PLC及變頻器在高層建筑中央空調節能改造中的應用

趙英花

摘 要：現在，高層建筑物當中設置的中央空調系統在實際使用期間，最大限度的呈現出相對優質的節能降耗現象，是當前設計工作中一項十分重要的需求，針對于這一實際要求而言，主要強化對PLC以及變頻器的具體使用，屬于一項相對重要的核心技術方式，下文主要對現在高層建筑當中的中央空調實施節能優化期間，PLC還有變頻器的具體使用情況展開了討論以及分析。

關鍵詞：PLC及變頻器;高層建筑;中央空調;節能改造;應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.141

0 引言

現在，我國以及國際上普遍研究出使用電能回饋器把空調當中的制動電能進行再生利用的這類中央空調節（下文簡稱“專用變頻器”），它的使用能夠讓老式中央空調節省超過30%的電能。因此，將PLC以及變頻器當作核心，對中央空調當中的節能環節進行控制的這一系統使用頻率極高。

1 構成與工作原理

中央空調系統當中主要包括了四個系統，分比為：第一個時制冷機組;第二個是冷凍循環水系統，第三個是冷卻循環水系統，第四個是風機盤管系統。下面以這四個系統為基礎，對其工作原理進行論述。

（1）制冷主機流傳至建筑當中的所有房間當中的循環水，是制冷機組開展內部熱交換工作期間提供的，讓冷凍水的溫度減小到5℃～7℃，同時經過冷凍水循環系統（下文簡稱為“冷水系統”），向建筑當中的所有房間供給外部熱交換源，而空調機的內部熱交換生成的熱量，讓冷水系統經過其內部的冷卻塔，排放至外界向空氣內[1]。

（2）冷卻塔、冷水泵以及冷卻管道等構成冷水系統。制冷機組開展熱交換工作，在實現讓冷凍水溫度下降期間，一定會讓很多熱量釋放出來，這一環節的熱量是讓冷卻水進行最后吸收。最后，冷卻泵把溫度升高之后的冷卻水重新壓入至水塔當中，讓其在冷卻塔內部和外界的大氣實施熱交換工作，接著把溫度減小的冷卻水重新傳輸至制冷機組內，進行循環工作。

（3）風機盤管系統的作用是把經過冷凍水進行冷卻之后的空氣，吹送至建筑當中的各個房間。

2 實際使用

2.1 冷水機組的實際使用和功能

這一機組的存在是為整個空調系統供給冷源。冷水系統其中經過以后，把循環水的溫度減小。隨后經過冷凍水泵以及集水器等設備，將其傳輸至空調的終端區域。此機組目前已不斷成熟。為了實現冷量在實際需求方面存在的差異，在該機組相對成熟的這一前提條件下，對其投入使用的具體數量和冷量實施準確的群控，借此方式實現對房間當中的恒定溫度進行控制的目的。與單冷水機組這一類中央空調系統進行對比，群控存在大量的冷量冗余，同時，其實際工作更加節能高效。

2.2 控制系統型號選擇時的特性和功能

S7-200系列的PLC、HMI設備最終構成控制系統。在對其型號進行選擇時，因為西門子當中的PLC擁有的穩定性相對偏大，可是，在中央空調群控對PLC而言，不會存在很多冗余[2]。因此，能夠將西門子當中的S7-200系列PLC使用到其中的控制環節。使用西門子當中的EM231模塊，對所處區域的溫度以及流量實施收集，方便通過計算得出現在系統當中的冷量是否負荷實際需求。經過對冷凍水泵的實際轉速進行調節的方式，實現對冷量的實際傳輸能力進行調節。

若是樓群對于冷量的實際需求數量偏大，群控PLC經過壓差信號以及流量，對現在需求的冷量進行計算，判斷其有無超過冷水機組現在規定冷量的80%。在系統實際工作期間，若是系統算出冷量未滿足上述條件，另外，出水以及回水的溫度全部小于設定數值，就能夠執行減機工作[3]。

2.3 冷水系統

此系統對于整個空調系統而言，發揮著對冷量或是熱量進行傳遞的這一功能。對3臺37KW的變頻調速電機進行使用，將其當作動力源。在進行制冷環節，冷凍水泵把自冷水機組內部流出的冷凍水，傳輸至樓群終端區域實施熱交換工作。

存在的差異是，在這一系統內部，使用的3臺冷凍水泵是使用了1臺MM440的變頻器進行驅動操作。其使用的原理是利用恒壓供水內部的1臺變頻器，對多臺電機進行驅動的方式。長期只存在1臺泵是在進行變頻調速，此方式能夠高效的降低硬件的投入成本。另外，對泵當中的工頻以及變頻進行切換操作的環節，同樣適用群控PLC最終實現。

2.4 冷卻水循環系統

若是中央空調當中的冷水機組處于工作狀態，冷凍水回水水溫因為早已在空調終端區域實施了熱量交換操作[4]。在熱交換工作環節，水溫不斷提升。冷水機組從熱交換中經過，讓冷凍水的溫度減小至規定的度數。在進行降溫操作期間，生成的所有熱量全部是讓冷卻水循環系統最終進行釋放。讓這一系統把冷水機組進行熱交換期間生成的所有熱量轉移至冷卻塔中。隨后從冷卻塔當中實施釋放。在某一中央空調當中，其冷卻水循環系統分別是冷卻水循環泵（數量為2臺）以及冷卻塔（數量為2臺）構成。其中的電機全部是冷水機組當中的程序獨立進行控制，在群控系統內，不可以進行干涉。

2.5 對系統功能進行總結

在文中所述系統實際開展工作期間，因為現在中央空調領域當中的冷水機組方面的技術持續趨向于成熟，對于樓群當中的制冷以及制熱環節來講，是將對能源的合理配置以及優化管理當作目的，采用大量功率不大（其總功率與總制冷功率相同）的冷水機組當作系統當中的分散式冷源，隨后使用群控的方式進行控制，以此方式實現冷量能夠進行調節的區域更寬，能量最終進行利用的效率的到提升的這一目的。

3 論述最終優化效果

對于實際使用在高層建筑當中的中央空調系統內，進行節能優化的 PLC 和變頻器的實際使用情況而言，最終獲得的節能優化效果是相對較為顯著的，其詳細的效用彰顯在三個方面，下面對其進行具體論述：

（1）使用變頻閉環控制的這一模式，確實可以相對優質的，讓高層建筑當中的中央空調系統的節能優化效果得到提升，特別是對于實際需求實施的分析工作，還有有關溫度的詳細設置而言，這一工作模式普遍屬于其中十分重要的一部分，可以在高效確保建筑物當中民眾舒適度的基礎上，讓中央空調達成相對優質節能改造目標。

（2）從實際工作效率方面來講，對這一個控制節能改造模式的具體使用，不會對之前空調系統的工作情況產生相對偏大的影響，二者之間存在的聯系盡管相對偏大，可是，在實際運行過程中，卻不會出現互相干擾的現象，此情況同樣屬于變頻器還有其 PLC 控制器在實際進行使用過程中，能夠保證其效用的一個十分重要的核心部分。

（3）對后期進行維護操作還用實際應用的周期方面來講，對變頻器以及 PLC 控制器進行科學的設置，同樣可以在很大程度上讓系統實際開展工作期間的運行效果得到提升，預防系統在實際工作期間發生相對偏大的磨損問題，特別是對運行期間電流產生的沖擊問題等而言，可以形成一個相對優質的改良效果。

4 結束語

實際工作表明，將PLC以及變頻器具體使用到中央空調內，對其節能控制系統進行優化，經過科學的對設備進行選型、對相關參數進行設置、對使用的軟件進行設計，讓中央空調在實際工作期間，具備的可靠性以及舒適程度得到明顯的提升，同時還節省了電力資源。

參考文獻：

[1]王一恒，李征濤，朱祥政，etal.PLC與變頻器在中央空調系統節能改造中的應用研究[J].建筑節能，2014（09）：99-102.

[2]姜富寬.PLC和變頻器在中央空調節能改造中的應用[J].課程教育研究：學法教法研究，2017（09）：244.

[3]林信賢.中央空調系統節能降耗改造中PLC與變頻器的應用實踐探討[J].科技與創新，2015（15）：76-77.

[4]楊萬里.PLC和變頻器在中央空調節能改造中的應用[J].工程技術：全文版，2016（12）：00309.