集散控制系统在楼宇中央空调中的应用研究

李明

【摘要】随着近几年我国经济快速发展带动房地产发展，对中央空调的市场需求也逐渐呈现上涨趋势。中央空调能够给人们带来四季如春、温馨舒适的生活环境，是商场、宾馆、大厦等现代建筑中不可缺少的设施设备。但由于中央空调的功率较大、耗能速度较快，几乎占据建筑物用电总量的一半以上，因此如何控制中央空调的耗能情况是目前应当解决的问题。

【关键词】集散控制系统  中央空调  建筑能耗

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0240-02

二十世纪七十年代集散控制系统问世以来受到了广大用户的青睐，使其在工业控制领域得到了广泛的使用，并获得了长足发展。以PC机为基础的集散控制系统，配合成熟的工控组态软件将成为控制领域中的重要发展方向。

一、集散控制系统

1.1集散控制系统的概念

集散控制系统是对生产过程中进行分散控制与集中管理的计算机系统。是随着现代化大型工业生产自动化水平的进步和控制要求日渐复杂的衍生产物，集散控制系统是将网络技术、计算机技术、自动控制技术、通讯技术融于一身的系统控制技术，它可以实现控制集中优化、危险分散。

1.2集散控制系统的组成

集散控制系统的组成部分较为复杂，但通常都由过程控制单元、过程输出/输入接口单元、CRT显示操作站、管理计算机、高速数据通路等五大主要部分组成的。

1.3集散控制系统的特点

1）人机交互能力

集散控制系统组态软件提供有良好的用户接口，方便在使用过程中操作人员及时获取生产过程中详细的报警显示、趋势画面、流程画面等信息。此外，操作人员还能在线修改参数与指令操作，有效干预运行过程。

2）可靠性较高

集散系统结构上的分散性使得系统危险也得到分散，在一定程度上提高了系统的可靠性。集散系统采用的容错技术也为系统工作提高可靠性与抗干扰能力。

3）控制功能分散、管理集中

在整个生产过程中的管理信息全部集中储存在数据库中，生产过程中采用分散结构控制，再利用网络通信设备或者信息高速公路传输至相关设备。

4）具有高度灵活性和可扩展性

集散控制系统中的硬件设备包含了多种不同功能与类型的插卡，在使用过程中选取不同的插卡组成不同的硬件环境使得集散控制系统变得灵活性较大，可扩展性较高。

二、中央空调变频控制系统

2.1中央空调系统的组成

中央空调系统主要是由主机制冷系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统组成的。主机制冷系统是重要空调系统的中心，它是由冷冻主机、冷凝器、压缩机、蒸发器构成的。

2.2中央空调系统的原理

蒸发器中的制冷剂与冷冻水之间发生热量交换，使冷冻水降温制冷，使得制冷剂吸收热量再蒸发;冷凝器中蒸发后的制冷剂与冷却水之间发生热量交换，制冷剂释放出的热量由冷却水带走。当室内温度过低时，中央空调系统将循环热水流入风机盘管，将室外低温空气循环通过风机盘管，低温空气与风机盘管的铝片进行热交换，使得风机盘管铝片将热量传递给低温空气，将加热后的低温空气送入房间内，使得房间内温度升高。同理，当室内温度较高时，中央空调系统利用水泵将制冷主机提供的冷冻水循环流入风机盘管，当盘管内的铝片与循环进入的室外高温空气向接触时进行热交换后的冷空气送入室内，达到降温的目的。

中央空调的工作过程就是不断的以水为媒介进行热量交互的过程，借由冷冻水与冷却水的循环系统来实现能量传递交换。中央空调结构原理图如下：

图1 中央空调结构原理图

三、集散控制系统在楼宇中央空调中的应用

空调系统设计是以提高系统的可靠性、使用率、满足控制指标为主要目标，其次，为相应国家号召尽可能的减少能源消耗。集散控制方式设计的空调系统可以达到以节约能源消耗为目的。

3.1 降低成本

根据相关技术资料统计，一台中央空调从安装到使用到淘汰，最初的安装费用占据总成本的10%左右，而运行、维修、包养费用占据了90%左右。随着近些年我国电价的普遍上涨，中央空调的运行费用也在不断上升。离散控制系统应用到楼宇中央空调中，能够从根本上优化中央空调的运行方式，且能够有效降低中央空调的维修与保养次数，从而降低成本。

3.2 智能化系统

跟传统的电气控制比较，离散控制系统的可靠性较高，且具有相当强的抗干扰能力，采用离散系统可以将传统的复杂工作智能化，实现离散功能，从而能够有效降低运行中风机与水泵的电能消耗。

中央空调系统的能耗将是我国未来能源消费的主要增长点，采用集散控制系统技术来实现建筑节能将对我国未来能源消费产生深远影响。

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