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隨著國民經濟的發(fā)展、人民生活水平的提高，空調應用日益廣泛。在各類建筑物中，中央空調已是現代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可缺少的重要基礎設施，已成為現代建筑的重要標志之一。
然而，空調系統用電量在總用電量中的比例也在不斷上升，中央空調用電量的激增已經引起了電網供電緊張。在能源日益緊缺的當今社會，對空調進行節(jié)能是一個很熱門的話題。
雖然目前市面上的空調節(jié)能技術很多，但絕大多數都是針對空調主機進行節(jié)能，而忽視了空調的其它兩個重要組成部分——風機和水泵的節(jié)能潛力。針對這一現實狀況，本文提出了一種基于實測數據對空調風機和水泵進行節(jié)能的方案，并設計了相應的控制器，終達到節(jié)能效果。
1 中央空調風機和水泵的節(jié)能方案
1.1 節(jié)能控制器總體架構
中央空調風機、水泵節(jié)能控制器的總體架構如圖1所示，圖的左半部分是需要采集的各種信號，以便核心算法的處理；圖的右半部分是輸出信號，主要輸出的是頻率信號，以便各個風機、水泵變頻之用，詳細介紹如下。
1.1.1 溫度數據
在算法中，需要將冷量值轉換為相應的水泵流量值和風機送風量值，這就需要利用圖2所示的公式進行轉換。由公式可知，需要測量溫度數值，采用溫度傳感器采集所需的溫度信號并且通過串口轉換成數字信號并傳輸到工控機內，單位為攝氏度（℃）。
1.1.2 預測冷量
利用現有的冷量預測技術，獲取室內所需的冷量，環(huán)?？照{水泵KD25，單位為瓦（W）。
1.1.3 功率和頻率采集
采用ART2010數據采集卡采集各個風機、水泵當前的運行的電壓值，并且通過自帶的AD轉換函數實現電信號和數字信號的轉換，轉換成相應的功率值，單位為瓦（W），傳輸到工控機中。
頻率采集采用頻率計數器，單位為（HZ），同樣傳輸到工控機中。
一、冷凍水泵在冷凍水環(huán)路中，驅動水進行循環(huán)流動的裝置?？照{房間內的末端（如風機盤管，空氣處理機組等）需要冷水機組提供的冷水，但是冷凍水由于阻力的限制不會自然流動，這就需要水泵驅動冷凍水進行循環(huán)以達到換熱的目的。
二、冷卻水泵在冷卻水環(huán)路中驅動水進行循環(huán)流動的裝置。冷卻水在進入冷水機組后帶走制冷劑一部分熱量，而后流向冷卻塔將這部分熱量釋放掉。而冷卻水泵就是負責驅動冷卻水在機組與冷卻塔這個閉合環(huán)路中進行循環(huán)。
三、補水泵空調補水所用裝置，負責將處理后的軟化水打入系統中。常用的水泵有臥式離心泵和立式離心泵，它們都可以用在冷凍水系統，冷卻水系統和補水系統中。對于機房面積大的地方可以用臥式離心泵，對于機房面積較小的地方可以考慮使用立式離心泵。
四、水泵并聯運行情況，
水泵并聯運行時，流量有所衰減；當并聯臺數超過三臺時，衰減尤為厲害。故建議：1、選用多臺水泵時，要考慮流量的衰減，一般附加5％～10％的余量。
2、大中型工程應分別設置冷、熱水循環(huán)泵。
一般冷凍水泵和冷卻水泵的臺數應和制冷主機一一對應，并考慮一臺備用。補水泵一般按照一用一備的原則選取，以保證系統可靠的補水。
1.將冷量轉換為風機的送風量G
（1）若，則表示通過風機的調整可以滿足冷量的要求，因此，將G送入規(guī)則表并進行相應的變頻控制調整。
（2）若，則表示所需的冷量已經超出風機的可調整范圍，無法通過風機實現要求，此時，保持風機原頻率不變。
2.將冷量轉換為水泵的流量W
（1）若，設，做逆運算將M轉換成冷量QM，再將QM轉換成風機送風量GM
①若，則表示可以先調整風機，再調整水泵來達到需冷量。將GM和M分別送入風機的規(guī)則表和水泵的規(guī)則表，進行相應的變頻調整控制。
?、谌簦瑒t表示無需進行風機調整，直接將W送入水泵的規(guī)則表進行相應的變頻調整控制。
（2）若，則表示需冷量已經超出水泵的可調整范圍，無法通過水泵實現要求，此時，保持水泵原頻率不變。
3.令，做逆運算將轉換成冷量，再把冷量轉換成水泵流量
若，則表示可以先調整風機至額定狀態(tài)在調整水泵來滿足需冷量，此時先將風機調制送風量狀態(tài)，然后將送入規(guī)則表進行相應的變頻控制調整。
若，則表示無論是風機還是水泵或是通過他們的共同調整，均無法滿足需 冷量，此時，只有通過改變制冷主機才可達到要求。因此，保持風機和水泵為原工作狀態(tài)，調整空調制冷主機。
1.2.4 建立控制規(guī)則表
以風機為例，如下表1就是建立的風機變頻控制規(guī)則表?？梢钥吹?，該表對于不同送風量條件下的各個風機的運行頻率和運行功率以及總功率都進行了相應的記錄。在某一特定的送風量條件下，查找該表，只要排選出送風量相同的數據條進行比較，就可以很容易的得到在總功率情況下，各個風機的運行頻率，進而可以實現變頻節(jié)能的目的。水泵的變頻控制規(guī)則表也如是建立。
注：表中例如的數據是指第x個風機的第n組數據，總功率為各個風機的功率之和
2 中央空調風機和水泵節(jié)能方案的實現
2.1 輸入信號轉化為數字量
2.1.1 工業(yè)控制計算機
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