鄧耀全，黃建麟

（廣東省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，廣東 廣州 510080）

1 智能化控制空調(diào)系統(tǒng)概述

某賓館智能化控制空調(diào)群控及能源管理系統(tǒng)由冷凍機(jī)房系統(tǒng)、熱水機(jī)房系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)3個部分組成?？照{(diào)群控及能源管理系統(tǒng)是一個集冷凍控制技術(shù)、水泵變頻控制技術(shù)、PLC集散控制、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等多學(xué)科綜合高度智能化系統(tǒng)，已實(shí)現(xiàn)無人值守、自動報警、報表打印、能源分析功能。

（1）智能化控制的空調(diào)冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)主要設(shè)備組成?？照{(diào)冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)設(shè)備由主樓東區(qū)空調(diào)主機(jī)房內(nèi)的冷水機(jī)組，高效水、水高溫?zé)岜萌珶峄厥諜C(jī)組，冷凍泵，冷卻泵，采暖熱水泵，冷熱水循環(huán)泵，汽水板式熱交換器、旁流智能多功能水處理器，立式承壓熱水灌，冷凝器自動清洗裝置，冷卻塔，等等組成。

（2）智能化控制的空調(diào)冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)供應(yīng)及安裝要求。智能化控制的空調(diào)冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)供應(yīng)及安裝屬于交鎖匙工程。

（3）智能化控制的空調(diào)冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)節(jié)能驗收目標(biāo)。空調(diào)主機(jī)房冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)全年實(shí)測制冷綜合能效比EER≥5.4。

（4）設(shè)備監(jiān)控及能源管理（BA）系統(tǒng)所提供的空調(diào)冷熱源主機(jī)房群控系統(tǒng)必須能與空調(diào)冷熱源主機(jī)房設(shè)備管道系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)、能耗監(jiān)測、計量與管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)的群控與能源管理功能，并集成空調(diào)末端設(shè)備群控子系統(tǒng)及四個空調(diào)熱回收熱水子機(jī)房群控系統(tǒng)成為一個大系統(tǒng)，方便賓館方日后使用及管理。

（5）設(shè)備監(jiān)控及能源管理（BA）系統(tǒng)所提供的空調(diào)冷熱源主機(jī)房群控系統(tǒng)各耗能環(huán)節(jié)，如各臺冷、熱源設(shè)備、水水熱泵、附屬用電設(shè)備、冷凍、冷卻水泵、水水熱泵的冷凍水泵、空調(diào)冷水、空調(diào)熱水、生活熱水和整個空調(diào)冷熱源主機(jī)房能耗等，應(yīng)能獨(dú)立分項計量。對不同類型能源分類、分項、定時計量，按需要自動生成打印報表。

（6）智能化控制空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、測量設(shè)備基本要求?？照{(diào)冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)的各項性能均應(yīng)在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行檢測，應(yīng)符合《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)工程檢測技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 260—2011）中相關(guān)條文的規(guī)定。

（7）智能化控制空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)確保設(shè)計合理，性能優(yōu)越，技術(shù)先進(jìn)，高效節(jié)能，安全可靠，設(shè)備經(jīng)久耐用、維修方便，各種設(shè)備及管道、線路美觀一致。智能化控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備整體結(jié)構(gòu)緊湊、表面清潔、漆面光滑、外表平整美觀；部件、閥門裝配方便操作、拆除和檢修；噪音低，符合環(huán)保要求。

2 冷卻塔系統(tǒng)氣象站實(shí)時監(jiān)測調(diào)控空調(diào)水溫、水量

2.1 冷卻塔系統(tǒng)氣象站控制原理

某賓館智能化控制空調(diào)群控及能源管理系統(tǒng)中冷卻塔系統(tǒng)通過氣象站內(nèi)共安裝3個溫度傳感器，分別為1個干球溫度傳感器、濕球溫度傳感器A及濕球溫度傳感器B，通過溫度傳感器將測得室外的瞬時溫度實(shí)時傳輸?shù)浆F(xiàn)場PLC控制。PLC控制器處理后，實(shí)時溫度接近逼近度作為重要參數(shù)自動調(diào)控冷卻塔的冷卻水管電動閥開關(guān)度，從而調(diào)整冷卻塔冷卻水供水水溫、回水水溫、水流量、冷卻塔風(fēng)機(jī)頻率；再通過4芯多模光纖把數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞讓涌照{(diào)主機(jī)房監(jiān)控室的冷卻塔系統(tǒng)子站處理；冷卻塔系統(tǒng)子站根據(jù)氣象站實(shí)時測量溫度數(shù)據(jù)自動調(diào)控冷水機(jī)組進(jìn)出水水溫、水量。

2.2 冷卻塔自控系統(tǒng)氣象站安裝注意事項

（1）氣象站安裝位置按國家氣象站QXT74-2007標(biāo)準(zhǔn)要求選擇南邊方向，安裝位置合理；安裝位置周圍環(huán)境要空曠，測得的外界溫度數(shù)值與周圍環(huán)境的實(shí)際溫度值一致。

（2）為了減小測量誤差，提高測量室外溫度準(zhǔn)確值，3層氣象站安置位置選擇了靠花園公寓裙樓3層屋面南端，該處遠(yuǎn)離蒸汽管和冷卻塔熱源；確保測量的溫度數(shù)據(jù)與外界溫度一致。同樣，29層氣象站現(xiàn)場選擇了29層屋面南端方向，周圍沒有熱源選址位置合理；確保測量的溫度數(shù)據(jù)與外界溫度一致。

2.3 冷卻塔自控系統(tǒng)氣象站安裝要求和標(biāo)準(zhǔn)

（1）氣象站專用百葉箱四壁由2層薄的木板條組成，外層百葉條向內(nèi)傾斜，內(nèi)層百葉條向外傾斜，百葉條與水平的交角45°。箱底由3塊木板組成，每塊寬110mm，中間一塊比邊上2塊稍高一些。箱蓋有2層。

（2）氣象站專用百葉箱內(nèi)外都是白色，可以將投射在百葉箱上的陽光基本上都反射掉。百葉箱的門朝北開，是為了防止觀測時陽光直接照射箱內(nèi)的儀器。百葉箱內(nèi)具有防雨、防熱輻射以及很好的通風(fēng)性能，同時又使箱內(nèi)儀器不受太陽直接照射和風(fēng)雨的影響，能真實(shí)地感應(yīng)外界空氣溫度和濕度的變化，從而保障了空氣溫度的濕度觀測數(shù)據(jù)的代表性。

（3）氣象站底座不銹鋼支架是由4根50mm不銹鋼方鋼鋼管焊接而成，不銹鋼支架高度1.25m，底部打膨脹螺栓固定。百葉箱安裝在不銹鋼支架上，百葉箱里安裝了3個溫度傳感器、1個水銀溫度計。水銀溫度是干、濕球溫度傳感器每年用來校正對比的。

（4）氣象站百葉箱內(nèi)部高615mm、寬470mm、深465mm。溫度傳感器安裝在百葉箱內(nèi)的固定棒上，位于百葉箱內(nèi)水平中心線上；傳感器的感應(yīng)部分需朝向地面，距離地面的高度為1.5m。其中，2個濕溫度傳感器感應(yīng)部分用棉布包扎好伸入百葉箱內(nèi)存水器內(nèi)測量濕度，1個干溫度傳感器感應(yīng)部分直接裸露在百葉箱內(nèi)。

（5）百葉箱的日常維護(hù)。百葉箱要保持潔白，木質(zhì)百葉箱視具體情況每1～3年重新刷1次油漆；內(nèi)外箱壁每月至少定期擦洗1次，寒冷季節(jié)可用干毛刷刷拭干凈。清洗百葉箱的時間以晴天上午為宜。在進(jìn)行箱內(nèi)清洗之前，應(yīng)將儀器全部放入備用百葉箱內(nèi)。清洗完畢，待百葉箱干燥之后再將儀器放回。清洗百葉箱時不能影響觀測和記錄。

2.4 溫度傳感器原理和技術(shù)參數(shù)選擇

某賓館氣象站濕球溫度傳感器選用高精度的PT500系列溫度傳感器。

（1）PT500溫度傳感器的工作原理。PT500溫度傳感器內(nèi)的熱電阻在溫度的作用下，電阻絲的電阻隨之變化而變化，可用于測量-200℃～+850℃范圍內(nèi)的溫度。其優(yōu)點(diǎn)是偏差極小。由于它的良好電輸出性能，熱電阻可為電腦提供精確的輸入值。

（2）PT500溫度傳感器內(nèi)的熱電阻元件具體參數(shù)。分度號：PT500；測溫范圍：（-200～+850）℃；A級±（0.15+0.02）t。

（3）PT500溫度傳感器內(nèi)的熱電阻元件熱響應(yīng)時間。在溫度出現(xiàn)階躍變化時，熱電阻的電阻值變化至相當(dāng)于該階躍變化的50%，所需要的時間稱為熱響應(yīng)時間。PT500溫度傳感器內(nèi)的熱電阻元件熱響應(yīng)時間快，熱響應(yīng)時間＜0.5s。

（4）PT500溫度傳感器內(nèi)的熱電阻元件自熱影響。鉑電阻允許通過電流1mA，最大測量電流為5mA，由此產(chǎn)生的升溫不大于0.3℃。溫度系數(shù)（α）與標(biāo)稱值的偏差等級AA鉑電阻A0.003851±0.000006。

2.5 冷卻塔系統(tǒng)氣象站調(diào)試和日常運(yùn)行

（1）氣象站調(diào)試。安裝好氣象站后，用手搖干、濕球溫度計對干、濕球溫度傳感器進(jìn)行校正。校正方法：將手搖干、濕球溫度計的水槽注滿清水，用手水平搖動干濕球溫度計2min，快速讀出讀數(shù)，并與PLC測得的氣象站干濕球的讀數(shù)比較，兩者差值作為補(bǔ)償值輸入PLC控制器。

（2）干濕球溫度傳感器定期每年校正1次，減少測量誤差。由于每年都要對3層和29層氣象站內(nèi)的干濕球溫度傳感器進(jìn)行校正。當(dāng)校正3層氣象站干、濕球溫度傳感器時，3層氣象站數(shù)據(jù)會暫時丟失，冷卻塔系統(tǒng)控制主機(jī)自動會采用29層氣象站溫度數(shù)據(jù)作為參數(shù)自動調(diào)控系統(tǒng)運(yùn)行。3層氣象站干濕球溫度傳感器校正后，數(shù)據(jù)自動恢復(fù)，冷卻塔系統(tǒng)控制主機(jī)自動重新采用3層氣象站數(shù)據(jù)。29層氣象站干濕球溫度傳感器以防3層氣象站干、濕球溫度傳感器定期每年校正時數(shù)據(jù)丟失，作為備用數(shù)據(jù)使用，確保系統(tǒng)正常檢測運(yùn)行。氣象站日常運(yùn)行正常，安裝簡單、方便快捷、便于維護(hù)管理。

（3）比較冷卻塔PLC系統(tǒng)通過氣象站檢測到的周圍空氣的濕球溫度與當(dāng)前冷卻塔出水溫度，調(diào)整冷卻塔風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，使冷卻塔出水溫度符合當(dāng)前冷卻塔出水溫差設(shè)定，冷凍站系統(tǒng)通過干、球溫度傳感器檢測當(dāng)前大氣的溫度及賓館冷量需求，按季節(jié)調(diào)整冷凍機(jī)組的運(yùn)行數(shù)量和冷卻塔的運(yùn)行數(shù)量。2019年1—12月，每月12日，全年3層氣象站1#冷卻塔運(yùn)行的隨機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計如圖1所示。由此可以清楚得出2019年全年氣象站冷卻塔系統(tǒng)根據(jù)氣象站傳輸回來的大氣溫度，自動調(diào)整冷卻塔進(jìn)水流量和冷卻塔出水溫度。

圖1 2019年冷卻塔出水溫度、進(jìn)水流量隨外界溫度變化曲線圖

3 結(jié)束語

綜上所述，針對空調(diào)系統(tǒng)智能化控制系統(tǒng)的氣象站應(yīng)用技術(shù)，某賓館改造工程設(shè)計和實(shí)施過程中充分發(fā)揮智能技術(shù)的優(yōu)勢，提高電氣工程自動化的智能化水平。通過技術(shù)應(yīng)用，監(jiān)控中心可實(shí)現(xiàn)無人值守，智能化控制的空調(diào)冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)供應(yīng)可達(dá)到交鎖匙工程?？照{(diào)主機(jī)房冷熱源主機(jī)房系統(tǒng)全年實(shí)測制冷綜合能效比EER為5.8≥5.4，達(dá)到設(shè)計要求。