空调生产线商检房温度自动控制节能设计.pdf

第 2 7卷第 6期 2 0 0 9年 1 1月 佛 山科学技 术学 院学 报 自然 科学版 J o u r n a l o f F o s h a n Un i v e r s i t y Na t u r a l S c i e n c e Ed i t i o n Vo 1 ． 2 7 NO． 6 No v．2 00 9 文 章 编 号 1 0 0 8 一 O 1 7 1 2 0 0 9 0 6 0 0 5 0 0 3 空调 生产线商检房 温度 自动控 制节能设计 黄鹏程 广 东志高空调 有限公司 ． 广东 佛 山 5 2 8 2 0 O 摘要 针对 商检房 中央空调系统 中循 环水泵／ 循 环风机在 无监控情 况下长 时间满 负荷运行 时会造 成运行成本 高 、 故 障多等问题 ， 设计 了空调生产线商检房温度 自动控制节能 系统 ， 该系统 以 P L C、 温度 控制器、 变频器 作为 主控元件 ． 根据温度控制器设定 的温差调节循环水泵和循环风机 的频率 。 通过实际应用表 明。 该 系统可以节能 ． 同时降低生产成本 。 关键词 节 能； P L C；自动控制 ； 变频器 ； 水泵 ； 风机 中 图分类号 T U8 3 1 文献标 志码 A 中央空 调系统 是 空调在 开发 、 实验 及生 产商检 过程 中不可缺 少 的配套 设施 之一 ， 其 主要动 力组成 部 分 包括 压缩 机组 、 冷 却塔循 环水 泵 电机 、 循 环风 机 ， 每 天运 行平 均 可达 2 O h左右 。 生产 商检房 实验 室 所 安装 的 中央空 调 系统是按 最大 冷量 负载并 增加 一定 余量设 计 的 ， 而在 实 际使用 过程 中 。 通 常 中央空调 压 缩 机组 的运行 负载 能 随设 定 的环境 温 度变 化而 实 现 自动调 节 ， 大部 分 时 间其冷 量负 载都 在 7 O 以下 运 行 ， 满 负 荷运 行 的 时 间很 短 ； 而 与之 相 匹 配 的 循 环 水 泵 ／ 循 环 风 机 却 不 能 自动 调 节 负 载 ， 长期 处 于 1 0 0 负载 运行 ， 所 以节能 的潜 力就较 大 。同时循环 水泵 ／ 循 环风 机长期 处 在工 频额定 状态 下高 速运行 ， 机械 磨损严 重 ， 设备 故 障增加 ， 使用 寿命缩 短 。 随 着 P L C、 变频 技术 的 日益 成熟 ， P I C与 变频 器 具有 体 积 小 、 功能 强 、 可 靠性 高 、 维修 方 便 、 容易 掌 握等优点[ 1 。将 P L C、 变频器、 温度控制器等器件有机结合构成温差 自动控制系统 ， 自动调节水泵和风 机 的频 率 ， 可 以达 到节 能 的 目的 。 本 文 以 P L C、 温 度控 制器 、 变 频器 作 为主控 元件 ， 设计 了空调 生产 线商 检 房 中央空 调 系统 中循环水 泵 ／ 循 环 风机在 无监 控情 况下 的温 度 自动控 制节 能 系统 。 1 硬 件 设 计 1 ． 1 P I C与变 频器 选型 根 据 系统 的 控制 功能 、 I ／ O 点 数 等 ， P I C选 用 F X2 N一 3 2 MR， 变 频 器 选 用 F R E 5 4 0 1 ． 5 K C HT 与 F R E 5 4 O 一 7 ． 5 K C HT作 为 主控元件 。 1 ． 2 I ／ o 接 线 P I C 的输 入输 出接 线如 图 1 所 示 。 1 ． 3电气 控制 原理 节能设 计 电气控 制 原理接 线 如图 2 所 示 。 2 控 制 要 求 1 由于生产 商检 房 实 验室 是空 调生 产 、 空 调开 发过 程 中一个 关 键工 序 ， 其 环境额 定 温度为 2 7 收 稿 日期 2 0 0 9 0 6 0 3 作者简 介 黄鹏程 1 9 6 8 一 ． 男。 广东南雄人 ， 广 东志高空调有 限公司工程师 。 第 6期 黄鹏 程 空调 生 产线商检 房温度 自动控 制节 能设计 2 。 C。如果生 产商检 房 实验 室 环境温 度 过高 或过 低 ． 将直 接影 响空 凋检 测 过程 中的 3个指标 根据 所 开 发 的 型号而定 制冷 量 、 能效 比、 功 率 。 商检 房 实验室 根据 温度测量 ， 所设定 的温度 上 限为 2 9 C、 下 限 为2 5。 C， 以 2 7。 C为基数 来确 定开 停 中央 空调 系统 。因 中央空调 运行稳定 有一个 过程 ， 为 了不使 实验 室温度 波动太 大 ． 正 常情 况下 有一 台机组 工 作 。 2 根据 循 环 风 进 出 的 温差 ， 由 P 1 C、 变频 器 、 温 度 控制器 对循环 水泵 及风 机依 次增减 开停 。 3 将 系 统运 行 中冷 媒排 气 压 力设定 为小 于或 等 于 2 8 MP a ， 如吸气 压力 大于 或等 于 3 MP a ． 排 气压 力过 高 、 吸气 压 力过 低 ， 电机 过 载 。 滤 网堵 塞 ． 循 环 水 温 度 、 流 量 等 于或 大 于 1 5 I ／ mi n 由 P L C 中控制 ， 就 会增 加 机 组 的故障诊 断 。 4 控 制 系统 每 台主要 设备 均设 有 自动 、 手动两 种运 图 】 P I ， C l ,／ O接线 行 状态 ． 手 动用 于调 试 或检 修 时用 。为提 高设 备 的利用率 ， 各 台中 央空调 按设 置好 的程序 自动 启动／ 停 止 ． 第～ 台中央空 调压 缩机 经 5 0 S延时启 动 ， 第 二 台压缩 机经 3 0 0 S 后 延时启 动 。避 免 2台压缩机 同时 启 动 ． 冲击 电 网。 A i B f f f N f 图 2节能设计 电气控制原理接线 3 电气 工 作原 理 如 图 1所示按 启 动按 钮开机 ， P I C内部 中继 M0吸合 ． 辅助继 电器 M8 0 0 2脉 冲使 M 1 ∞ 为 0状 态 ， Y0 、 Y1吸合 ， 变频 器得 电如 图 2所 示 。 】 制 冷状 态 。 当冷热转 换 开关 X1 5为 0 、 设 定温度 X6 超过 所设定 的 2 7 1 2 。 C上 限时 ， X6闭合 ， 高 温 中继 M1闭合 ， 风 机高 速 Y4得 电， 水泵 高速 Y6得 电、 1 压机 T O延 时 s压缩机 1 Y2得 电 ． 同 时 2 苒压机 T1 延 时 3 O s 压 缩 机 2 算Y3 得 电 。当设定 温 度 X7 低 于下 限时 ， 低温 中继 M2闭合 ． 保证有 一 台压 缩机运 行 。 2 制热状态 。当冷热转换开关 x1 为 1 ． 风机高速 Y4为 1 、 Y2与 Y3为 0时． 制热 Y1 0闭合。当 Y2 、 Y3输 出为 0时 ． Y1 1 、 Y1 2卸 压傍通 阀得 电 ． 制冷 系统压 力平衡 ． 为压缩 机下 次轻载 启动作 准备 。当 电机 M0 、 M 1 、 M2 、 M3过 载 ． 循 环 出水 温度 过 高 ， 系统 冷媒 压 力过 高或 过低 ． 滤 网堵 塞 时 ， 且变 频 器 AC 端 X2与 X3 、 F R1 、 F R 2 、 T3 ⋯ P I P H、 P其 中一个 常 开触点 闭合 ． 故 障 中继 M1 O O置位 ， Y0 、 Y1 、 Y2 、 Y3 、 Y4 、 Y5 、 Y6 、 Y7 、 Y1 0停 止输 出， 同时故 障灯 Y1 3闪亮 。 5 2 佛 山科 学技 术 学院 学报 自然科 学版 第 2 7卷 4 小 结 1 空调生产线商检房中央空调系统温度 自动控制实际节能效果与开发量以及天气温度变化因素 有 一 定 关 系 ， 根 据运 行 时 间 的统计 ， 每年 每个 生 产商 检 房 实验室 可节 约 电能 1 0 4 8 3 k W h以上 ， 节 约电费 1万元左右。目前国内有一定生产规模的空调企业， 一般都有 2 o个 以上的商检房 实验室 ， 每年 为企业 可节 约 电费 2 O万元 左右 。 2 空调生产线商检房 中央空调温度 自动控制系统实际节能效果显著，它具有工作稳定、 故障率 低、 并能系统 自动报警、 操作与维护十分简便、 维修综合成本降低等优点。将 P L C、 变频器、 温度控制器 等器件有机结合构成温差 自动控制系统 ， 对中央空调控制系统的水泵及风机进行变频控制 ， 节能效果明 显 ， 达 到预期 目标 。 参考 文献 [ 1 ] 朱 瑞琪 ． 制冷装置 自动化 [ MJ ． 西安 西安交通大学 出版社 ． 1 9 9 3 ． [ 2 ] 齐 占庆 ． 王振臣． 电气控制技术[ M] ． 北 京 机械工业 出版社 ． 2 0 0 4 ． [ 3 ] 邓则名 。 邝穗芳． 程 良伦． 电器 与可编程控制器应用技术[ M] ． 2版． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 7 ． [ 4 ] 孙成宝 ． 金哲． 现代节 电技术与节 电工程 [ M] ． 北京 中国水 利水 电出版社 ． 2 0 0 5 ． 【 责任编 辑 任小 平】 The de s i g n o f t he a ut o m a t i c t e rn s y s t e m o f pe r a t ur e c ont r o l ● ‘A - -‘ ● ● i n c om m odi t y i ns De ct i on room ot ● ● - - l● ai r- c ondi t i oner pr oduct i on l i nes HU ANG Pe n g c h e n g Gu a ngd on g Chi g o Ai r c o ndi t i o ne r Comp a ny Lt d．， Fos h an 5 28 20 0Chi n a Abs t r a c t Hi g h o p e r a t i o n c os t a nd me c ha n i c a l br e a kd own ma y ha pp e n - he n c i r c u l a t i on wa t e r pu mp a n d c i r c u l a t i ng f a n i n t he c o m mo di t y i ns p e c t i o n r o o m o f c e n t r a l a i r - c on di t i on e r s y s t e m wo r k wi t h ou t be i ng mon i t o r e d f o r l o ng． A de s i g n o f t he e ne r g y s a v i n g s y s t e m of a ut oma t i c t e mpe r a t u r e c o nt r o l i n c o mm o d i t y i ns pe c t i o n r o o m o f a i r c on d i t i o n e r pr od uc t i on l i n e s i s s u gg e s t e d i n t h i s p a pe r ． Th e ma i n c o mpo ne nt s o f t h e e n e r g y s a v i ng s y s t e m a r e PI C ，t e mpe r a t ur e c o nt r o l l e r a nd t r a ns du c e r ．The s y s t e m c a n a d j u s t t h e f r e q u e n c i e s o f c i r c u l a t i o n wa t e r p u mp a n d c i r c u l a t i n g f a n a c c o r d i n g t o t e mp e r a t u r e d i f f e r e n c e s of t he t e mpe r a t ur e c o nt r o l l e r ． Pr a c t i c a l a pp l i c a t i o n p r ov e s t ha t t h e s ys t e m n o t o nl y s a v e s e n e r g y but a l s o r e du c e s p r o d uc t i o n c o s t ． Ke y wo r d s e n e r g y s a v i n g； PL C； a u t o ma t i c c o n t r o l ； t r a n s d u c e r ； wa t e r p u mp； f a n g n ●． _ 1 V a S y g r e n e