基于能效优化中央空调节能控制系统的应用研究

发布时间：2017-08-04 21:22

  本文关键词：基于能效优化中央空调节能控制系统的应用研究

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【摘要】：本文是对中央空调冷源系统进行节能控制的应用研究。在传统的中央空调控制中,人工手动操作方式因结构简单、控制形式单一等原因而长期使用。由于系统是纯人工干预,系统运行时无法与末端负荷的波动达到实时动态平衡,所以造成了大量的电能浪费。随着国家对节能降耗政策的扶持以及企业对运营成本削减的需求,将节能控制引入中央空调系统中势在必行。首先,通过分析不同负荷状态对主机能效、水系统能效的影响关系,并讨论冷冻水冷却水进出水温差、水泵和冷却塔的不同组合运行方式对水系统能效的影响关系,提出了基于能效指标的中央空调节能概念。其次,根据空调设备的工作特点和工艺要求,确定了控制参数的临界条件及相应的控制策略。接着,将可编程控制器PLC(programmable logic controller)引入中央空调的控制中,设计出控制系统的网络结构图、电气控制原理图,开发了PLC软件程序,并通过PLC在现场的应用实施进行了有效性验证。最后,通过组态王设计了中央空调自动监控系统人机界面,提高了中央空调现代化管理水平,不但满足了公司运行需求而且还减少了劳动力的投入。同时,通过系统在实际运行中10个月的现场能耗统计分析,得出基于能效优化的节能控制系统的月度节能效率高达31.63%,平均节能效率为24.78%,在响应国家节能减排政策的同时也为公司削减了开支,因此,基于能效优化的中央空调节能控制系统具有一定的推广价值。
【关键词】：能效 中央空调 节能控制 PLC
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 课题研究的目的与意义9-10
• 1.2 中央空调节能控制的国内外现状10
• 1.3 本文研究的主要内容10-12
• 第二章 中央空调系统结构及节能原理12-21
• 2.1 中央空调系统结构12-13
• 2.2 中央空调系统节能原理13-20
• 2.2.1 中央空调系统控制模式13-15
• 2.2.2 中央空调系统变流量节能控制基本原理15-19
• 2.2.3 中央空调系统变流量节能控制的实现19-20
• 2.3 小结20-21
• 第三章 中央空调系统能效评价指标21-38
• 3.1 中央空调系统的传统节能指标21-23
• 3.2 中央空调系统能效指标的提出23-27
• 3.2.1 系统能效指标的提出23-27
• 3.3 中央空调系统能效的影响因子27-32
• 3.3.1 低负荷状态对系统能效的影响27-29
• 3.3.2 不同负荷状态下制冷主机能效COPj对系统能效COPs的影响29-31
• 3.3.3 冷冻水供回水温差对系统能效的影响31
• 3.3.4 冷却水进出水温差对系统能效的影响31-32
• 3.4 水系统能效的影响因子32-36
• 3.4.1 水泵的运行方式对水系统能效的影响32-34
• 3.4.2 冷却塔的运行方式对水系统能效的影响34-36
• 3.5 小结36-38
• 第四章 可编程控制器（PLC）在中央空调系统中的应用38-46
• 4.1 可编程控制器（PLC）的概念38
• 4.2 可编程控制器（PLC）的发展历史和趋势38-39
• 4.2.1 可编程控制器（PLC）的发展历史38-39
• 4.2.2 可编程控制器（PLC）的发展趋势39
• 4.3 可编程控制器（PLC）的工作原理及基本结构39-40
• 4.3.1 可编程控制器（PLC）的工作原理39
• 4.3.2 可编程控制器（PLC）的基本结构39-40
• 4.4 可编程控制器（PLC）在中央空调节能控制系统中的应用40-43
• 4.4.1 系统工程背景介绍41
• 4.4.2 系统总体设计框架41-43
• 4.5 控制器及变频器的选型43-44
• 4.5.1 控制器的选型43
• 4.5.2 变频器的选型43-44
• 4.6 小结44-46
• 第五章 中央空调节能控制系统的设计46-66
• 5.1 中央空调节能控制系统的硬件设计46-51
• 5.1.1 系统控制网络结构图46
• 5.1.2 主控柜结构及配电图46-48
• 5.1.3 SC501的部分控制原理图48
• 5.1.4 SC20的部分控制原理图48-50
• 5.1.5 水泵与风机的Y/△控制原理图50
• 5.1.6 电动蝶阀的控制原理图50-51
• 5.1.7 变频器的控制原理图51
• 5.2 中央空调节能控制系统的软件设计51-57
• 5.2.1 系统整体控制结构图51-52
• 5.2.2 系统设备联锁控制流程图52-53
• 5.2.3 制冷主机的控制流程图53-54
• 5.2.4 主机的加机控制流程图54-55
• 5.2.5 设备的轮询控制流程图55-56
• 5.2.6 水泵与冷却塔PID控制流程图56-57
• 5.3 中央空调主控柜程序编写57-65
• 5.3.1 SCWinPP编程软件介绍57-58
• 5.3.2 主控制器的IP配置58-60
• 5.3.3 I/O模块配置60
• 5.3.4 程序的上传与下载60-61
• 5.3.5 部分主控柜程序介绍61-65
• 5.4 小结65-66
• 第六章 中央空调系统人机界面设计66-72
• 6.1 组态王KingView软件介绍66
• 6.2 中央空调系统画面组态66-70
• 6.3 系统调试过程中遇到的主要问题70
• 6.4 中央空调系统节能效果分析70-71
• 6.5 小结71-72
• 总结与展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76
• 附录76-78
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果78-79

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本文编号：621772