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中央空调循环水泵的变频控制与节能特性研究

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第1章引言

1.1本课题研究的必要性

1.2本课题研究的技术路线与主要研究内容

1.2.1本课题研究的技术路线

1.2.2本课题的主要研究内容

1.3国内外发展现状及发展趋势

1.3.1变频技术的发展

1.3.2空凋水系统中的水泵节能技术分析

1.4论文的创新点

1.4.1对冷冻泵系统进行变频改造

1.4.2对冷却泵系统进行变频改造

1.4.3应用于酒店空调系统节能

1.5本课题研究中可能遇到的问题及困难

第2章空调水系统的组成及其工作原理

2.1中央空调循环水系统的概述

2.1.1基本组成结构和工作原理

2.1.2中央空调系统的控制方法

2.2冷冻水泵系统

2.2.1制冷模式下冷冻水泵系统的闭环控制

2.2.2制热模式下冷冻水泵系统的闭环控制

2.3冷却水系统

2.4风机盘管水系统

2.4.1风机盘管的组成和工作原理

2.4.2风机盘管的水系统

2.5冷却塔

2.6小结

第3章空调水系统采用变频调速节能的分析

3.1变频调速节能原理

3.1.1两种常用的控制方法

3.1.2两种控制方法比较

3.1.3水泵变频控制方法

3.2实验用赛博瑞尔S200-N系列变频器简介

3.2.1外观、操作与显示

3.2.2功能参数设置

3.2.3调速方式及PI工作模式简介

3.3水泵变频调节的可行性分析

3.3.1冷冻水泵变流量的可行性分析

3.3.2冷却水泵变流量的可行性分析

第4章空调循环水系统的节能实验

4.1实验系统介绍

4.1.1实验系统基本介绍

4.1.2实验用泵的介绍

4.2单个泵运行时的情况及其分析

4.2.1两个单元楼管网阻力性能分析

4.2.2变频实验

4.2.3变阻力实验

4.2.4同时变频变阻力的实验

4.2.5 单台泵变频调速与压差旁通控制的节能率比较

4.3两个泵并联运行时的情况及其分析

4.3.1管网系统中泵的并联联合运行

4.3.2两台泵作用于两个单元时的基本工况分析

4.3.3两台泵以相同频率工作和以不同频率上作时的工况比较

4.3.4 变频调速与压差旁通控制的比较

4.4 最小二乘法原理

4.4.1数据拟合的最小二乘法

4.4.2水泵的流量——扬程的拟合

4.4.3水泵的流量——电功率的拟合

第5章PLC控制原理及其综合控制

5.1 PLC简介

5.1.1 PLC定义

5.1.2 PLC的组成

5.1.3 PLC的工作过程

5.1.4 PLC的分类及编程语言

5.1.5 PLC的通信

5.2实验用三菱FX2N-16MR的简介

5.2.1三菱FX2N-16MR的外形结构

5.2.2扩展模块

5.3调速系统设计

第6章人机界面画面设计

第7章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目

致谢

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摘要

本文的主要研究对象是中央空调循环水系统,针对冷冻水、冷却水系统的调节对中央空调水系统各主要部件性能的影响进行分析,并对整个水系统中水泵节能的可行性进行定性分析:针对实验中测得的数据,拟合出水泵的流量-扬程、流量-能耗之间的关系曲线和变频调速的节能率曲线;采用变频调速、PLC、PID综合控制,选择了一种最优化的节能方式,来控制中央空调循环水系统,以实现节能的目的,响应建设节约型绿色环保社会的号召。
   根据课题研究的需要,结合中央空调水系统的功能和特点,搭建了一套拟建的两单元五层楼的空调冷水机组的给水系统,还有配套的两台变频柜、两台变频水泵,每单元分别装有风机盘管,系统中的水量由高位水箱供给,水流扬程由两台水泵提供,每层楼供水由阀门控制,供水管道装有压力传感器、流量计、阀门等.每个泵可以承受50%的负载,楼层中的每个阀门处承受10%的负载。每层用一个阀门的开关来控制系统负载数。
   为了使系统的控制和调试更加方便,而且便于更加直观的观察,本课题还结合昆仑同态(MCGS)工控软件制作了一个人机界面。该工控软件可以通过通信接口的设置直接与PLC通信,这样可以直接在计算机上观察系统的运作情况,并能根据实际情况修改参数,实现控制功能。

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