PLC及变频器在高层建筑中央空调节能改造中的应用

赵英花

摘 要：现在，高层建筑物当中设置的中央空调系统在实际使用期间，最大限度的呈现出相对优质的节能降耗现象，是当前设计工作中一项十分重要的需求，针对于这一实际要求而言，主要强化对PLC以及变频器的具体使用，属于一项相对重要的核心技术方式，下文主要对现在高层建筑当中的中央空调实施节能优化期间，PLC还有变频器的具体使用情况展开了讨论以及分析。

关键词：PLC及变频器;高层建筑;中央空调;节能改造;应用

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

0 引言

现在，我国以及国际上普遍研究出使用电能回馈器把空调当中的制动电能进行再生利用的这类中央空调节（下文简称“专用变频器”），它的使用能够让老式中央空调节省超过30%的电能。因此，将PLC以及变频器当作核心，对中央空调当中的节能环节进行控制的这一系统使用频率极高。

1 构成与工作原理

中央空调系统当中主要包括了四个系统，分比为：第一个时制冷机组;第二个是冷冻循环水系统，第三个是冷却循环水系统，第四个是风机盘管系统。下面以这四个系统为基础，对其工作原理进行论述。

（1）制冷主机流传至建筑当中的所有房间当中的循环水，是制冷机组开展内部热交换工作期间提供的，让冷冻水的温度减小到5℃～7℃，同时经过冷冻水循环系统（下文简称为“冷水系统”），向建筑当中的所有房间供给外部热交换源，而空调机的内部热交换生成的热量，让冷水系统经过其内部的冷却塔，排放至外界向空气内[1]。

（2）冷却塔、冷水泵以及冷却管道等构成冷水系统。制冷机组开展热交换工作，在实现让冷冻水温度下降期间，一定会让很多热量释放出来，这一环节的热量是让冷却水进行最后吸收。最后，冷却泵把温度升高之后的冷却水重新压入至水塔当中，让其在冷却塔内部和外界的大气实施热交换工作，接着把温度减小的冷却水重新传输至制冷机组内，进行循环工作。

（3）风机盘管系统的作用是把经过冷冻水进行冷却之后的空气，吹送至建筑当中的各个房间。

2 实际使用

2.1 冷水机组的实际使用和功能

这一机组的存在是为整个空调系统供给冷源。冷水系统其中经过以后，把循环水的温度减小。随后经过冷冻水泵以及集水器等设备，将其传输至空调的终端区域。此机组目前已不断成熟。为了实现冷量在实际需求方面存在的差异，在该机组相对成熟的这一前提条件下，对其投入使用的具体数量和冷量实施准确的群控，借此方式实现对房间当中的恒定温度进行控制的目的。与单冷水机组这一类中央空调系统进行对比，群控存在大量的冷量冗余，同时，其实际工作更加节能高效。

2.2 控制系统型号选择时的特性和功能

S7-200系列的PLC、HMI设备最终构成控制系统。在对其型号进行选择时，因为西门子当中的PLC拥有的稳定性相对偏大，可是，在中央空调群控对PLC而言，不会存在很多冗余[2]。因此，能够将西门子当中的S7-200系列PLC使用到其中的控制环节。使用西门子当中的EM231模块，对所处区域的温度以及流量实施收集，方便通过计算得出现在系统当中的冷量是否负荷实际需求。经过对冷冻水泵的实际转速进行调节的方式，实现对冷量的实际传输能力进行调节。

若是楼群对于冷量的实际需求数量偏大，群控PLC经过压差信号以及流量，对现在需求的冷量进行计算，判断其有无超过冷水机组现在规定冷量的80%。在系统实际工作期间，若是系统算出冷量未满足上述条件，另外，出水以及回水的温度全部小于设定数值，就能够执行减机工作[3]。

2.3 冷水系统

此系统对于整个空调系统而言，发挥着对冷量或是热量进行传递的这一功能。对3台37KW的变频调速电机进行使用，将其当作动力源。在进行制冷环节，冷冻水泵把自冷水机组内部流出的冷冻水，传输至楼群终端区域实施热交换工作。

存在的差异是，在这一系统内部，使用的3台冷冻水泵是使用了1台MM440的变频器进行驱动操作。其使用的原理是利用恒压供水内部的1台变频器，对多台电机进行驱动的方式。长期只存在1台泵是在进行变频调速，此方式能够高效的降低硬件的投入成本。另外，对泵当中的工频以及变频进行切换操作的环节，同样适用群控PLC最终实现。

2.4 冷却水循环系统

若是中央空调当中的冷水机组处于工作状态，冷冻水回水水温因为早已在空调终端区域实施了热量交换操作[4]。在热交换工作环节，水温不断提升。冷水机组从热交换中经过，让冷冻水的温度减小至规定的度数。在进行降温操作期间，生成的所有热量全部是让冷却水循环系统最终进行释放。让这一系统把冷水机组进行热交换期间生成的所有热量转移至冷却塔中。随后从冷却塔当中实施释放。在某一中央空调当中，其冷却水循环系统分别是冷却水循环泵（数量为2台）以及冷却塔（数量为2台）构成。其中的电机全部是冷水机组当中的程序独立进行控制，在群控系统内，不可以进行干涉。

2.5 对系统功能进行总结

在文中所述系统实际开展工作期间，因为现在中央空调领域当中的冷水机组方面的技术持续趋向于成熟，对于楼群当中的制冷以及制热环节来讲，是将对能源的合理配置以及优化管理当作目的，采用大量功率不大（其总功率与总制冷功率相同）的冷水機组当作系统当中的分散式冷源，随后使用群控的方式进行控制，以此方式实现冷量能够进行调节的区域更宽，能量最终进行利用的效率的到提升的这一目的。

3 论述最终优化效果

对于实际使用在高层建筑当中的中央空调系统内，进行节能优化的 PLC 和变频器的实际使用情况而言，最终获得的节能优化效果是相对较为显著的，其详细的效用彰显在三个方面，下面对其进行具体论述：

（1）使用变频闭环控制的这一模式，确实可以相对优质的，让高层建筑当中的中央空调系统的节能优化效果得到提升，特别是对于实际需求实施的分析工作，还有有关温度的详细设置而言，这一工作模式普遍属于其中十分重要的一部分，可以在高效确保建筑物当中民众舒适度的基础上，让中央空调达成相对优质节能改造目标。

（2）从实际工作效率方面来讲，对这一个控制节能改造模式的具体使用，不会对之前空调系统的工作情况产生相对偏大的影响，二者之间存在的联系尽管相对偏大，可是，在实际运行过程中，却不会出现互相干扰的现象，此情况同样属于变频器还有其 PLC 控制器在实际进行使用过程中，能够保证其效用的一个十分重要的核心部分。

（3）对后期进行维护操作还用实际应用的周期方面来讲，对变频器以及 PLC 控制器进行科学的设置，同样可以在很大程度上让系统实际开展工作期间的运行效果得到提升，预防系统在实际工作期间发生相对偏大的磨损问题，特别是对运行期间电流产生的冲击问题等而言，可以形成一个相对优质的改良效果。

4 结束语

实际工作表明，将PLC以及变频器具体使用到中央空调内，对其节能控制系统进行优化，经过科学的对设备进行选型、对相关参数进行设置、对使用的软件进行设计，让中央空调在实际工作期间，具备的可靠性以及舒适程度得到明显的提升，同时还节省了电力资源。

参考文献：

[1]王一恒，李征涛，朱祥政，etal.PLC与变频器在中央空调系统节能改造中的应用研究[J].建筑节能，2014（09）：99-102.

[2]姜富宽.PLC和变频器在中央空调节能改造中的应用[J].课程教育研究：学法教法研究，2017（09）：244.

[3]林信贤.中央空调系统节能降耗改造中PLC与变频器的应用实践探讨[J].科技与创新，2015（15）：76-77.

[4]杨万里.PLC和变频器在中央空调节能改造中的应用[J].工程技术：全文版，2016（12）：00309.