中央空调变流量节能控制设备的设计与实现

【摘要】： 随着我国高层建筑及智能化大楼的大量涌现,中央空调系统的应用也得到了飞速发展,而中央空调系统的能耗约占建筑总能耗的60%以上,因此中央空调系统的节能降耗也引起人们的关注。传统的中央空调系统是基于定流量运行的,基于建筑物最大冷热负荷并留有一定余量的计算方法进行系统设计和设备选型的。但由于建筑物内部对冷热负荷的需求依照建筑物外部环境温度随季节和昼夜的动态变化,从而导致对中央空调能量负荷需求的动态变化,所以中央空调系统以变流量运行方式替代定流量运行方式成为中央空调系统节能必然趋势。 本文在分析和比较现有中央空调变流量节能控制系统功能的基础上,研究了中央空调变流量节能控制系统的工作原理、实现的功能和特点,针对现有节能控制系统系统庞大、控制参数多、控制方法复杂和使用效果不够理想等问题,设计了一套更为精确、直接的中央空调变流量节能控制设备,实现中央空调系统的节能智能控制。该节能控制设备以节能控制器以主,配合专用水泵变频器,通过对中央空调水系统的温度和压力等参数的采集来判断中央空调系统的冷负荷变化,由控制器进行辨识、运算、决策,其输出经变频器控制冷冻、却水泵,使建筑所需冷量与中央空调系统提供冷量相匹配,从而达到节能的目的。 本文第一章首先简要概述了课题的背景和研究意义、国内外中央空调变流量节能控制系统的现状和发展及本人的主要工作;第二章在分析现有中央空调系统变流量节能原理的基础上,确定了中央空调变流量节能控制器的总体设计方案;第三章详细阐述了中央空调变流量节能控制器的硬件设计;第四章详细说明了中央空调系统水泵节能控制器软件的具体实现方法;第五章介绍所设计的中央空调变流量节能控制设备的应用实现;第六章对本文进行了总结。 【关键词】：中央空调 变流量节能 嵌入式系统
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU831.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究背景与实际意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 本课题研究的主要内容13-15
• 第二章 中央空调变流量节能控制设备的总体设计方案15-19
• 2.1 中央空调变流量节能控制设备的总体设计15-16
• 2.2 中央空调变流量节能控制设备的实现16-19
• 2.2.1 冷冻水泵系统的闭环控制16-17
• 2.2.2 冷却水泵系统的闭环控制17-19
• 第三章 中央空调变流量节能控制器的硬件设计19-43
• 3.1 系统硬件总体设计19-20
• 3.2 系统电源设计20-23
• 3.2.1 要求分析21
• 3.2.2 末级电源电路设计21-23
• 3.3 构建ARM最小系统23-27
• 3.3.1 系统时钟23-24
• 3.3.2 系统复位电路24
• 3.3.3 系统存储器24-26
• 3.3.4 JTAG调试接口26
• 3.3.5 系统复位配置26-27
• 3.4 模拟量电路设计27-34
• 3.4.1 模拟量输入电路设计27-32
• 3.4.2 模拟量输出电路设计32-34
• 3.5 液晶触摸屏34-38
• 3.5.1 液晶显示模块工作原理34-35
• 3.5.2 液晶显示模块与LPC2214接口电路35-36
• 3.5.3 触摸屏模块36-38
• 3.6 其它外围模块电路设计38-42
• 3.6.1 GPRS通讯模块接口电路设计38-39
• 3.6.2 时钟模块39-40
• 3.6.3 开关量控制检测模块40-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第四章 中央空调变流量节能控制器软件设计43-64
• 4.1 系统软件总体设计43-44
• 4.2 μC/OS—Ⅱ嵌入式操作系统44-47
• 4.2.1 μC/OS—Ⅱ操作系统简介44-46
• 4.2.2 μC/OS—Ⅱ操作系统移植46-47
• 4.3 μC/GUI图形用户界面47-53
• 4.3.1 μC/GUI简介47
• 4.3.2 μC/GUI窗口管理47-50
• 4.3.3 μC/GUI移植50-53
• 4.4 硬件底层驱动53-59
• 4.4.1 CS5534 A/D转换程序54-55
• 4.4.2 TLV5618A D/A转换程序55
• 4.4.3 SD2300程序55-56
• 4.4.4 GPRS通讯程序56-59
• 4.5 模糊PID控制算法实现59-62
• 4.5.1 模糊PID控制简介59-60
• 4.5.2 PID控制器参数自整定原则60-61
• 4.5.3 各变量隶属度函数的确定61
• 4.5.4 建立模糊规则表61-62
• 4.6 本章小结62-64
• 第五章 中央空调变流量节能控制设备的实现64-66
• 第六章 结束语66-67
• 参考文献67-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文69-70
• 致谢70

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