié)），由新風(fēng)機(jī)感溫器根據(jù)新風(fēng)溫度變化自動(dòng)控制閥的開度,來調(diào)節(jié)流經(jīng)新風(fēng)機(jī)換熱器盤管的水量。溫器。風(fēng)機(jī)盤管回水管上設(shè)電動(dòng)二通閥中央空調(diào)節(jié)能方案分析空調(diào)系統(tǒng)需要消耗大量的電能和熱能，風(fēng)機(jī)盤管控制器設(shè)在各空調(diào)房間內(nèi)，它包括控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檔位開關(guān)和感（雙位調(diào)節(jié)），由室溫變化自動(dòng)控制閥的開閉。其總能耗是十分驚人的，近年來我國空調(diào)事業(yè)得到了迅猛發(fā)展，空調(diào)應(yīng)用日益廣泛。隨之而來的能量供需矛盾也越來越突出。正常運(yùn)行的一般空調(diào)系統(tǒng)其耗能主要有兩個(gè)方面，一方面是為了供給空氣處理設(shè)備冷量和熱量

28、的冷（熱）源耗能；另一方面是為了輸送空氣和水風(fēng)機(jī)和水泵克服流動(dòng)阻力所需的電能（稱動(dòng)力耗能）。動(dòng)力耗能是空調(diào)系統(tǒng)總耗能的兩大部分中的主要部分人如何節(jié)約動(dòng)力能耗顯得尤為重要。冷水機(jī)組是動(dòng)力耗能的主要因素，我們可以對冷水機(jī)組進(jìn)行變水量控制，將水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式設(shè)計(jì)成定溫度、變流量，使系統(tǒng)的循環(huán)水量隨空調(diào)負(fù)荷的變化而增減。變水量控制的節(jié)能關(guān)鍵是對水泵的運(yùn)行控制。目前水泵的運(yùn)行控制多采用臺數(shù)控制、轉(zhuǎn)速控制、臺數(shù)控制與轉(zhuǎn)速控制合用等三種方式。水泵轉(zhuǎn)速控制的最新技術(shù)是變頻調(diào)速技術(shù)，它變速穩(wěn)定、反應(yīng)靈敏準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高，對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。因此，以下從變頻調(diào)速技術(shù)的角度，對中央空調(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組控制方

29、案進(jìn)行探討。8中央空調(diào)冷水機(jī)組基本工作原理和節(jié)能控制從圖2-1中我們可以清楚的看出冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，其中，冷凍機(jī)組主要功能是制冷和輸送冷凍水；冷卻水循環(huán)系統(tǒng)用來冷卻冷凍機(jī)組的壓縮機(jī)，冷卻水系統(tǒng)包括以下部分：給壓縮機(jī)組散熱的冷凝器、冷卻泵、冷卻水管道，散熱塔。冷凍水系統(tǒng)包括：壓縮機(jī)組、冷凍泵、與各個(gè)房間進(jìn)行熱交換的盤管。冷卻水將壓縮機(jī)組工作時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走通過冷卻水泵加壓通過管道帶到散熱塔，在散熱塔的冷風(fēng)的作用下降溫冷卻后再流入壓縮機(jī)組，這樣可以保證壓縮機(jī)組在正常的溫度下工作。圖2-1中央空調(diào)機(jī)組冷水機(jī)組結(jié)構(gòu)因此，中央空調(diào)系統(tǒng)的工作過程就盡個(gè)循環(huán)的熱交換過程,2條水循環(huán)系統(tǒng)便成為這

30、個(gè)過程傳遞者。因此實(shí)現(xiàn)對水循環(huán)系統(tǒng)的控制便成為重中之重。（1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制：通過回水溫度實(shí)現(xiàn)變頻控制。由于冷凍水的出水溫度是冷凍機(jī)組“冷凍”的結(jié)果，是比較穩(wěn)定的，我們根據(jù)回水溫度的高低可以判斷出房間內(nèi)的溫度?？梢愿鶕?jù)回水溫度實(shí)現(xiàn)變頻控制：回水溫度高，說明房間溫度高，應(yīng)該提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度；反之，回水溫度低，說明房間溫度低，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，達(dá)到節(jié)約能源的目的。（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制：通過檢測進(jìn)水和回水的溫差實(shí)現(xiàn)變頻控制。散熱塔的水溫是隨環(huán)境溫度變化而變化的，因此單側(cè)水溫度不能準(zhǔn)確地反映冷凍機(jī)組內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少。對于冷卻泵，以進(jìn)水和回水間的

31、溫差作為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)恒溫差控制是可行的。溫差大，說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量大，應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，增大冷卻水的循環(huán)速度；溫差小，說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量小，可以降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷卻水的循環(huán)速度，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，且的目的。中央空調(diào)的冷水機(jī)組系統(tǒng)的冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)通常是按照最大換熱量夏季最熱時(shí)所有空調(diào)都打開時(shí)再取一定的安全系數(shù)來確定的，而通常情況下由于季節(jié)和晝夜氣溫的變化以及所啟用空調(diào)房間數(shù)目的不同，實(shí)際換熱量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，并且隨著外界環(huán)境的變化調(diào)節(jié)相當(dāng)頻繁。傳統(tǒng)的流量9調(diào)節(jié)是通過改變閥門的開度來實(shí)現(xiàn)的，這種情況下電機(jī)總是處于全速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)負(fù)荷小時(shí)相應(yīng)的調(diào)節(jié)冷卻水和冷凍水系統(tǒng)的節(jié)流閥達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。節(jié)流閥的存在會對水流產(chǎn)生阻力，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的節(jié)流損耗，并且會引起機(jī)械振動(dòng)和產(chǎn)生噪音。另一方面，冷凍水的流量與水泵的轉(zhuǎn)速成正比，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速高時(shí)，冷凍水的流量大流速也快，因此當(dāng)冷凍水流過風(fēng)機(jī)盤管組件時(shí)，沒有充分的時(shí)間完成熱交換，就又返回制冷機(jī)或加熱器去了，這樣循環(huán)水泵電機(jī)又作了一部分無用功。另外，如果水泵長期處于工頻運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行會加速設(shè)備的老化，增加維護(hù)費(fèi)