根据有关资料显示，传统的中央空调控制系统耗电量极大，且存在很大的能源浪费。中央空调系统普遍存在着30％以上的无效能耗，有些中央空调系统的无效能耗甚至高达50％。采用新技术、降低系统能耗迫在眉睫。能源是发展国民经济的重要因素，我国近年来能源短缺，节能减排才是重中之重。建设节能型社会，促进经济可持续发展，是实现全面建设小康社会的宏伟目标，构建和谐社会的基础保障[1]。

    在传统设计中，中央空调的制冷机组、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、冷却塔风机系统、风机盘管系统等都是按照建筑物最大负荷制定的，且留有余量。不管在什么时间，负荷多少，各电机都长期处在工频状态下全速运行，虽可满足最大的用户负荷，但不具备随用户负荷动态调节的功能，而在大多数时间里，用户负荷是比较低的，这样就造成了很大的能源浪费。

    如果能通过冷冻水供回水温度、压差，冷却水泵的流量等工艺参数进行调整并对空调设备进行优化起停，将产生非常明显的经济效果。另外，根据交流电机的特性，要实现连续平滑的速度调节，最佳的方法就是采用变频器调速，利用变频器对风机、水泵进行节能改造，不仅避免了由于采用挡板或阀门造成的电能浪费，而且还会极大提高调节和控制的精度，从而方便地实现恒温空调系统[2]。文献综述

1。2 中央空调控制的研究现状及发展

 1。3 本课题研究的主要内容

    本文在分析和综合PID控制的特点、发展趋势以及中央空调控制任务基础上，对中央空调冷冻水机组采用传统的PID控制，对基于USS通信协议的RS-485总线设计控制系统进行了研究，并进行组态设计，最终设计了中央空调变频节能控制系统。

研究工作具体内容如下：

    1、对空调系统变频控制进行了理论分析。

    2、对变频控制系统进行设计，以实现工频/变频切换功能。

    3、设计了基于RS-485网络的控制系统。可将采集的出回水温度等数据信号通过网络送到主控系统，实现远距离传送。

    4、文中对冷冻水机组的控制系统进行了硬件和软件的设计，采用西门子TD200文本显示屏作为人机界面，西门子S7-200 PLC作为主控制器，用一台变频器结合工频供电的方式，灵活的驱动冷冻水机组的三台水泵。

2 中央空调变流量控制的原理

2。1 中央空调系统的结构和原理

2。1。1 制冷原理

    气态制冷工质(如氟利昂)经压缩机压缩成高温高压气体后进入冷凝器，与水(空气)进行等压热交换，变成低温高压液态。液态工质经干燥过滤器去除水份、杂质，进入膨胀阀节流减压，成为低温低压液态工质，在蒸发器内气化。液体气化过程要吸收气化潜热，而且液体压力不同，其饱和温度(沸点)也不同，压力越低，饱和温度越低。因此，只要创造一定的低压条件，就可以利用液体的气化获取所要求的低温。依此原理，气化过程吸取冷冻水的热量，使冷冻水温度降低(一般降为7℃)。制冷工质在蒸发器内吸取热量，温度升高变成过热蒸气，进入压缩机重复循环过程。

2。1。2 中央空调系统的构成

    中央空调系统包括空调主机、风机盘管系统、水系统及相应的控制系统。空调主机由压缩机、蒸发器和冷凝器组成，风机盘管系统为房间内的末端，水系统由冷冻水循环系统、冷却水循环系统组成[5]。典型的中央空调系统的结构如图2-1所示,冷冻水和冷却水循环系统是能量的主要传递者。因此，对冷冻水和冷却水循环系统的控制是中央空调控制系统的重要组成部分。