PLC在中央空調系統節能中的應用分析

殷曉虎 徐延齡

【摘 要】在當前我國建筑行業發展的過程中，高層建筑和超高層建筑已經成為了建筑的主要形式，高層建筑的智能化水平比較高，在應用的過程中，中央空調系統是其中十分基礎的系統，通過中央空調系統能夠對建筑內部的溫度進行有效調節，為人們營造更好的工作環境。PLC能夠借助硬件和軟件系統對中央空調系統的運行進行控制，所以本文就對PLC在中央空調系統節能中的應用進行探討，促進中央空調系統節能效果的提升。

【關鍵詞】PLC；中央空調系統；節能；應用

PLC是隨著我國計算機技術和信息技術發展而出現的一種新型計算機，PLC也被稱為可編程邏輯控制器，主要是利用可編程的存儲器輔之以相關的系統軟件，對其內部的程序進行控制，能夠實現存、儲邏輯運算、控制和操作等各項功能，在使用時只需要輸入相關參數，該控制器就能夠通過模擬的方式輸出相關的機械或生產過程，從而實現對于程序的高效控制。我國建筑中央空調系統在運行的過程中，其內部系統比較復雜，節能設計的作業比較繁雜，所以在該過程中必須要對其進行更加高效和穩定的控制，PLC就能夠有效實現作用。

一、中央空調系統的構成

中央空調系統的構成主要包括了制冷機組、冷凍循環水系統、冷卻循環水系統和風機盤管系統。

1、制冷主機

制冷主機是中央空調系統中的重要結構，系統在運行的過程中，主要是通過該設備對水進行冷卻，通過制冷過程，然后將冷卻后的水進入到房間中進行循環，與室內溫度進行交換，以此來達到降低室溫的作用。

2、冷水系統

中央空調的冷水系統主要由冷卻泵、冷卻塔和冷卻管道構成，該系統是與制冷主機協調運作，完成整個制冷過程的，制冷主機主要是通過制造冷水的方式，使其與室內進行熱交換，降低室內溫度，在這個過程中，冷凍水溫度下降釋放的熱量都需要用冷卻水吸收，而經過熱量交換后，溫度升高的冷卻水還需要經過冷卻泵傳送至冷卻塔，在冷卻塔內與大氣進行熱交換，使溫度升高的冷卻水溫度降低，然后將其再次送至制冷機組內，這就完成了冷卻水的整個循環過程。

3、風機

空調設備在運行的過程中，降低室溫主要是借助冷卻水與室內的熱量交換，但是在冷卻水流動的過程中，還會產生大量的冷卻空氣，這些冷空氣也會被傳送至房間內，起到降低溫度的作用。

二、中央空調系統的節能改造原理

1、水泵變頻節能原理

中央空調系統在運行制冷的整個過程中，冷卻水的循環是其主要制冷途徑，而在這個循環的過程中，冷卻水的流量以及機組的運行頻率會對空調系統的能耗產生很大影響，所以在該過程中，很多的空調系統會通過控制閥門和擋板的開度的方式來調節其能耗，而該調節主要是通過對水泵進行頻率調節實現的，所以在中央空調系統進行節能改造，可以從水泵變頻節能改造的方向入手，對水泵系統的運行頻率進行自動化調節，以此來調整其運行狀態，降低能耗。

2、水系統的變水量調節原理

中央空調系統的冷負荷主要受到水的比熱容、冷水的流量以及送水溫差和回水溫差的影響，所以想要對空調水系統的水量進行調節，就必須要從這三個角度入手，尤其是對供水溫差和回水溫差進行調控，而這兩項要素又與外界環境溫度有著很大關聯，所以可以在進行中央空調的節能改造時，通過對送水溫差和回水溫差的調控來降低水系統的水量，達到節能目的。

三、PLC在中央空調系統節能中的應用

PLC可編程邏輯控制器在系統控制方面有著十分優越的效果，所以在中央空調系統的節能改造工作中，需要將其應用于中央空調系統的內部結構和系統中。

1、在冷水機組中的應用

冷水機總是中央空調系統的主要設備其主要作用就是為空調系統供給冷源，制作冷水，使其在循環的過程中達到降低室溫的作用，所以冷水機組運行的能耗是中央空調系統能耗中的重要構成部分。中央空調系統在運行的過程中，制冷系統所制成的冷水會在循環的過程中實現溫度的變化，最終經過冷水泵和凈水器，使其傳輸至空調終端，并對其進行回收冷卻和再循環，整個運行流程比已經十分完善，而想要對其進行節能改造，降低過程中的能耗，就需要對其數量和能量進行控制，尤其是控制好房間的恒定溫度，防止冷水機組在運行的過程中產生冷量冗余。將PLC應用于冷水機組中，PLC控制器中的系統就能夠根據收集到的室內溫度信息以及冷水機組的運行頻率等相關信息，通過邏輯運算的方式，分析出想要達到制冷效果的最佳冷水機組運行方案，對冷水機組的運行數量及其運行頻率進行合理調整，在保證最佳制冷效果的同時，達到降低能耗的目的。

2、控制系統的選擇

目前世界范圍內PLC控制器的種類比較多樣，型號也各有差別，不同型號的PLC控制器在性能方面有著很大差異，但是整體而言，西門子PLC的穩定性相對比較高，所以在中央空調系統的節能改造中也得到了普遍應用。西門子PLC控制器在運行的過程中，能夠利用相關模塊對區域的溫度和空調的流量等數據進行實時收集，并通過邏輯運算的方式計算空調的運行負荷要求，然后對中央空調系統的各個的系統和設備下達控制指令，對其運行狀態進行調節，最終保證其最佳運行狀態。但是在選擇PLC控制系統之前，相關工作人員還需要對中央空調系統的運行負荷進行簡單分析，通過其實際運行需求，合理選擇PLC控制器的種類。

3、在冷水系統中的應用

中央空調系統的冷水系統主要是進行冷水的循環，對該過程中循環水的熱量進行有效調節，最終通過熱交換的方式實現制冷的目的。冷水系統在運行的過程中，主要是利用到了冷凍水泵，冷凍水泵的運行能耗也是中央空調系統能耗的重要構成部分，所以在對中央空調系統進行節能改造時，需要對冷水系統中的冷凍水泵運行頻率進行控制。PLC控制器的應用可以對冷凍水泵的運行頻率進行有效調控，對冷凍水泵的頻率進行，隨時切換工頻和變頻，這樣能夠有效降低能耗。

4、在冷卻水循環系統中的應用

冷卻水循環系統在運行的過程中，由于冷凍水已經與建筑室內空氣進行熱交換，所以溫度普遍比較高，所以在流經冷卻水循環系統之后能夠對冷凍水進行降溫處理，并將生蟲的熱量轉移至冷卻塔中。在該過程中，冷卻水循環系統的能耗主要包括冷卻水循環泵和冷卻塔能耗，用PLC控制器就能夠對冷卻水循環系統中的設備程序進行獨立控制，保證每一個設備都能夠處于最佳運行狀態。

四、結束語

綜合上述內容能夠得知，我國建筑中央空調系統能夠對建筑內部的溫度進行統一調節，是建筑使用中必不可少的重要系統，而中央空調系統在使用的過程中，能耗高是其面臨的主要問題，所以在可持續發展戰略的引導下，對中央空調系統進行節能改造是必不可少的。中央空調系統的主要運作系統包括了制冷主機、冷水系統和風機，而在該過程中空調的運行頻率和水系統的用水量等，都會被中央空調系統的能耗產生影響，所以想要對中央空調系統進行節能改造，就需要將PLC技術應用于中央空調系統各個設備和系統中，對其運行過程進行智能化控制，合理調節其運行狀態，最大程度降低運行能耗。

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