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中央空調恒溫系統解決方案

2010/10/28 13:55:46 電源在線網

摘要：本文主要介紹臺達機電產品在中央空調恒溫系統上的整體解決方案。系統通過將冰水閥門的開度納入控制架構中以適時的調節冰水的流量，配合溫控器上的PID 運算可對馬達轉速及冰水閥的開度做相互配合完成定溫控制的目的。系統運行證明：臺達產品安全穩定，性價比高，值得業界推廣。

關鍵詞：中央空調溫控器 PID 臺達HMI

Abstract: This paper mainly introduces the whole solution of Delta electromechanical

products in central air-condition’s constant temperature system.Thecontrol system puts

ice water valve’s opening in control frame to regulate ice water’s flux timly.

At the same time the system can match the motor’s rotate speed and ice water valve’s opening

so that it can fulfill the system’s constant temperature control based on temperature

controller’s PID operation.The operation practice proves that Delta products can work

with good performance and stability, so it’s worth being widely spread.

Key words: Central air-condition; Temperature controller; PID; Delta HMI

1 前言

在大樓或廠房的中央空調系統中，大部份的架構是由冰水主機制造冰水后再流經各區域的送風箱送出冷空氣。一般傳統的控制上，是以變頻器對送風箱馬達做變頻(變轉速)的控制，以控制出風量的大小。而單使用風量的調節是無法達到恒溫的要求，只能適時的減低轉速以減少冷房出力及降低馬達本身電能的浪費。因此恒溫控制上，則必需同時把冰水閥門的開度一起納入控制架構中以適時的調節冰水的流量，此時再配合溫控器上的PID 運算即可對馬達轉速及冰水閥的開度做相互配合而完成定溫控制的目地。

臺達機電至今已經能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計數器、人機界面、變頻驅動器、伺服驅動器、數控系統等一系列產品，可以向客戶提供完善可靠的機電一體化解決方案。本文基于臺達機電產品在中央空調恒溫系統上的應用，實現了空調恒溫系統的良好控制，效果良好，得到業界同行認可。

2 控制系統

2.1 系統框圖

以下是以單一區域(一個樓層或獨立會議室)做恒溫控制，并且使用最經濟的臺達產品架構即可達到人性化的操作接口。系統框架圖如圖1所示：

圖1 系統控制框架圖

系統通過上位臺達HMI進行控制系統的監控，通過RS485協議連接臺達變頻器和溫控器；前者用于驅動送風量，后者用于控制三通冰水閥；這樣通過送風量和冰水閥的調節就可以實現對中央空調恒溫系統的有效控制。

2.2 系統效益說明

在一般的傳統控制系統中，因馬達送風為定頻出力，會造成環溫已到達設定溫時，仍輸出過多冷房能力，造成環溫太低以致人員的舒適度不佳，也造成能源的浪費。配合臺達HMI 及溫控器的使用，即可提供一個方便的使用接口來精確設定所要的室溫(達小數下一位)，并且藉由溫控器PID 運算功能，適度開啟閥門的開度及調節送風量達到恒溫的要求，也可以減少冰水消耗以節省冰水機的電力耗能。因此藉由小額的工程及材料費用即可達到舒適環境及每日節能的效果。

2.3 系統改造效果評估

于理論的學理上，馬達的轉速和耗能為3 次方關系，因此當馬達的頻率由60Hz 降為30Hz 時，此時的耗能只需1/8。但由于空調環境中有人員產生CO2 的問題，因此經驗上通常最低的運轉頻率為不低于30Hz，以達到空氣正常循環的要求。而冰水閥的開度調整可適時調節冰水流量，若是系統中有多部冰水機供應冰水，此時也可利用PLC 程序判斷是否要將部份冰水機卸載以減少多部冰水機連轉所造成的能源浪費。

2.4 系統設備配置

系統配置如表1所示。