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摘要：目前，随着我国社会经济的不断发展，建筑整体规模也实现了进一步的扩展。在现代化大型建筑物中，中央空调属于其中非常重要的配套设施，但是在使用的过程中会形成非常大的电能消耗现象，结合相关的调查结果来看，中央空调系统产生的电能消耗占到了建筑物总消耗的50%。针对这种现象，需要在目前的中央空调基础上实现进一步的改善，从而才能满足节能的使用需求。本文主要针对PLC与变频器在中央空调节能改造中的应用进行了深入的分析，希望能为相关人员提供合理的参考依据。
关键词：PLC；变频器；中央空调；节能；改造；应用
在现代大型建筑物中，中央空调系统已经成为其中非常重要的一项组成部分，但是，因为中央空调系统在运行的过程中都是按照最大负载，并且中增加了一定的余量设计，所以通常情况下都是以负载70%以下的状态运行。随着季节的不断变化，中央空调系统当中的冷冻主机会对负载进行有效的调节，但是与冷冻主机相匹配的冷冻泵与冷却泵，不能完成对负载的调节过程，通常情况下都是在100%的负荷状态下来运行，这就对电能形成了非常严重的消耗现象，同时也对中央空调的运行质量造成了非常严重的影响。在变频技术水平不断提升的背景下，可以实现PLC与变频器等器件之间的有效结合，通过这种方式可以形成温差闭环自动控制系统，对于中央空调节能运行的实现有着非常重要的意义。
中央空调系统概述
中央空调系统在实际的运行过程中主要就是对能量进行不断转化的过程，同时实现对热量的有效交换。在冷冻水循环系统当中，通过冷冻泵作用的发挥可以使冷冻水进入到冷冻主机当中，在蒸发器当中完成相应的热交换工作，在降温之后会被传输到终端盘管风机或者是空调风机当中，在这时表冷器会对室内空气的热量进行吸收，在温度上升之后通过冷冻泵送入到主机蒸发器当中，这样就完成了闭合的循环过程。在冷却水循环系统当中，通过冷却泵作用的发挥，冷却水会进入到冷冻机当中，在冷凝器吸收一定的热量使温度上升之后，会被传输到冷却塔当中，在风扇的散热作用下经过冷却泵输送到主机中，最终形成一种循环的过程。在这整个工作流程中，冷冻水与冷却水在能量传输过程中起到了非常重要的作用，当冷冻水与冷却泵在循环的过程中，会在冷冻机的作用下将室内控制中的热量由冷却塔进行排出。
中央空调系统节能改造的可行性
在对中央空调系统进行节能改造的过程中，主要是在对PLC、变频器、数模转换模块、温度模块以及温度传感器等个部件实现的基础上，组合成了温差闭环自动控制系统，在负载的实际作用下可以实现多水泵运行效率的有效调节，同时也可以按照冷却水的实际温度，然后对冷却塔散热风机进行合理的切换，通过这种方式来实现节能的重要目的。在对中央空调系统节能改造可行性进行分析的过程中，其分析过程中主要涉及到了以下几个方面。
2.1中央空调系统简介
在对中央空调系统进行设计的过程中，关于冷冻泵与冷却泵的设计系数明确，通常都是在系统最大负荷的基础上增加15%左右的余量。结合中央空调系统相关的计算结果可以了解到，冷却水、冷却水循环系统在运行过程中，其用电量通常占到了整个建筑室内用电的20%左右，而冷却塔的供电占到了7%左右。由此可以看出，在对中央空调进行改造的过程中，要想实现节能的重要目的，一定要实现对冷却水、冷却水循环系统以及了冷却塔的能量自动控制系统。
2.2泵的转速调节
结合异步电动机的相关原理进行分析，在对泵的转速进行调节的过程中，目前涉及到的方法主要包括了三种，分别是改变频率、改变电机磁极对数以及改变转差率等。在这些方法当中，不但具有非常好的变频调速性能，并且所涉及到的调速范围非常的大，具有良好的静态稳定性，最终可以实现非常高的运行效率。因此，在对转速进行调节的过程中，首先应该对相关频率进行调节和改变。
2.3冷却塔的控制
在对传统冷却塔的台数进行选择的过程中，通常都是设计人员按照冷却水的实际温度来进行，这种方法经常会对能源造成非常严重的消耗现象。如今，主要是结合冷却水的实际温度，在温度传感器作用下将信号传输到PLC中，PLC在经过计算之后可以开启相应台数的冷却塔风机，一般情况下27℃为主要的参考基数，当温度每上升2℃时，然后在开启两台散热风机，通常，当温度每下降2℃时，可以延迟3分钟左右之后对两台风机进行关闭，通过这种控制方式可以起到非常重要的节能效果。
中央空调系统的节能改造方案
3.1对主电路的控制设计
在对主电路进行控制设计的过程中，应该对实际情况进行全面的了解，并且在这一过程中还应该对成本控制方面进行充分的考虑，逐渐改变原本的电器设备。关于冷冻水泵与冷却水泵应该利用一用一备的方式进行运作，可以在对一台变频器利用的基础上，完成对两台水泵的控制工作，通过这种方式可以保证两台水泵之间进行交替运行，从而将一台扬程比较高的冷水泵留作备用。
3.2功能控制
首先，在开机功能控制中，将冷水以及冷却水泵进行开启，在这一过程中PLC起到非常重要的控制作用，冷水与冷却水泵的接触器将信号传输到冷机中，这时制冷剂就会启动，从而温差闭环控制电路就会对水泵实现有效的调节，从而实现对工作流量的合理控制，同时冷却塔的开启台数会通过自动选择的方式进行开启；其次，在停机功能控制中，将制冷机进行关闭，冷水、冷却水泵与冷却塔会延迟大概10分钟左右进行关闭；最后，在保护功能控制中，冷水与冷却水的缺水保护工作主要是由相应的压力传感器来进行，在压力比较低的状态下，补水泵就会自动开启进行补水。
变频节能技术的改造原理分析
4.1对冷冻泵进行变频改造
PLC控制主要是在温度模块以及温度传感器的作用下，将回水的温度以及出水的温度输入到控制器内存当中，在这个时候就可以实现对温差值的合理计算。根据冷冻机的回水以及出水温度可以对变频器的频率实现合理的控制，这样就能对电机转速进行合理的控制，从而实现对出水流量的有效调节。在温差比较大的情况下，则体现出室内的温度比较高，并且系统的负荷比较的大，在这个时候就需要进一步提升冷泵的转速，使冷冻水的循环速度实现明显的提升。
4.2对冷却泵进行变频改造
冷却机组在实际的运行工程中，冷凝器的热交换过程都是在冷却水的作用下实现降温目的，然后在通过冷却泵传输到冷凝器当中完成循环过程。因为冷却水的进水温度与出水温度的差距非常大，这就体现出冷冻机的负荷比较的大，所以冷却水也需要带走非常多的热量，在这种情况下，就需要进一步加大冷却泵的转速，这样冷却水的循环量才会提升。同样，当温差比较的小时，就体现出冷冻机的负荷比较的下，所以需要带走的热量也比较少，可以适当的降低冷却泵的转速，使冷却水的循环量进一步的减少，从而达到节能的重要目的。
结语：
在对中央空调系统进行节能改造的过程中，在PLC与变频器使用的基础上，可以实现对水泵转速的有效调节，这样就能读传统系统中所存在的冲击电流现象实现合理的控制，从而有效避免水锤现象的发生。将PLC与变频器应用到中央空调系统的节能改造中，对于实现良好的节能效果有着非常重要的意义。
参考文献：
[J]方武；风管流量测量实验的设计[J]；安徽建筑工业学院学报（自然科学版）；2018年06期
[J]朱彦凝；吴赟城；王强；高压天然气管道孔口泄漏扩散浓度与范围仿真探讨[J]；安全；2017年04期
[J]郭全，史永征；燃气/空气比例调节装置的结构及原理分析[J]；北京建筑工程学院学报；2016年03期