新型節能空調控制系統的研制

　地源熱泵空調系統是一種在技術(shù)上和經(jīng)濟上都具有較大優(yōu)勢的解決供暖和空調的替代方式。在實(shí)際應用中，特別是多套機組和水泵運行時(shí)，為了進(jìn)一步提高節能效果，應該盡可能減少水泵和機組的臺數及運行時(shí)間，使系統的運行更加節能。同時(shí)，也應該解決單機組、水泵長(cháng)時(shí)運行而磨損比較大的問(wèn)題，并且實(shí)現無(wú)人值守。本文介紹基于PLC來(lái)實(shí)現對雙機組運行的控制。
1 系統運行過(guò)程
　以某學(xué)校的地源熱泵系統為例，總建筑面積為18 000 m2，系統共有六臺水泵，其中兩臺作為備用水泵，兩套螺桿式水水空調機組?？刂葡到y需要檢測冷凍水的供回水壓力和溫度值的位置見(jiàn)圖1所示。

　在普通的機組運行中，單機組可以根據負荷的大小自動(dòng)調節輸入功率。但是在雙機組或者更多機組的同時(shí)運行中，機組不能根據負荷的輕重來(lái)自動(dòng)增減臺數及控制其運行時(shí)間，導致了電能的大量浪費。采用合適的控制策略，可以自動(dòng)控制機組的開(kāi)啟臺數及啟停時(shí)間。采用定壓定溫的控制方法，可以有效減少水泵的運行耗能，并且在負荷輕的時(shí)候，適當保留運行機組的數目，從而避免了上述電能的浪費。
兩臺螺桿式地源熱泵機組，機組的制熱工作參數如表1所示。

　本控制系統主要通過(guò)三個(gè)方面來(lái)實(shí)現系統的節能運行：
　(1)通過(guò)分別設定冬季和夏季的開(kāi)機溫度值和關(guān)機溫度值，使得機組可以在負荷輕的時(shí)候減少運行臺數，并且關(guān)閉對應冷卻水泵，有效減少電能的消耗。
　(2)通過(guò)定溫差的方法，來(lái)控制變頻水泵的運行狀態(tài)，以降低水泵功耗。
　(3)通過(guò)分區/分時(shí)的控制策略，滿(mǎn)足不同負荷區的分時(shí)的供熱/制冷需求。
2 控制系統的整體設計
2.1 控制系統的硬件
　根據系統的需求分析，系統運行需要的輸出控制端有：兩臺機組和六臺水泵的啟?？刂菩盘?；兩路負荷區域的電磁閥和機組的冷卻水閥及冷凍水閥；變頻器模擬量輸出一個(gè)；共計開(kāi)關(guān)量輸出十六個(gè)，模擬量輸出一路。
　為了測得冷凍水側的溫差和壓力，系統需要的輸入端有：冷凍水的供回水溫度檢測，冷凍水的供回水壓力檢測，共四路模擬量輸入；兩臺機組的運行及故障；六臺水泵的故障輸入。共計輸入開(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。

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