常見的控制方法是按“高,、中,、低、關”分檔模式控制,，其缺點是房間的溫度需要手動調節(jié),，各種環(huán)境因素的變化常常會使人感到不適。風機轉速控制方案,，采用變頻器調速控制,，有效地解決了上述問題，達到了室內溫度自動調節(jié)的目的,，大大的節(jié)省了能源,。
中央空調" title="中央空調">中央空調系統(tǒng)主要由制冷機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng),、冷凍水循環(huán)系統(tǒng),，風機盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成。制冷機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進行熱交換,，將冷凍水制冷,，冷凍水泵將冷凍水送到各風機風口的冷卻盤管中，由風機吹送冷風達到降溫的目的,。在系統(tǒng)中,，冷動泵、冷卻泵,、水塔風扇變頻器采用開環(huán)控制,，由維護人員根據(jù)季節(jié)不同和負荷的變化進行調節(jié)，在每一個房間內都安裝熱交換器和循環(huán)風機,，通過控制風機的轉速來改變熱交換量的大小,，達到調節(jié)房間溫度的目地。
中央空調能效管理系統(tǒng)" title="管理系統(tǒng)">管理系統(tǒng)總體控制參數(shù)原理
室內要求控制的到的溫度設定為Tsv,，風箱出口溫度為Tw,，當前室內環(huán)境溫度的測量值為Tpv,，室外的溫度為T0，室內的散(吸)熱系數(shù)為Kv,，比熱容為C,，由風機轉動而產生的空氣流量為q，其比熱容為Cp,，流量q正比于風機的轉速n,，其比例系數(shù)為Kc，根據(jù)動態(tài)能量平衡原理,，可得：
由式(1)可知,，影響室內溫度的主要因素是風箱出口溫度Tw，室內環(huán)境溫度Tpv,，室內的散(吸)熱系數(shù)Kv,，循環(huán)風機的轉速n。其中Kv由室內環(huán)境溫度,、室外溫度及房間密封隔熱狀況決定,。因此選擇循環(huán)風機的轉速為控制參數(shù)是調節(jié)房間溫度從而達到節(jié)能的最佳參數(shù)。
中央空調能效管理系統(tǒng)性能特點
中央空調能效管理系統(tǒng)主要有以下特點：
(1)使用電源為220 VAC,，功耗小于5 W,；
(2)室內溫度LCD液晶顯示，測溫范圍一5～30℃,；精度士1℃,，LCD8—10位顯示實時溫度值；
(3)控制電壓輸出功能,，電壓輸出分辨率為10位,，輸出電壓范圍O～5 V，PID控制周期為5 min,；
(4)運行時間累計功能,，LCD1一4位顯示小時，5,，6位顯示分鐘,，每小時自動存儲1次，每次停止運行時間自動存儲到E2PROM內,，每次啟動自動從E2PROM中讀出上一次存儲的時間值,，并送LCD顯示；
(5)現(xiàn)場編程功能,，現(xiàn)場隨機設定室內目標溫度,，控制周期和調整幅度；
(6)人機界面功能,，10位LCD數(shù)碼顯示,，5個操作鍵分別為MOD，UP,，DOWN,，ENTER，SlTART／END,。聲響提示功能,，按鍵有效蜂鳴器響1聲，輸入設定數(shù)據(jù)有效蜂鳴器響2聲,，輸入設定數(shù)據(jù)錯誤蜂鳴器響3聲,，設備故障報警蜂鳴器響5聲。
系統(tǒng)硬件原理及設計
中央空調能效管理系統(tǒng)的硬件結構如圖1所示,。選擇TCl047A線性電壓輸出的溫度傳感器,，其輸出信號(溫度測量信號)通過集成運放LM358送至模／數(shù)轉換器TLC0834進行A／D采樣，模擬信號經過A／D變化后的數(shù)字信號通過總線送至單片機" title="單片機">單片機進行處理,。經過處理后,，輸出控制信號至數(shù)／模轉換器TLC5615從而實現(xiàn)對變頻器功率的控制，大大節(jié)省了能源,。顯示數(shù)據(jù)通過總線送至LCD621,，鍵盤采用鍵盤中斷方式進行中斷處理，繼電器通過吸合與斷開控制風機的啟停,，E2PROM 24C02用來存放溫度的設定值以及PID參數(shù),。由此可見，與同類產品比較,，該產品的硬件簡單,，實現(xiàn)了人機交換，所需器件少,，用非常低的成本即可實現(xiàn),。
1 溫度檢測環(huán)節(jié)
1．1 TCl047A概述
TCl047A為線性電壓輸出的溫度傳感器，其輸出電壓與測量的溫度成正比,。它可精確測測量一40～+125℃范圍內的溫度,。同時，TCl047A的工作電壓范圍為2．5～5．5 V,。這類溫度傳感器的輸出電壓典型值為：一40℃時為100 mV,，0℃時為500 mV，+25℃時為750 mV和+125℃時為1．75 V,。10 mV／℃的輸出電壓斜率可以對寬溫度范圍內的溫度進行準確測量,。TCl047A提供3引腳SOT一23B封裝，適合空間要求嚴格的溫度測量應用,。
1．2 TLC0834概述
TLC0834是TI公司生產的8位逐次逼近模／數(shù)轉換器,，具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入／輸出方式,。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入,。另外,，其輸入基準電壓大小可以調整。在全8位分辨率下,，它允許任意小的模擬電壓編碼間隔,。由于TLC0834采用的是串行輸入結構，因此封裝體積小,，可節(jié)省51系列單片機I／0資源,，價格也較適中。其主要特點如下：8位分辨率,；易于和微處理器接口或獨立使用,；可滿量程工作；可用地址邏輯多路器選通4輸入通道,；單5 V供電,，輸入范圍為O～5 V；當輸入和輸出與TTL,，CMOS電平兼容時鐘頻率為250 kHz時,，其轉換時間為32μs；可以和美國國家半導體公司的ADC0834和ADC0838進行替換,，但它內部不帶齊鈉穩(wěn)壓器網絡,；總調整誤差為±1 LSB。
2. 信號處理單元P87LPC764" title="P87LPC764">P87LPC764 8位0TP單片機
P87LPC764系列單片機是Philips公司為滿足低成本,，高集成場合而開發(fā)的芯片,，該芯片采用加速51內核，在相同的時鐘頻率下,，其速度是標準51的2倍,，內含A／D，UART串口,、自帶振蕩器,、I2C總線接口等，可以滿足許多方面的性能要求,。
P87LPC764包含中央處理單元,、128 B內部數(shù)據(jù)存儲器RAM，4 kB的OTP程序存儲器,、15個I／O口和1個輸入口,、2個16位獨立的代溢出觸發(fā)功能的定時／計數(shù)器、8個鍵盤中斷輸入和兩個外部中斷輸入。此外,，P87LPC764還有上電復位,、空閑掉電模式、低電平中斷喚醒功能,。掉電模式下,，電流僅位1μA,。若選擇片內振蕩器,，則無需外接元件，僅接上正電源及地線即可,。獨立的看門狗振蕩電路,，因而它可偵測時鐘源的工作狀態(tài)。32 B用戶代碼區(qū)可用來存放序列碼及設置參數(shù),，4個中斷優(yōu)先級,。
系統(tǒng)軟件設計
主程序流程圖如圖2所示，采用人性化設計,，用戶不必做任何操作,，智能運行。開機上電,，系統(tǒng)進入初始化程序,，對單片機P87LPC764，LCD,，E2PROM分別進行初始化,。實時采集室內溫度并顯示，然后單片機進行睡眠狀態(tài),，等待方波發(fā)生器產生的外部中斷或鍵盤中斷的發(fā)生,。
當方波發(fā)生器每O．5 s產生1個中斷喚醒單片機時，主程序調用累計時間處理子程序,，對系統(tǒng)運行時間進行累加,，每小時自動存儲一次時間數(shù)據(jù)到E2PROM內。
鍵盤中斷后,，程序進入按鍵中斷服務程序,，執(zhí)行按鍵操作功能，完成對工作模式,，控制周期和調整幅度的設定,。中斷程序執(zhí)行結束后，系統(tǒng)測量實時溫度并顯示溫度,。系統(tǒng)共有5個溫度控制狀態(tài),，方波發(fā)生器每O．5 s產生一個外部中斷后，系統(tǒng)就查詢一次系統(tǒng)溫度控制狀態(tài)，并根據(jù)相應的狀態(tài)進行相應的調整,。
狀態(tài)0是未啟動狀態(tài),，表示主機剛剛啟動運行，室內溫度和目標溫度相差可能較大,，這時系統(tǒng)全功率運行5 min,，使室內溫度在最短的時間內到達目標溫度。
狀態(tài)l是啟動狀態(tài),，這時要判斷采樣到的室內溫度與用戶設定溫度值的大小關系,，室內采樣溫度大于用戶設定溫度時，系統(tǒng)進入狀態(tài)2提速狀態(tài),，提高數(shù)／模轉換器的輸出電壓,，從而實現(xiàn)提高電機功率，加速制冷,。當室內采樣溫度小于用戶設定溫度時,，系統(tǒng)進入狀態(tài)3減速狀態(tài)，降低數(shù)／模轉換器的輸出電壓,，從而達到降低電機功率目地,。當室內采樣溫度等于用戶設定時，系統(tǒng)進入平衡狀態(tài),，保持電機功率不變,。從而使室溫維持在用戶所期望的恒定溫度，讓人感到舒適滿意,，更重要的是其節(jié)能效果高達30％以上,。
程序在經過調試后，在實際的應用中有良好的效果,。在實際的測試中,，有2點值得注意：
(1)工業(yè)采集要求的是準確的基礎上靈敏，但這2點有時是相互沖突的,。在實際的應用中,，一般采集64次完全可以保證精度與靈敏性。
(2)由于比較的參數(shù)可以通過E2PROM存貯,，只要對電路稍加改動,，即可適用于其他場合和工礦的要求。因此,，這款成本低,，精度高的溫控節(jié)能裝置具有更強的競爭力，對于購銷雙方都是有利的,。
本系統(tǒng)采用P87LPC764單片機控制,，外圍電路少,、系統(tǒng)穩(wěn)定、功能強,、操作方便,、低成本、值得推廣,。