中央空調(diào)恒溫系統(tǒng)解決方案

    摘 要：本文主要介紹臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在中央空調(diào)恒溫系統(tǒng)上的整體解決方案。系統(tǒng)通過將冰水閥門的開度納入控制架構(gòu)中以適時的調(diào)節(jié)冰水的流量，配合溫控器上的PID 運(yùn)算可對馬達(dá)轉(zhuǎn)速及冰水閥的開度做相互配合完成定溫控制的目的。系統(tǒng)運(yùn)行證明：臺達(dá)產(chǎn)品安全穩(wěn)定，性價比高，值得業(yè)界推廣。

    關(guān)鍵詞：中央空調(diào) 溫控器 PID 臺達(dá)HMI 

    Abstract: This paper mainly introduces the whole solution of Delta electromechanical 

products in central air-condition’s constant temperature system.Thecontrol system puts 

ice water valve’s opening in control frame to regulate ice water’s flux timly.

At the same time the system can match the motor’s rotate speed and ice water valve’s opening 

so that it can fulfill the system’s constant temperature control based on temperature 

controller’s PID operation.The operation practice proves that Delta products can work 

with good performance and stability, so it’s worth being widely spread. 

    Key words: Central air-condition; Temperature controller; PID; Delta HMI

    1 前言

    在大樓或廠房的中央空調(diào)系統(tǒng)中，大部份的架構(gòu)是由冰水主機(jī)制造冰水后再流經(jīng)各區(qū)域的送風(fēng)箱送出冷空氣。一般傳統(tǒng)的控制上，是以變頻器對送風(fēng)箱馬達(dá)做變頻(變轉(zhuǎn)速)的控制，以控制出風(fēng)量的大小。而單使用風(fēng)量的調(diào)節(jié)是無法達(dá)到恒溫的要求，只能適時的減低轉(zhuǎn)速以減少冷房出力及降低馬達(dá)本身電能的浪費(fèi)。因此恒溫控制上，則必需同時把冰水閥門的開度一起納入控制架構(gòu)中以適時的調(diào)節(jié)冰水的流量，此時再配合溫控器上的PID 運(yùn)算即可對馬達(dá)轉(zhuǎn)速及冰水閥的開度做相互配合而完成定溫控制的目地。

    臺達(dá)機(jī)電至今已經(jīng)能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計(jì)數(shù)器、人機(jī)界面、變頻驅(qū)動器、伺服驅(qū)動器、數(shù)控系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品，可以向客戶提供完善可靠的機(jī)電一體化解決方案。本文基于臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在中央空調(diào)恒溫系統(tǒng)上的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)恒溫系統(tǒng)的良好控制，效果良好，得到業(yè)界同行認(rèn)可。

    2 控制系統(tǒng)

    2.1 系統(tǒng)框圖

    以下是以單一區(qū)域(一個樓層或獨(dú)立會議室)做恒溫控制，并且使用最經(jīng)濟(jì)的臺達(dá)產(chǎn)品架構(gòu)即可達(dá)到人性化的操作接口。系統(tǒng)框架圖如圖1所示：

    圖1 系統(tǒng)控制框架圖

    系統(tǒng)通過上位臺達(dá)HMI進(jìn)行控制系統(tǒng)的監(jiān)控，通過RS485協(xié)議連接臺達(dá)變頻器和溫控器；前者用于驅(qū)動送風(fēng)量，后者用于控制三通冰水閥；這樣通過送風(fēng)量和冰水閥的調(diào)節(jié)就可以實(shí)現(xiàn)對中央空調(diào)恒溫系統(tǒng)的有效控制。

    2.2 系統(tǒng)效益說明

    在一般的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中，因馬達(dá)送風(fēng)為定頻出力，會造成環(huán)溫已到達(dá)設(shè)定溫時，仍輸出過多冷房能力，造成環(huán)溫太低以致人員的舒適度不佳，也造成能源的浪費(fèi)。配合臺達(dá)HMI 及溫控器的使用，即可提供一個方便的使用接口來精確設(shè)定所要的室溫(達(dá)小數(shù)下一位)，并且藉由溫控器PID 運(yùn)算功能，適度開啟閥門的開度及調(diào)節(jié)送風(fēng)量達(dá)到恒溫的要求，也可以減少冰水消耗以節(jié)省冰水機(jī)的電力耗能。因此藉由小額的工程及材料費(fèi)用即可達(dá)到舒適環(huán)境及每日節(jié)能的效果。

    2.3 系統(tǒng)改造效果評估

    于理論的學(xué)理上，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和耗能為3 次方關(guān)系，因此當(dāng)馬達(dá)的頻率由60Hz 降為30Hz 時，此時的耗能只需1/8。但由于空調(diào)環(huán)境中有人員產(chǎn)生CO2 的問題，因此經(jīng)驗(yàn)上通常最低的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率為不低于30Hz，以達(dá)到空氣正常循環(huán)的要求。而冰水閥的開度調(diào)整可適時調(diào)節(jié)冰水流量，若是系統(tǒng)中有多部冰水機(jī)供應(yīng)冰水，此時也可利用PLC 程序判斷是否要將部份冰水機(jī)卸載以減少多部冰水機(jī)連轉(zhuǎn)所造成的能源浪費(fèi)。

    2.4 系統(tǒng)設(shè)備配置

    系統(tǒng)配置如表1所示。

    表1 系統(tǒng)設(shè)備配置

    2.5 系統(tǒng)配線圖

    系統(tǒng)接線圖如圖2和圖3所示。

    圖2 HMI接線圖