空调制冷系统的控制逻辑和常用控制系统
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冷风空调原理冷风空调,作为一种常见的家用电器,已经成为现代生活中不可或缺的一部分。
它的原理是通过一系列复杂的工作过程,将室内空气冷却并排出,使室内温度得到调节。
那么,冷风空调的原理究竟是怎样的呢?首先,冷风空调的原理涉及到热力学的基本原理。
空调通过循环利用制冷剂来实现室内空气的冷却。
制冷剂在空调系统内不断循环流动,通过蒸发和冷凝的过程,吸收和释放热量,从而达到降温的效果。
其次,冷风空调的工作原理包括了几个关键的部件,如压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等。
压缩机负责将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体,然后将其送入冷凝器。
在冷凝器中,制冷剂气体释放热量,变成高温高压的液体。
接着,液态制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器,此时液体制冷剂迅速蒸发,吸收室内空气的热量,使空气温度下降。
最后,经过蒸发器的制冷剂气体再次被压缩机吸入,整个循环过程不断进行,从而实现了室内空气的冷却。
冷风空调的原理还涉及到空气循环和温度控制。
空调在降温的同时,还需要保证室内空气的流通,以保持空气的新鲜和湿度的适宜。
同时,空调系统还需要通过传感器实时监测室内外温度差异,根据设定的温度来调节制冷剂的流量和压力,以实现室内温度的精确控制。
总的来说,冷风空调的原理是基于热力学原理和空调系统的工作原理,通过制冷剂的循环流动和热量的吸收释放,实现室内空气的降温。
同时,空调系统还需要保证空气的流通和温度的精确控制,以确保室内空气的舒适度。
在日常使用中,我们可以通过了解冷风空调的原理,更好地使用和维护空调设备,延长其使用寿命,同时也能更好地享受到舒适的室内环境。
空调系统中的四大件组成及原理空调系统中的四大件组成及原理2009年08月17日星期一23:39空调系统有四大件:压缩机、冷凝器、蒸发器和节流部件。
1.压缩机压缩机是整个空调系统的核心,也是系统动力的源泉。
整个空调的动力,全部由压缩机来提供,压缩机就相当于把一个实物由低势位搬到高势位地方去,在空调中它的目的就是把低温的气体通过压缩机压缩成高温的气体,最后气体在换热器中和其他的介质进行换热。
所以说压缩机的好坏会直接回转装在同一机境中,无法拆2.(1冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压的制冷剂过热蒸汽冷却成液体或气液混合物。
制冷剂在冷凝器种放出的热量由冷却介质(水或空气)带走。
冷凝器按其冷却介质和冷却的方式,可以分为水冷式、空气冷却式、水和空气混合冷却式三种类型。
①、水冷式冷凝器:冷凝器中制冷剂的热量被冷却水带走。
冷却水可以一次流过,也可以循环使用。
当循环使用时,需设置冷却塔或冷却水池。
水冷式冷凝器分为壳管式、套管式、板式、螺旋板式等几种类型。
②、空气冷却式冷凝器:冷凝器中制冷剂放出的热量被空气带走,制冷剂在管内冷凝。
这种冷凝器中有自然对流空气冷却式冷凝器和强制对流空气冷却式冷凝器。
通常,空气冷却式冷凝器也叫风冷冷凝器。
③、水和空气联合冷却式冷凝器:冷凝器中制冷剂放出的热量同时由冷却水和空气带走,冷却水在管外喷淋蒸发时,吸收气化潜热,使管内制冷剂冷却和冷凝,因此耗水量少。
这类冷凝器中有淋水式冷凝器和蒸发式冷凝器两种类型。
(2)、蒸发器:蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发,转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量,达到等。
整问高。
危险性小,结构紧凑,腐蚀缓慢,但冬季作为冷凝器使用时,制冷剂在管内冷凝,其传热系数比制冷剂在管外冷凝小。
热泵型冷水机组中的制冷剂一水换热器以采用波纹状的内螺纹管比较合适。
各种水侧换热器各有其特点,对于套管式和立式盘管式换热器,要注意在设计与制造时要解决其主要问题,使用板式换热器还应使用户了解其特点,重视水质问题。
空调的工作原理
引言概述:空调是现代生活中不可或缺的家电产品,它能够调节室内温度,提供舒适的生活环境。
但是,许多人对空调的工作原理并不了解。
本文将详细介绍空调的工作原理,帮助读者更好地理解空调的运行机制。
一、制冷循环系统
1.1 蒸发器:空气中的热量被吸收
1.2 压缩机:将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气体
1.3 冷凝器:制冷剂释放热量,变成高压液体
二、蒸发冷却原理
2.1 制冷剂蒸发:在蒸发器中吸收室内空气的热量
2.2 热空气被冷却:经过蒸发器后,空气温度下降
2.3 冷却空气送回室内:冷却后的空气再次送回室内,降低室内温度
三、温度控制系统
3.1 感温器:检测室内温度
3.2 控制器:根据感温器反馈的信息,调节制冷系统的运行
3.3 室内温度调节:通过控制制冷系统的运行,实现室内温度的调节
四、空气过滤系统
4.1 过滤器:过滤室内空气中的灰尘、细菌等有害物质
4.2 净化空气:通过过滤器净化空气,提高室内空气质量
4.3 健康环境:保证室内空气清洁,提供健康的生活环境
五、能源节约技术
5.1 节能设计:采用高效压缩机和换热器,减少能源消耗
5.2 定时控制:通过定时开关机功能,避免长时间运行浪费能源
5.3 能效标识:选择能效标识高的空调产品,节约用电成本
通过以上对空调的工作原理的详细介绍,相信读者对空调的运作机制有了更深入的了解。
空调不仅可以提供舒适的室内环境,还能通过节能技术减少能源消耗,实现环保节能的目的。
希望本文能够帮助读者更好地利用空调,享受更加舒适健康的生活。
空调系统中的四大件组成及原理空调系统中的四大件组成及原理2021年08月17日星期一23:39空调系统有四大件:压缩机、冷凝器、蒸发器和节流部件。
1.压缩机压缩机是整个空调系统的核心,也是系统动力的源泉。
整个空调的动力,全部由压缩机来提供,压缩机就相当于把一个实物由低势位搬到高势位地方去,在空调中它的目的就是把低温的气体通过压缩机压缩成高温的气体,最后气体在换热器中和其他的介质进展换热。
所以说压缩机的好坏会直接影响到整个空调的效果。
根据蒸气的原理,压缩机可分为容积型和速度型两种根本类型。
容积型压缩机通过对运动机构作功,以减少压缩室容积,提高蒸气压力来完成压缩功能。
速度型压缩机那么由旋转部件连续将角动量转换给蒸气,再将该动量转为压力。
根据压缩方式,容积型压缩机可分为活塞式和回转式两大类。
回转式又可分为滚动活塞式、滑片式、单螺杆式、双螺杆式、涡旋式。
速度型压缩机有离心式。
从压缩机构造上来看,又可将压缩机分为开启式、半封闭式和全封闭式。
开启式压缩机的主轴伸出机体外,通过传动装置〔传动带或联轴节〕与原动机相连接。
在伸出局部必须有轴封装置,使主轴和机体间密封来防止制冷剂泄露。
封闭式压缩机的构造是将电动机和压缩机连成整体,装在同一机体内,因而可以取消轴封装置,防止了泄漏制冷剂的可能。
这样,电动机便处于四周是制冷剂的环境中,称为内装式电动机。
封闭式压缩机又可分为半封闭和全封闭两种型式。
半封闭式的机体用螺栓连接,因此和开启式一样可以拆开维修。
全封闭式的机体那么装在一个焊接起来的外壳中,无法拆开维修。
2.换热器根据在空调上的作用不同,可分为冷凝器和蒸发器。
现在就冷凝器和蒸发器的分类和区别述说一下。
〔1〕、冷凝器:冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压的制冷剂过热蒸汽冷却成液体或气液混合物。
制冷剂在冷凝器种放出的热量由冷却介质〔水或空气〕带走。
冷凝器按其冷却介质和冷却的方式,可以分为水冷式、空气冷却式、水和空气混合冷却式三种类型。
水系统空调机组控制逻辑水系统空调机组控制逻辑是指对水系统空调机组进行控制和调节的一套逻辑程序。
水系统空调机组是指利用水作为冷热介质来进行空调制冷或供暖的设备。
控制逻辑的设计和实施对于保证机组的正常运行和高效能使用具有重要意义。
水系统空调机组的控制逻辑主要包括以下几个方面:1. 温度控制逻辑:通过传感器采集室内和室外的温度数据,并根据设定的温度范围来控制机组的运行。
当室内温度高于设定温度时,机组将启动制冷模式,通过水循环来吸收室内热量并排出室外。
当室内温度低于设定温度时,机组将启动供暖模式,通过水循环来向室内供应热量。
2. 湿度控制逻辑:通过湿度传感器采集室内湿度数据,并根据设定的湿度范围来控制机组的运行。
当室内湿度过高时,机组将启动除湿模式,通过水循环来降低室内湿度。
当室内湿度过低时,机组将启动加湿模式,通过水循环来增加室内湿度。
3. 风速控制逻辑:通过风速传感器采集室内风速数据,并根据设定的风速范围来控制机组的运行。
用户可以根据自己的需求调节风速,机组将根据设定值来调整水循环的速度,从而达到相应的风速效果。
4. 能耗控制逻辑:通过能耗监测装置采集机组的能耗数据,并根据设定的能耗范围来控制机组的运行。
在满足舒适度要求的前提下,机组将尽量降低能耗,提高能源利用效率。
5. 故障诊断和保护逻辑:通过故障诊断装置对机组进行实时监测,并根据故障代码和故障类型来进行故障诊断和保护。
一旦发现故障,机组将自动停机并发出警报,以避免进一步损坏。
6. 定时控制逻辑:用户可以通过定时器来设置机组的运行时间和停机时间。
机组将按照设定的时间表来进行运行和停机,以满足用户的需求。
7. 远程监控和控制逻辑:通过网络连接,用户可以远程监控和控制机组的运行状态。
用户可以通过手机或电脑等终端设备来实时查看机组的运行情况,并进行相应的操作。
水系统空调机组控制逻辑的设计和实施需要考虑到多个因素,如温度、湿度、风速、能耗、故障诊断和保护等。
中央空调水控制系统总体方案设计摘要:本文首先对中央空调制冷系统的结构和原理、中央空调冷冻水变水量调节的原理及特点进行分析;通过对比传统的中央空调水控制系统,设计了基于PLC的带有远程监控功能的分布式中央空调水控制系统。
1.中央空调制冷系统的结构及原理中央空调制冷系统主要由制冷机组、冷却水循环系统、冷冻水循环系统和冷却塔风机系统构成,系统原理如图1所示:图1中央空调制冷系统在中央空调制冷过程中,制冷剂通过蒸发器制冷,冷冻水与制冷剂在蒸发器中进行热交换之后带走冷量,此时制冷剂为常温低压气态,通过压缩机之后,制冷剂变成高温高压气态。
制冷剂进入冷凝器之后,在冷凝器的盘管中与冷却水完成热量交换,冷却水将带走热量,此时制冷剂由高温高压的气态冷凝为高压液体流出冷凝器。
高压液体制冷剂通过电子膨胀阀后压力降低,在降压过程中,液态制冷剂气化温度降低,在蒸发器中进行冷量交换,这个冷量交换的过程就是中央空调的制冷过程。
冷却水在冷凝器中完成热交换后,将制冷剂的热量带出,流经冷却塔时与大气充分接触,从而释放冷却水中的热量到大气中,经冷却水泵的作用后重新进入冷凝器。
冷却塔在冷却水循环的过程中有重要作用,它使冷却水与大气的接触面积增大,能够起到自然降温的目的,冷却塔的风扇也具有降温作用。
冷冻水循环是一个相对封闭的循环系统。
在冷冻水的循环过程中,冷冻水泵将冷冻水送入蒸发器,在蒸发器中,冷冻水与制冷剂完成热量交换后冷冻水温度降低,通过冷冻水泵将冷冻水输送到整个冷冻水循环系统中,之后在风机盘管中进行热交换,达到降低空气的温度的目的。
低温空气通过风机吹送到房间以达到降低房间的温度的目的,从而达到调节室内温度的效果。
2中央空调冷冻水变流量调节2.1变水量调节的特点在中央空调水系统控制中,与常用的定流量系统相比,变流量系统具有以下的特点:(1)中央空调系统冷量负荷发生变化时能够实时调节冷水量,实现冷水量根据负荷改变而变化,从而降低水泵的能耗,起到节能的作用。
一、冷机启停逻辑(DDC内控制程序)1、冷机启动→平台选择了冷机模式,并且发送了启动命令(开始计时)→水泵、冷却塔、冷机没有故障,且没有切为本地,否则报故障,机组停机,切机→冷机模式对应的1个阀门开到位,否则报故障,机组停机,切机→冷却塔进水阀开度>80%,否则报故障,切机→开启冷却水循环泵,冷却水循环泵频率>(设定启动频率-5)→开启冷却塔,冷却塔频率>25HZ→开启冷冻水泵,冷冻水泵频率>(设定启动频率-5)→开启冷机,系统运行状态返回(计时清零,正常启动完成,如果超过3分钟没有状态返回,启动故障处理程序)→冷机启动完成2、冷机关闭→平台选择了冷机模式,并且发送了关机命令(开始计时)→给冷机发送关机指令,冷机停机,冷机运行状态为OFF,开始计时→计时时间=300S(5分钟),关闭冷冻水循环泵→计时时间=360S(6分钟),冷冻水泵运行状态为OFF,关闭冷却水循环泵→冷冻水流量<20且冷却水流量<20,关闭冷却塔→冷机关闭完成3、板换启动→平台选择了板换模式,并且发送了启动命令(开始计时)→水泵、冷却塔、冷机没有故障,且没有切为本地,否则报故障,机组停机,切机→板换模式对应的4个阀门开到位,否则报故障,机组停机,切机→冷却塔进水阀开度>80%,否则报故障,切机→开启冷却水循环泵,冷却水循环泵频率>(设定启动频率-5)→开启冷却塔,冷却塔频率>25HZ→开启冷冻水泵→板换启动完成4、板换关闭→平台选择了板换模式,并且发送了关机命令(开始计时)→计时时间=30S(半分钟),关闭冷冻水循环泵→计时时间=60S(6分钟),冷冻水泵运行状态为OFF,关闭冷却水循环泵→冷冻水流量<20且冷却水流量<20,关闭冷却塔→板换关闭完成二、冷机故障切换逻辑1、故障条件➢大前提:制冷单元发送了开机命令或者在运行中➢设备(冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔)切换到本地模式➢设备(冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔)故障➢冷机断电(延时10S(可设置)时间没有恢复)。
空调制冷系统的控制逻辑和常用控制系统
控制系统对于很多设备来讲就相当于一个大脑,指挥着设备系统各个部件的协作运行。
因此,今天我们就来讲一讲空调控制系统的逻辑和几大类常用控制系统。
空调控制系统的逻辑
制冷空调系统的控制简单来说,就是通过人机界面将我们希望机组每一个部件如何动作,通过软件语言编写,再通过硬件来实现出来。
1、控制系统和信号的分类
自动控制系统按照原理,一般可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
制冷空调系统一般采用闭环控制,也叫反馈控制系统,利用输出量同目标值的偏差对系统进行控制,可以获得比较好的修正和稳定的控制。
定时检测输出量的实际值,将输出量的实际值与目标值进行比较得出偏差,用偏差值产生控制调节作用去消除偏差,使得输出量维持目标值。
控制系统的基本要求有三个方面,稳定性,快速性,准确性;当前的制冷空调系统中使用的控制板以单片机和PLC为主,标准化的小型批量设备一般采用单片机居多,工程项目类设备和非标准化产品以PLC居多。
制冷空调控制系统的信号包括输入侧和输出侧,简单的可以分为数字信号和模拟信号。
比如一般我们常说的各种保护开关接入控制板,给出的输入信号就是数字信号,定速压缩机和定速风扇电机的控制线路
接入控制板,输出信号就是数字信号,温度传感器和压力传感器等转成为电压电流电阻信息接入控制板,这个输入信号就是模拟信号,对外部输出的标准信号,比如0~10V,4~20mA等信号用来驱动电子膨胀阀的信号就属于模拟信号,制冷空调系统的控制板就是定时获得输入信号,通过逻辑计算,决定输出量大小,然后通过输出来改变系统每一个零部件的状态。
2、制冷空调系统的常用控制方法
1)开关型控制
开关控制的方法广泛应用在大量的家用制冷空调设备和中小型的简单制冷设备中。
比如使用单台定速压缩机的单个蒸发器的制冷系统,根据该蒸发器对应的使用侧温度信号来计算负荷,控制压缩机的起停,当温度达到目标值+2以上,并连续维持一定的时间,压缩机开机,当温度降低到目标值-2以下,并连续维持一定的时间,则压缩机停机。
这种控制方法的优点是简单可靠,一般不会有产生系统风险的可能,缺点是受控变量波动较大,不能达到精确控制,满足不了舒适度的要求,甚至为了避免压缩机的频繁起停和信号的偶然跳跃误差,需要加入计时器,强制压缩机在达到负荷要求之后,继续过度输出。
比如上图所示,并联定速压缩机的控制方案中,理论上负荷50%以上启动2台压缩机, 50%以下,仅1台压缩机启动,实际上为了避免压缩机的频繁起停,在逻辑上可能需要定义负荷达到65%以上才加载另外1台压缩机,负荷降低到35%以下才减载其中1台压缩机。
2) PID控制
P控制就是比例控制,是一种类似开环控制的方法,单纯由输入信号的变量大小按照比例来决定输出信号的大小,例如将房间温度的目标区域从最小值到最大值定义成0%~100%,目标值-2℃时,机组输出0%,目标值+2℃时,机组输出100%,目标值时,机组输出50%,以此类推。
P控制一般在制冷空调系统中很少单独使用,因为随着机组的逐渐磨损和效率衰减,P控制所产生的稳态误差会越来越大。
I控制就是积分控制,为了消除稳态误差,在计算公式中引入积分项,输出信号与输入误差信号的积分成正比关系,积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项也会增大对输出信号的影响,直到误差趋向0。
D控制就是微分控制,与积分控制对输出信号的影响相反, D控制是受控温度减少波动,尽快稳定下来的一种控制方式,与目标值无关,微分项提前预判受控温度的变化方向,防止过大的波动出现,比如冷库降温过程,如果出现负荷较小,降温非常快速,即使没有达到目标库温,微分项为了防止库温波动,会提前预判,提前减载压缩机输出。
PI或者PID组合控制经常使用在制冷空调行业,作为变频压缩机或者电子膨胀阀的控制方案,通过P比例计算决定了基本的输出信号大小,比如电子膨胀阀的初始开度,变频压缩机的初始上载频率等,然后通过I控制使受控温度逐步快速的趋向目标值。
D控制项使受控温度稳定在目标温度上。
一般我们会通过改变PID项各自的权重,来
达成不同的调节效果,或者根据系统的特点来适用不同的方案,比如通过加大P参数实现快速达到目标,但是波动较大,或者反过来,慢慢达到目标值,但是波动较小。
PID控制参数权重大小,也就是参数整定的方法很多,在制冷空调行业一般都是通过实验,依赖经验,反复叠加验证来获得,首先仅加入比例控制参数,直到系统的受控温度出现临界震荡,记下P参数大小和震荡周期,用来计算I和D参数,再通过实验进行验证和小幅修正。
3、制冷空调系统部件的正常起停功能控制逻辑
制冷空调系统一般都包括的四个部件,压缩机,冷凝器,蒸发器和节流结构,稍微特殊一点的系统还包括喷液冷却,抽真空循环以及热气旁通等功能,这些功能的启动和停止先后顺序如下图所示:
般收到开机命令之后,蒸发侧会优先启动,尤其采用水系统的话,启动的提前时间会更长一些,将蒸发侧的吸收热量的系统提前准备完善,防止压缩机启动后,短时间内造成回液的风险。
冷凝器侧的换热一般会根据冷凝压力进行控制,一般的小型系统会和压缩机同步起停,但是对于中大型系统,尤其变负荷系统,需要稍微滞后于压缩机,
防止压缩机启动后的短时间内造成系统低压过低。
节流机构如果是电子膨胀阀的话,需要提前进行初始化过程,提前的时间需要参考具体阀门全程开和关需要的时间,比如丹佛斯的ETS400电子膨胀阀,满步数是3810步,设定开关的速率是300步/秒,逻辑执行初始化是执行关阀110%,全程共需要约14秒,控制逻辑上,需要在压缩机启动之前预留27秒,14秒用来初始化,13秒预留将阀开到初始开度。
几大常用空调控制系统
1、蒸发器除霜控制
2、溢流阀控制热气除霜压力的应用
3、制冷系统回油控制
4、并联机组的回油控制
5、冷热水盘管的控制
6、阀门的流量特性
7、直线流量特性
直线流量特性是指调节阀的相对流量与相对位移成直线关系,即单位位移变化所引起的流量变化是常数,用数学表达式表示:
以行程的10%、50%以及80%三点为例,若位移变化量都是10%,则:
可见,直线特性的阀门在开度小时流量相对变化值大,灵敏度高,不易控制,甚至发生振荡,而在大开度时,流量相对变化值小,调节缓慢,不够及时。
8、等百分比流量特性
等百分比流量特性也称为对数流量特性。
它是指单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。
即调节阀的放大系数是变化的,它随着相对流量的增大而增大。
用数学表达式表示为:
为了和直线流量特性进行比较,同样以行程的10%、50%和80%三点进行研究,当行程变化10%时流量变化分别为1.91%、7.3%和20.4%,而它们流量相对变化值却都为40%。
等百分比流量特性在小开度时,调节阀放大系数小,调节平稳缓和;在大开度时,放大系数大,调节灵敏有效。
还可以看出,等百分比特性在直线特性下方,因此,在同一位移时,直线阀通过的流量要比等百分比大。
9、盘管特性+阀的组合特性
10、各种阀门的流量特性
隔膜阀:快开
闸阀:线性
O形球阀:快开
V形球阀:等百分比
蝶阀:等百分比
调节阀:阀芯曲面经专门设计,可制成各种流量特性的调节阀,以满足不同场合的需要。
10、AHU送风温度控制
当采用直接膨胀式冷却盘管时,怎样精确控制送风温度(或房间温度)?
11、AHU湿度控制
12、中央空调水系统及控制
13、二级泵冷冻水系统。