新型節(jié)能空調(diào)控制系統(tǒng)的研制

　地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是一種在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都具有較大優(yōu)勢(shì)的解決供暖和空調(diào)的替代方式。在實(shí)際應(yīng)用中，特別是多套機(jī)組和水泵運(yùn)行時(shí)，為了進(jìn)一步提高節(jié)能效果，應(yīng)該盡可能減少水泵和機(jī)組的臺(tái)數(shù)及運(yùn)行時(shí)間，使系統(tǒng)的運(yùn)行更加節(jié)能。同時(shí)，也應(yīng)該解決單機(jī)組、水泵長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行而磨損比較大的問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。本文介紹基于PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)雙機(jī)組運(yùn)行的控制。
1 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程
　以某學(xué)校的地源熱泵系統(tǒng)為例，總建筑面積為18 000 m2，系統(tǒng)共有六臺(tái)水泵，其中兩臺(tái)作為備用水泵，兩套螺桿式水水空調(diào)機(jī)組。控制系統(tǒng)需要檢測(cè)冷凍水的供回水壓力和溫度值的位置見(jiàn)圖1所示。

　在普通的機(jī)組運(yùn)行中，單機(jī)組可以根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入功率。但是在雙機(jī)組或者更多機(jī)組的同時(shí)運(yùn)行中，機(jī)組不能根據(jù)負(fù)荷的輕重來(lái)自動(dòng)增減臺(tái)數(shù)及控制其運(yùn)行時(shí)間，導(dǎo)致了電能的大量浪費(fèi)。采用合適的控制策略，可以自動(dòng)控制機(jī)組的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)及啟停時(shí)間。采用定壓定溫的控制方法，可以有效減少水泵的運(yùn)行耗能，并且在負(fù)荷輕的時(shí)候，適當(dāng)保留運(yùn)行機(jī)組的數(shù)目，從而避免了上述電能的浪費(fèi)。
兩臺(tái)螺桿式地源熱泵機(jī)組，機(jī)組的制熱工作參數(shù)如表1所示。

　本控制系統(tǒng)主要通過(guò)三個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行：
　(1)通過(guò)分別設(shè)定冬季和夏季的開(kāi)機(jī)溫度值和關(guān)機(jī)溫度值，使得機(jī)組可以在負(fù)荷輕的時(shí)候減少運(yùn)行臺(tái)數(shù)，并且關(guān)閉對(duì)應(yīng)冷卻水泵，有效減少電能的消耗。
　(2)通過(guò)定溫差的方法，來(lái)控制變頻水泵的運(yùn)行狀態(tài)，以降低水泵功耗。
　(3)通過(guò)分區(qū)/分時(shí)的控制策略，滿足不同負(fù)荷區(qū)的分時(shí)的供熱/制冷需求。
2 控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
2.1 控制系統(tǒng)的硬件
　根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，系統(tǒng)運(yùn)行需要的輸出控制端有：兩臺(tái)機(jī)組和六臺(tái)水泵的啟?？刂菩盘?hào)；兩路負(fù)荷區(qū)域的電磁閥和機(jī)組的冷卻水閥及冷凍水閥；變頻器模擬量輸出一個(gè)；共計(jì)開(kāi)關(guān)量輸出十六個(gè)，模擬量輸出一路。
　為了測(cè)得冷凍水側(cè)的溫差和壓力，系統(tǒng)需要的輸入端有：冷凍水的供回水溫度檢測(cè)，冷凍水的供回水壓力檢測(cè)，共四路模擬量輸入；兩臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行及故障；六臺(tái)水泵的故障輸入。共計(jì)輸入開(kāi)關(guān)量十個(gè)，模擬量輸入四路。模擬量的外部輸入輸出點(diǎn)見(jiàn)表2。

　根據(jù)以上輸入輸出量和系統(tǒng)要求，選用FP系列產(chǎn)品組成控制系統(tǒng)。包括有FP-X-C40型PLC一臺(tái)，VF-8Z系列的變頻器一臺(tái)，AFPX-COM6型號(hào)的485通道，模擬量輸出通道DA2。觸摸屏選用MT6070i型號(hào)，通過(guò)專用的232通信電纜與PLC連接。
　本系統(tǒng)的組成如圖2所示，首先在硬件上滿足了系統(tǒng)的要求。PLC通過(guò)485通信和兩臺(tái)機(jī)組相連，可以實(shí)時(shí)讀取機(jī)組內(nèi)部的各項(xiàng)參數(shù)。包括機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)、機(jī)組故障和機(jī)組內(nèi)部的各項(xiàng)壓力及溫度值。