某办公楼宇中央空调变风量控制系统设计

摘要:中央空调变风量系统应用越来越广泛,尤其是商场、办公楼等公共场所。 以某办公楼宇为例,结 合中央空调变风量系统的基本原理,设计了楼宇控制的方案,介绍了主要控制策略,并通过组态软件 设计,对该楼宇运行状态进行监控,对今后的办公楼宇中央空调变风量控制系统的实际工程应用具有 一定的参考价值。

引言

中央空调变风量系统广泛应用于各大商场、办 公楼、会议室、展厅等场所,随着社会化进程不断发 展,楼宇层数较多,中央空调设备往往不止 1 台,并 且分布于不同的楼层之间,而又要实现各个房间的 温度控制。 因此,合理地设计中央空调系统的控制 方案对系统的运行节能和设备维护十分重要。 PLC 控制系统具有程序可自由编写、抗干扰能力 强、运行可靠等诸多优点[1] ,特别是通讯功能良 好、使用与维护操作方便、适合于较复杂的网络结 构等优点使其在中央空调系统中得以广泛的应用。

1 变风量系统介绍

变风量系统基本组成包括室内温控器、变风量 末端(VAVBOX)、中央空调处理机组等,其中变风 量末端包含控制器、传感器、风阀、BOX 箱体及其 他辅助设施,中央空调处理机组通常包括初效过滤 段、新回风混合段、表冷/ 加热段、中效过滤段、喷水 室、变频总风机送风段等,中央空调变风量系统组 成如图 1 所示。

将总风机变频器、PLC、房间温控器等器件有 机结合实现室内温度控制要求,同时达到节能目 的。 该系统采用西门子 PLC 作为主控制单元,通 过室内温控器改变一次风送风量的大小,进而控制 总风机变频器的输出,确保系统能够根据实际负荷 来调整送风风量,使系统的能耗大大降低,可以节 约大量能源,节能效果非常显著[2] 。

2 变风量空调控制系统总体设计方案

根据工程项目的实际情况,设计了监控系统组 成结构图,具体如图 2 所示。

设计采用了分级网络形式的控制方式,主站采 用西门子 PLC 控制方式,上位机采用组态软件进 行监控,下位机由各房间温控器组成,通讯口均为 RS232 / 485,通讯协议为 Modbus 协议。 网络用于 各级之间的通讯,使整个控制系统网络化。 该项目 的控制对象为 2 台变风量空调机组和 60 台变风量 末端。

在空调系统中需要控制器、执行器、传感器、变送器等,控制器主站采用西门子 PLC,从站采用室 内温控器,执行器包括电动风阀执行器等。 每个末 端房间安装温度传感器、压力传感器、CO2 传感器 和房间温控器。 传感器将为控制器提供 4 ~ 20mA 电流信号或 0 ~ 10V 电压信号等标准的电信号,通 过风阀执行器调节现场风阀,从而实现各个房间的 变风量控制。 控制系统使用与调试非常方便和可 靠,极大地提高了自动化控制能力和控制的集成化 程度,因此将会在中央空调自动控制系统中发挥着 重要作用[3] 。

投稿会员：芳华