【摘要】：目前國家及企業(yè)對建筑能耗愈加重視,中央空調占據建筑能耗的60%以上,而水系統(tǒng)是中央空調系統(tǒng)中的重要組成部分,因此降低中央空調水系統(tǒng)的能耗將會減少整個建筑能耗。現(xiàn)有的中央空調水控制系統(tǒng)中冷卻水以及冷凍水往往單獨控制,各自以最大設計負荷運行;冷卻水循環(huán)過程中,不考慮天氣等因素,持續(xù)開啟冷卻塔風機;樓層支管系統(tǒng)控制方式簡單,造成能源浪費;冷凍水循環(huán)過程中,冷凍水泵的變頻調速控制算法簡單,控制效果不理想。針對目前中央空調水控制系統(tǒng)中存在的不足,論文對中央空調水系統(tǒng)進行研究,主要工作如下:(1)設計了一套基于STM32的具有遠程監(jiān)控功能的分布式中央空調水控制系統(tǒng),并完成了硬件電路的設計以及PCB繪制與調試,為中央空調水控制系統(tǒng)的研究構建了基礎平臺。搭建遠程服務器,通過使用組態(tài)軟件WINCC,編寫中央空調水系統(tǒng)的遠程監(jiān)控界面,遠程服務器通過以太網與控制系統(tǒng)上層的核心控制板連接,實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。整個控制系統(tǒng)由三層構成,上層為核心控制板;中間層的冷卻水泵控制板、冷凍水泵控制板、冷卻塔控制板以及樓層支管控制板;下層為水泵、傳感器等現(xiàn)場設備。核心控制板通過RS-485電路將冷卻水系統(tǒng)與冷凍水系統(tǒng)集成在一起,根據中央空調負荷的變化,通過變頻的方式調節(jié)水泵轉速,從而調節(jié)冷卻水以及冷凍水流量。冷卻塔控制板根據環(huán)境溫度的變化控制冷卻塔風機的啟停;樓層支管控制板根據各支管回水溫度改變支管閥門開度,減少能源浪費,同時提高了室內用戶的舒適性。(2)冷凍水循環(huán)是一個非線性、時變、大滯后的復雜過程,在Simulink中對冷凍水系統(tǒng)進行模糊PID算法仿真,相較傳統(tǒng)的PID算法,新的算法提高了控制的實時性和控制精度。(3)系統(tǒng)相關實驗驗證。在對系統(tǒng)硬件電路各模塊進行單獨測試的基礎上對整個系統(tǒng)進行聯(lián)合調試,實驗結果表明,系統(tǒng)運行狀況良好,節(jié)能效果好,滿足設計需求。
[Abstract]:At present, the state and enterprises pay more and more attention to building energy consumption, central air conditioning accounts for more than 60% of the building energy consumption, and water system is an important part of the central air conditioning system. Therefore, reducing the energy consumption of the central air conditioning water system will reduce the energy consumption of the whole building. The cooling water and freezing water in the existing central air conditioning water control system are usually controlled by the maximum design load, and the cooling tower fan is opened continuously in the cooling water cycle process, regardless of the weather and other factors. The control mode of floor branch system is simple, resulting in waste of energy, and in the course of freezing water cycle, the control algorithm of variable frequency speed regulation of frozen water pump is simple and the control effect is not satisfactory. Aiming at the deficiency of central air conditioning water control system, this paper studies the water control system of central air conditioning. The main work is as follows: (1) A distributed central air conditioning water control system with remote monitoring function based on STM32 is designed. And completed the hardware circuit design and PCB drawing and debugging, for the central air conditioning water control system to build a basic platform. The remote server is built and the remote monitoring interface of the central air conditioning water system is programmed by using the configuration software WINCC,. The remote server is connected with the core control board in the upper layer of the control system through Ethernet to realize the remote monitoring function. The whole control system is composed of three layers, the upper layer is the core control board, the middle layer is the cooling pump control board, the freezing pump control board, the cooling tower control board and the floor branch control board, and the lower layer is the field equipment such as water pump, sensor and so on. The core control board integrates the cooling water system with the refrigerated water system through the RS-485 circuit. According to the change of the central air-conditioning load, the speed of the pump is adjusted by frequency conversion, so as to adjust the cooling water and the chilled water flow. The control plate of cooling tower controls the start and stop of cooling tower fan according to the change of ambient temperature; The floor branch control panel changes branch valve opening according to the return water temperature of each branch, reduces energy waste and improves the comfort of indoor users. (2) Frozen water cycle is a nonlinear, time-varying and large lag complex process. Compared with the traditional PID algorithm, the new algorithm improves the real-time performance and control precision of the frozen water system simulated in Simulink by fuzzy PID algorithm. (3) the related experimental verification of the system is carried out. On the basis of testing each module of the hardware circuit of the system, the whole system is debugged. The experimental results show that the system works well, the energy-saving effect is good, and meets the design requirements.
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU83;TP273

【參考文獻】

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本文編號：2457951