南通职业大学毕业设计(论文)
冷却水系统 传感器 系统 制冷设备 室内 泵 冷冻水系统
图1 中央空调系统结构示意图
启动后，各个设备按照顺序依次启动，在回水端设有温度传感器检测温度，以判断室内的温度是否达到了设定的要求，然后可通过变频器控制冷冻水泵电机的速度，决定是加快冷冻水的流动还是减慢它的流动；当停止系统时，仍然需要按顺序依次停止设备，否则会对整个系统造成损坏，尤其可能会使冷水机组部分故障。
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温度 传感器 启动 冷却塔 风机启动 冷冻水泵启动 冷却泵 启动 冷水机 组启动 停止 冷水机 组停止 冷冻水 泵停止 冷却水 泵停止 冷水风 机停止
图2 中央空调系统的工作过程示意图
采用PLC来控制中央空调系统，可以完成以下功能。 （1）检测用户房间的温度。
（2）控制功能。例如，控制中央空调系统的手动/自动工作方式、启动与停止、控制冷水机组的启动与停止、控制冷却风机、冷却水泵的启动和停止、控制冷冻水泵的启动和停止、控制冷却水和冷冻水循环系统、控制用户房间的温度。
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第二章 系统总体设计
2.1模块式空调的结构
空调系统根据制冷/制热传送介质的不同可分为全空气系统和空气-水系统。 全空气系统是指空调进行制冷和制热全部是由送风空气来承担，根据回风方式可以分为一次回风式和两次回风式空调系统。一次回风系统是指全部回风和新风混合后进入空气处理设备，经过处理再送入室内。二次回风系统是指将回风分为两个部分，一部分在空气处理设备前与新风混合，另一部分则是在空气处理设备后与混合空气再次进行混合的系统。根据工作中风量是否变化可分为定风量系统和变风量系统，定风量系统可以较好地稳定室内的空气条件，同时它的能耗也会相应增加；变风量系统的送风量可在一定范围内变化，因此它的能耗会显著降低，但由于该系统的送风量是根据室内温度来调节的，所以它维持室内空气的稳定性不如定风量系统。
空气-水系统是指传递热或冷的介质分别由空气和水构成，此系统包括两个子系统：风系统和水系统。风系统的工作原理与全空气系统相同，但它仅输送新风：而水系统则是将冷冻水或热水从空调房输送到室内装置中，通过散热设备对室内进行这冷或加热[4]。
常用的空调根据系统的组合情况分为整体式和分体式两种，整体式空调将空气处理设备、制冷设备和电气控制系统都安装在一个整体框架中，构成一个整体式的设备；分体式空调则是将空气处理设备和制冷系统分为两个部分，空气处理设备置于室内成为室内机，制冷系统则基本上全部设置在室外机中。所以室内机主要包括蒸发器、风机、空气过滤器等，室外机由压缩机、冷凝器、机壳等组成。两个部分一般采用两根紫铜管连接，便于进行制冷的循环，这样就构成了一个完整的空调系统。 1 空调系统的风系统
空调系统的风系统主要功能是完成对冷量和热量的输送，主要包括送风/回风结构、风管系统和风机[5]。
（1）送风/回风系统。空调常用的送风方式，主要有侧送风、孔板送风、条缝送风等几种形式。对于要求室内温度波动范围小的控制系统多采用前两种和散流器送风模式，除此之外，又出现了一个新型的送风方式—置换送风。空调的回风方式包括上回风、下回风和走廊回风三种方式。上回风方式的回风口一般位于房间的顶部，可以与照明灯具合为一体，也可以将整个顶棚作为一个大的回风静压箱，使回风输送到空调箱或风管内；下回风的回风口一般置于房间的下部或地板附近，当采用孔板送风或散流器送风式，采用下回风方式；走廊回风方式一般应用于走廊的多房间场合，回风口置于走廊的底部。 （2）风管系统。风管系统是由输送空气的管道和风管附件构成，风管附件主要有各种调节活门、闸板、导流叶片和防御隔栅等。调节活门主要用于调节风量的大小和风量
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的分配；闸板的作用是切断风源，其气密性要强于调解或门；导流叶片是减少弯管处涡流的产生；防御隔栅主要安置于进/出风口上，是为了防止雨雪的侵蚀。
风管系统设计时，主要有以下几个原则。 1）考虑制作管道的材料消耗。 2）管道所占的空间。 3）风机所需的功率。
4）管道内的风速产生的噪声不超过规定值。 在设计风管系统时，一般按照以下几个步骤。 1）确定送风口、回风口的形式、位置、数量等。
2）确定风机和其他空调设备的位置，合理规划，设计出布局合理的送风、回风管线。
3）进行必要的风管系统的阻力计算。 4）选择适当容量的风机、绘制工程图。
除了以上几个方面，还需考虑检测、调试、以及减少阻力等方面的问题。 （3）风机。风机是空调系统中输送空气的主要设备，常采用的风机有离心式、轴流式和贯流式三种。贯流式风机目前仅用于某些固定的空调机组设备中，例如，风机盘管、风幕等，而在工程大量使用的是离心式和轴流式风机。 风机的选择一般可以按照以下步骤进行。
1）充分了解每种风机的用途、特点及其适用范围。 2）确定最大风量和最高压头。
3）根据实际条件选择风机类型、考虑实际的工程环境，如多尘、耐腐蚀、高位条件等。
4）确定风机类型后，选用适当容量的风机型号，留出必要的裕量。 根据现场情况和设计思想，选定风机的安装形式。 2 空调系统的水系统
空调系统的水系统中，主要包括冷冻水系统、冷却水系统、水管系统和水泵。 （1）冷冻水系统。在空调系统中，冷冻水系统的功能就是利用水作为介质，将冷/热源的能量输送和分配到各房间或目的地。冷冻水系统主要包括冷源设备、水泵、过滤器和阀门等，在大型复杂的空调系统中还有分水器和集水器等。此时，通常把分水器、集水器和冷源设备连接的一侧环路叫冷源侧，把分水器、集水器和空调器连接的一侧环路叫空调侧。
（2）冷却水系统。冷却水系统主要包括冷却塔及其相关设备，其功能是利用水作为介质，对冷/热源进行降温处理。冷却塔的作用就是将冷却水在塔内利用水的自然蒸发冷却降温，为了充分利用资源，降低运行成本，一般采用循环系统重复利用冷却水，定
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期更换冷却水以保证水质能满足空调系统的技术要求。
（3）水管系统。水管系统既包括冷却水系统中的管线系统，也包括冷却水系统的管线系统，主要由水、煤气输送钢管和无缝钢管组成。煤气输送钢管用碳素软钢制造，俗称熟铁钢，可分为镀锌管和不镀锌管两种。根据空调系统的实际的实际需求选择不同厚度的管壁；无缝钢用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢制造，能承受加大范围的压力，可根据实际需要进行选配。
（4）水泵的选择。水泵是空调系统中不可缺少的动力设备，通过水泵的工作，可以控制水系统中的水的流量大小，以间接达到控制室内温度、湿度及清洁度等空气指标。空调系统中常用的水泵为离心式水泵，就一般的空调系统来说，采用转速在30—120r/s范围内的离心水泵比较合适，这类型水泵已经基本满足空套系统中水的流量和压力的变化要求[6]。
3空调系统的冷/热源
空调系统中其主要作用的就是冷/热源，正是由于冷/热源的工作才能控制室内的温度、湿度等空气条件，使之按照人们的设定值变化。冷/热源可分为常规冷/热源和天然冷/热源[7]。
（1）常规冷/热源。目前，在空调系统中，制冷设备使用的最多的就是利用“液体企划制冷法”原理制造的设备，主要包括电驱动的蒸汽压缩式和热驱动的吸收式两种方式。常用的制冷设备为制冷系统机组，该设备就是将制冷系统中的全部或部分设备在工作组装在工作组装成一个整体，该设备的优点是结构紧凑，使用灵活，管理方便，而且质量可靠，安装简便，能大大缩短施工周期，加快施工进度。
制冷机组按冷却介质的种类可分为空气冷却和水冷却两种形式；按压缩机种类可分为活塞式、螺杆式、离心式等压缩式冷水机组或热泵机组。制冷机组的冷量选择与制冷压缩机不同，制冷压缩机是根据其内在参数运行的，即通过冷凝器和冷却介质和被冷却介质的温度或流量进行选择。
（2）天然冷/热源。天然冷/热源主要包括蒸发冷却、室外空气供冷和太阳能供热等几个方面。蒸发冷却是利用物理过程完成热量的交换过程，水在空气中具有蒸发能力，在自然条件下，水与空气进行热量交换，使空气的温度降低，增加室内湿度因此在一定条件下，可以利用这种空气传递方式送风以降低室内温度，增加室内湿度。蒸发冷却是以水作为介质的，它需要借助制冷剂的蒸发提供冷量，与通常的机械制冷原理一样。同时由于蒸发冷却的水消耗量比较小，可以直接补充水分以维持蒸发过程的持续进行。
室外空气供冷是将室外的空气直接用于室内降温的方法，主要包括两种方式：一种方式是当室内外温度差满足一定条件时，可以采用机械通风或自然通风的原理，利用空气流通带走室内多余的热量，另一种方式是利用白天和夜晚的温差，保持室内温度在一定范围内；太阳能供热是指利用太阳的能量进行加热的技术。利用太阳能供热分为直接
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