PLC在中央空调系统节能中的应用分析

殷晓虎 徐延龄

【摘 要】在当前我国建筑行业发展的过程中，高层建筑和超高层建筑已经成为了建筑的主要形式，高层建筑的智能化水平比较高，在应用的过程中，中央空调系统是其中十分基础的系统，通过中央空调系统能够对建筑内部的温度进行有效调节，为人们营造更好的工作环境。PLC能够借助硬件和软件系统对中央空调系统的运行进行控制，所以本文就对PLC在中央空调系统节能中的应用进行探讨，促进中央空调系统节能效果的提升。

【关键词】PLC；中央空调系统；节能；应用

PLC是随着我国计算机技术和信息技术发展而出现的一种新型计算机，PLC也被称为可编程逻辑控制器，主要是利用可编程的存储器辅之以相关的系统软件，对其内部的程序进行控制，能够实现存、储逻辑运算、控制和操作等各项功能，在使用时只需要输入相关参数，该控制器就能够通过模拟的方式输出相关的机械或生产过程，从而实现对于程序的高效控制。我国建筑中央空调系统在运行的过程中，其内部系统比较复杂，节能设计的作业比较繁杂，所以在该过程中必须要对其进行更加高效和稳定的控制，PLC就能够有效实现作用。

一、中央空调系统的构成

中央空调系统的构成主要包括了制冷机组、冷冻循环水系统、冷却循环水系统和风机盘管系统。

1、制冷主机

制冷主机是中央空调系统中的重要结构，系统在运行的过程中，主要是通过该设备对水进行冷却，通过制冷过程，然后将冷却后的水进入到房间中进行循环，与室内温度进行交换，以此来达到降低室温的作用。

2、冷水系统

中央空调的冷水系统主要由冷却泵、冷却塔和冷却管道构成，该系统是与制冷主机协调运作，完成整个制冷过程的，制冷主机主要是通过制造冷水的方式，使其与室内进行热交换，降低室内温度，在这个过程中，冷冻水温度下降释放的热量都需要用冷却水吸收，而经过热量交换后，温度升高的冷却水还需要经过冷却泵传送至冷却塔，在冷却塔内与大气进行热交换，使温度升高的冷却水温度降低，然后将其再次送至制冷机组内，这就完成了冷却水的整个循环过程。

3、风机

空调设备在运行的过程中，降低室温主要是借助冷却水与室内的热量交换，但是在冷却水流动的过程中，还会产生大量的冷却空气，这些冷空气也会被传送至房间内，起到降低温度的作用。

二、中央空调系统的节能改造原理

1、水泵变频节能原理

中央空调系统在运行制冷的整个过程中，冷却水的循环是其主要制冷途径，而在这个循环的过程中，冷却水的流量以及机组的运行频率会对空调系统的能耗产生很大影响，所以在该过程中，很多的空调系统会通过控制阀门和挡板的开度的方式来调节其能耗，而该调节主要是通过对水泵进行频率调节实现的，所以在中央空调系统进行节能改造，可以从水泵变频节能改造的方向入手，对水泵系统的运行频率进行自动化调节，以此来调整其运行状态，降低能耗。

2、水系统的变水量调节原理

中央空调系统的冷负荷主要受到水的比热容、冷水的流量以及送水温差和回水温差的影响，所以想要对空调水系统的水量进行调节，就必须要从这三个角度入手，尤其是对供水温差和回水温差进行调控，而这两项要素又与外界环境温度有着很大关联，所以可以在进行中央空调的节能改造时，通过对送水温差和回水温差的调控来降低水系统的水量，达到节能目的。

三、PLC在中央空调系统节能中的应用

PLC可编程逻辑控制器在系统控制方面有着十分优越的效果，所以在中央空调系统的节能改造工作中，需要将其应用于中央空调系统的内部结构和系统中。

1、在冷水机组中的应用

冷水机总是中央空调系统的主要设备其主要作用就是为空调系统供给冷源，制作冷水，使其在循环的过程中达到降低室温的作用，所以冷水机组运行的能耗是中央空调系统能耗中的重要构成部分。中央空调系统在运行的过程中，制冷系统所制成的冷水会在循环的过程中实现温度的变化，最终经过冷水泵和净水器，使其传输至空调终端，并对其进行回收冷却和再循环，整个运行流程比已经十分完善，而想要对其进行节能改造，降低过程中的能耗，就需要对其数量和能量进行控制，尤其是控制好房间的恒定温度，防止冷水机组在运行的过程中产生冷量冗余。将PLC应用于冷水机组中，PLC控制器中的系统就能够根据收集到的室内温度信息以及冷水机组的运行频率等相关信息，通过逻辑运算的方式，分析出想要达到制冷效果的最佳冷水机组运行方案，对冷水机组的运行数量及其运行频率进行合理调整，在保证最佳制冷效果的同时，达到降低能耗的目的。

2、控制系统的选择

目前世界范围内PLC控制器的种类比较多样，型号也各有差别，不同型号的PLC控制器在性能方面有着很大差异，但是整体而言，西门子PLC的稳定性相对比较高，所以在中央空调系统的节能改造中也得到了普遍应用。西门子PLC控制器在运行的过程中，能够利用相关模块对区域的温度和空调的流量等数据进行实时收集，并通过逻辑运算的方式计算空调的运行负荷要求，然后对中央空调系统的各个的系统和设备下达控制指令，对其运行状态进行调节，最终保证其最佳运行状态。但是在选择PLC控制系统之前，相关工作人员还需要對中央空调系统的运行负荷进行简单分析，通过其实际运行需求，合理选择PLC控制器的种类。

3、在冷水系统中的应用

中央空调系统的冷水系统主要是进行冷水的循环，对该过程中循环水的热量进行有效调节，最终通过热交换的方式实现制冷的目的。冷水系统在运行的过程中，主要是利用到了冷冻水泵，冷冻水泵的运行能耗也是中央空调系统能耗的重要构成部分，所以在对中央空调系统进行节能改造时，需要对冷水系统中的冷冻水泵运行频率进行控制。PLC控制器的应用可以对冷冻水泵的运行频率进行有效调控，对冷冻水泵的频率进行，随时切换工频和变频，这样能够有效降低能耗。

4、在冷却水循环系统中的应用

冷却水循环系统在运行的过程中，由于冷冻水已经与建筑室内空气进行热交换，所以温度普遍比较高，所以在流经冷却水循环系统之后能够对冷冻水进行降温处理，并将生虫的热量转移至冷却塔中。在该过程中，冷却水循环系统的能耗主要包括冷却水循环泵和冷却塔能耗，用PLC控制器就能够对冷却水循环系统中的设备程序进行独立控制，保证每一个设备都能够处于最佳运行状态。

四、结束语

综合上述内容能够得知，我国建筑中央空调系统能够对建筑内部的温度进行统一调节，是建筑使用中必不可少的重要系统，而中央空调系统在使用的过程中，能耗高是其面临的主要问题，所以在可持续发展战略的引导下，对中央空调系统进行节能改造是必不可少的。中央空调系统的主要运作系统包括了制冷主机、冷水系统和风机，而在该过程中空调的运行频率和水系统的用水量等，都会被中央空调系统的能耗产生影响，所以想要对中央空调系统进行节能改造，就需要将PLC技术应用于中央空调系统各个设备和系统中，对其运行过程进行智能化控制，合理调节其运行状态，最大程度降低运行能耗。

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