中央空调课程设计论文主体

前言随着21世纪的到来，人们对人类的生存和地球环境的问题空前的关注，现代人类大约有五分之四的时间在建筑中度过，人们已经逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。

以满足人类自身生活，工作对环境的要求，和满足生产，科学实验对环境的要求。

人们对现代建筑的要求，不只有挡风遮雨的功能，而且还应该是一个温湿度适宜的、空气清新、光照柔和、宁静舒适的环境。

生产与科学实验对环境提出了更为苛刻的条件。

在建筑微环境内，室内空气调节已经成为控制建筑温湿环境和室内空气品质的重要技术和主要手段。

空气调节能实现对某一房间或空间温湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节和控制，并提供足够的空气。

未来空调技术的发展方向，“节约能源，保护环境和获取趋近于自然条件的舒适健康”必是空调的发展目标。

第1章设计概述1.1设计题目《楼宇自动化中央空调新风机组控制系统》1.2设计要求1.新风机组三种启动方法：①星三角启动、②软起动器、③变频器，三种方法任选一种。

2.新风机组含两重过滤：①初虑、②中虑，开关分防冻开关和风机运行状态开关。

3.系统含有新风阀、回风阀、排风阀，开度为0—100%。

4.系统含有新风温度传感器、回风温度传感器、排风温度传感器，新风为-30%—70%，其他为0—50%。

5.送风有湿度传感器，范围在0—100%。

6.四管制，带冷热水调节阀，调节冷热水流量控制送风的温度，实行PI调节。

7.加湿装置由0—10VDC信号控制。

8.温湿度有显示，由各种故障、报警指示。

1.3设计特点一、空调系统的选择空调系统一般均有空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，他颗组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质，热湿负荷特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。

根据负担室内热湿负荷作用的介质不同分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷机系统。

按热量移动（传递）的原理来分可分为对流式空调和辐射式空调，按被处理空气的来源来分又可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。

按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统；集中式是指所有的空气处理设备均设在一个集中的空调机房内。

半集中式除了集中空调机房（主要处理室外新风）外，还包括分散放在空调房间内的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。

全分散式没有集中空调机房，而是完全采用组合式设备向各房间进行空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一类，入个房间的空调器等。

集中式和半集中式也可统称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。

中央空调和局部空调相比，具有以下优点：1.空气调节效果好，可以严格的控制室内温度和室内的相对湿度，并能满足室内空气清洁度的不同要求；2.可向室内送新风，保证室内空气新鲜度；并且可以进行理想的气流分布设计；3.机组相对故障少，运行管理方便，运行费用低；4.空调与制冷设备集中安设在机房；便于管理与维修；5.设备使用寿命长；6.可以有效的采取消声和隔振措施，顾噪声小；7.宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。

二、冷热湿负荷的概念为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。

房间冷、热、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。

第2章系统设计原理空调监控系统主要利用PLC的控制功能，通过执行装载在PLC内部的预先设定的控制程序并执行上位机实时的命令语句，调节空调系统中的阀门开度、控制水泵启停、监控并采集空调系统中温度传感器、湿度传感器、压力传感器、水流开关等现场仪器仪表的数据，转换为可用的数据格式传送出去。

接受到的PLC采集的现场数据并实时的显示出来。

2.1空调系统原理空调系统主要就是调节室内空气的冷、热、干、湿，并起净化空气的作用，使人们工作、生活在比较舒适的环境中。

空调系统主要由三部分组成：空气调节系统、制冷系统、供热系统。

2.2 PLC工作原理(1)CPU（中央处理器）CPU是PLC的核心，由运算器、控制器、寄存器、系统总线，外围芯片、总线接口及有关电路构成。

它的功能是接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等，是PLC不可缺少的组成单元。

主要功能包括以下几个方面。

1）接收从编程器或者计算机输入的程序和数据，并送入用户程序存储器存储。

2）监视电源、PLC内部各个单元电路的工作状态。

3）诊断编程过程中的语法错误，对用户程序进行编译。

4）在PLC进入运行状态后，从用户程序存储器中逐条读取指令，并分析、执行该指令。

5）采集由现场输入装置送来的数据，并存入指定的寄存器中。

6）按程序进行处理，根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出状态或数据寄存器的内容。

7）根据输出状态或数据寄存器的有关内容，将结果送到输出接口。

8）响应中断和各种外围设备（如编程器、打印机等）的任务处理请求。

(2) I/O接口PLC是通过各种I/O接口模块与外界联系的，按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置能力的限制，即受最大的底板或机架槽数限制。

I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。

PLC的对外功能主要是通过各种I/O接口模块于外界联系来实现的。

输入模块和输出模块是PLC与现场I/O装置或设备之间的连接部件，起着PLC 与外部设备之间的传递信息的作用。

I/O模块分为开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出等模块。

(3)存储器存储器（内存）主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

一般包括系统程序存储器和用户程序存储器两部分。

系统程序存储器用于存储整个系统的监控程序，一般采用只读存储器（ROM），具有掉电不丢失信息的特性。

用户程序存储器用于存储用户根据工艺要求或者控制功能设计的控制程序，早期一般采用随机读写存储器（RAM），需要后备电池在掉电后保存程序。

目前则倾向于采用电可擦除的只读存储器（EEPROM）或闪存(Flash Memory)，免去了后备电池的麻烦。

(4)电源模块PLC中的电源，是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。

电源可分直流和交流两种类型，交流输入220VAC或110VAC，，直流输入通常是24V。

（5)智能模块除了上述通用的I/O模块外，PLC还提供了各种各样的特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、温度控制、中断控制、位置控制、以太网、远程I/O控制、打印机等专用型或智能型的I/O模块，用以满足各种特殊功能的控制要求。

I/O模块的类型、品种与规格越多，系统的灵活性越好，模块的I/O容量越大，系统的适应性就越强。

(6)编程设备常见的编程设备有简易手持编程器、智能图形编程器和基于PC的专用编程软件。

编程设备用于输入和编辑用户程序，对系统作些设定，监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。

编程设备在PLC的应用系统设计与调试、监控运行和检查维护中是不可缺少的部件，但不直接参与现场的控制。

PLC本质上就是一台微型计算机，其工作原理与普通计算机类似，具有计算机的许多特点。

但其工作方式却与计算机有着较大的不同，具有一定的特殊性。

PLC采用循环扫描的工作方式。

工作时逐条顺序扫描用户程序，如果一个线圈接通或断开，该线圈的所有触点不会立即动作，需等扫描到该触点时才会动作。

本次设计采用S7-200可编程控制器进行控制。

第3章中央空调系统简介3.1 中央空调概述空调是空气调节的简称，是使室内空气温度、湿、清洁度和气流速度（简称四度）保持在一定范围内的一项环境工程技术，它满足生活舒适和生产工艺两大类的要求。

中央空调是由一台主机通过风道过风或冷热水管接多个末端的方式来控制不同的房间以达到室内空气调节目的的空调。

采用风管送风方式，用一台主机即可控制多个不同房间并且可引入新风，有效改善室内空气的质量，预防空调病的发生。

家用中央空调的最突出特点是产生舒适的居住环境，其次从审美观点和最佳空间利用上考虑，使用家用中央空调使室内装饰更灵活，更容易实现各种装饰效果，即使您不喜欢原来的装饰，重新装修，原来的中央空调系统稍微改变即可与新的装修和谐一致。

因此称家用中央空调为一步到位、永不落后的选择。

家用中央空调（或称户式中央空调、单无式可调中央空调）是指由一个室外机产生冷（热）源进而向各个房间供冷（热）的空调，它是属于（小型）商用空调的一种。

家用中央空调分为风系统和水系统两种。

风系统由室外机、室内主机、送风管道以及各个房间的风口和调节阀等组成；水系统由室外机、水管道、循环水泵及各个室内的末端（风机盘管、明装等）组成。

3.2 中央空调系统构成一、中央空调系统的构成1.冷冻机组这是中央空调的“制冷源”，通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”，降温为“冷冻水”。

2．冷却水塔用于为冷冻机组提供“冷却水”；3．“外部热交换”系统由两个循环水系统组成；（1）冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻水管道组成。

从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各房间内进行热交换，带走房间热量，使房间内的温度下降。

从冷冻机组流出、进入房间的冷冻水简称为“出水”：流经所有的房间后回到冷冻机组的冷冻水简称为“回水”。

（2）冷却水循环系统由冷冻泵、冷却水管道及冷却塔组成。

冷冻机组进行热交换，使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。

该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。

冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔与大气进行热交换，然后在将降了温的冷却水，送回到冷却机组。

如此不断循环，带走了冷冻机组释放的热量。

流进冷冻机组的冷却水简称为“进水”；从冷冻机组流回冷却塔的冷却水简称为“回水”。

二、冷却风机有两种情况：（1）室内风机安装于所有需要降温的房间内，用于将由冷冻水冷却了的冷空气吹入房间，加速房间内的热交换。

（2）冷却塔风机用于降低冷却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。

可以看出，中央空调系统是工作过程室一个不断地进行热交换的能量转换过程。

在这里，冷冻水和冷却水循环系统是能量的主要传递者。

因此，对冷冻水和冷却水循环系统的控制便是中央空调控制系统的重要组成部份。

三、温度检测通常使用热电阻，如图1中的Rt1、Rt2、Rt3。

中央空调的拖动系统通常由以下部份组成：①冷冻机组拖动系统；②冷冻泵拖动系统由若干台水泵组成；③冷却泵拖动系统也由若干台水泵组成；④风机（包括室内风机和冷却塔风机）拖动系统。