新型節(jié)能空調控制系統(tǒng)的研制

　地源熱泵空調系統(tǒng)是一種在技術上和經濟上都具有較大優(yōu)勢的解決供暖和空調的替代方式。在實際應用中，特別是多套機組和水泵運行時，為了進一步提高節(jié)能效果，應該盡可能減少水泵和機組的臺數及運行時間，使系統(tǒng)的運行更加節(jié)能。同時，也應該解決單機組、水泵長時運行而磨損比較大的問題，并且實現(xiàn)無人值守。本文介紹基于PLC來實現(xiàn)對雙機組運行的控制。
1 系統(tǒng)運行過程
　以某學校的地源熱泵系統(tǒng)為例，總建筑面積為18 000 m2，系統(tǒng)共有六臺水泵，其中兩臺作為備用水泵，兩套螺桿式水水空調機組。控制系統(tǒng)需要檢測冷凍水的供回水壓力和溫度值的位置見圖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調節(jié)輸入功率。但是在雙機組或者更多機組的同時運行中，機組不能根據負荷的輕重來自動增減臺數及控制其運行時間，導致了電能的大量浪費。采用合適的控制策略，可以自動控制機組的開啟臺數及啟停時間。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(tǒng)主要通過三個方面來實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運行：
　(1)通過分別設定冬季和夏季的開機溫度值和關機溫度值，使得機組可以在負荷輕的時候減少運行臺數，并且關閉對應冷卻水泵，有效減少電能的消耗。
　(2)通過定溫差的方法，來控制變頻水泵的運行狀態(tài)，以降低水泵功耗。
　(3)通過分區(qū)/分時的控制策略，滿足不同負荷區(qū)的分時的供熱/制冷需求。
2 控制系統(tǒng)的整體設計
2.1 控制系統(tǒng)的硬件
　根據系統(tǒng)的需求分析，系統(tǒng)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(qū)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；共計開關量輸出十六個，模擬量輸出一路。
　為了測得冷凍水側的溫差和壓力，系統(tǒng)需要的輸入端有：冷凍水的供回水溫度檢測，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。共計輸入開關量十個，模擬量輸入四路。模擬量的外部輸入輸出點見表2。

　根據以上輸入輸出量和系統(tǒng)要求，選用FP系列產品組成控制系統(tǒng)。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485通信和兩臺機組相連，可以實時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。