中央空调系统变频节能改造方案（中央空调节能改造）

　　1 简述中央空调系统在现代企业及生活环境改进层面极其广泛，并且是一些生活环境或生产制造工艺流程中所务必配置的，即说白了人工合成自然环境，不但是温度的规定，也有环境湿度、洁净度等级等。往往规定配备中央空调系统，目地就在于提升产品品质，提升人的舒适感，并且集中化制冷供暖高效率，方便管理，节约成本等。因而，、高层住宅购物广场、商大厦、主会场、剧院、公司办公室、公共图书馆、酒店、大型商场、商场、酒店餐厅、娱乐平台、体育场馆等中大中型工程建筑上面选用中央空调，它是当代大中型房屋建筑不可缺少的服务设施之一，但因为它的电力耗费十分之大，是用电量种植大户，几乎占了耗电量的50%以上，因而其日常支出花费非常大。中央空调系统全是按较大负荷并提升一定容量设计方案的，而其实在一年中，满负荷下运作较多仅有十多天，乃至十多个钟头，绝大多数時间负荷都是在70%下列运作。通常，中央空调系统中冷冻服务器的负载能随时节温度转变自动调节负荷，而与冷冻服务器相符合的冷冻泵、冷却泵却不可以自动调节负荷，几乎长期性在100%负荷下运作，导致了动能的巨大消耗，也恶变了中央空调的软件环境和运作品质。伴随着变频新技术的日益完善，运用变频调速器、PLC、D/A转化控制模块、温度感应器、温度控制模块等构件的有机结合，可组成温度差闭环控制自动控制系统系统，自动调节水泵的输入输出总流量。选用交流电机调速技术性不但能使大型商场室内温度保持在所希望的情况，令人感觉舒服令人满意，使全部系统运行状态轻缓平稳，更主要的是其环保节能实际效果达到30%以上，能产生非常好的经济收益。2 中央空调系统组成及原理中央空调系统关键由下列一些部份构成。
 

　　2.1 冷冻发电机组通向每个屋子的冷却循环水经过冷冻发电机组开展“内部结构热交换器”功效，使冷冻水减温为5~7℃。并根据冷却循环水系统向每个中央空调点给予外界热交换器源。内部结构热交换器造成的发热量，根据冷却水系统在冷却塔中向空气中排出。内部结构热交换器系统是中央空调的“致冷源”。

　　2.2 冷冻冷却塔用以为冷冻发电机组给予“冷却水”。

　　2.3 “外界热交换器”系统此系统由2个冷却循环水系统构成：1)冷冻水循环系统系统由冷冻泵及冷冻管路构成。从冷冻发电机组排出的冷冻水由冷冻泵充压送进冷冻水管路，在每个屋子里进行热交换器，带去屋子里的发热量，使屋子里的温度降低;2)冷却水循环系统系统由冷却泵、冷却水管路及冷却塔构成。冷冻发电机组开展热交换器，使温度冷却的与此同时，终将产生很多的发热量，该发热量被冷却水消化吸收，促进冷却水温度上升，冷却泵将升了温的冷却压力入冷却塔，使之在冷却塔中与空气开展热交换器，随后再将降了温的冷却水，送返回冷冻发电机组，这般持续循环系统，带去冷冻发电机组所施放的发热量。

　　2.4 冷却离心风机

　　1)室内风机组装于任何必须减温的屋子里，用以将由冷冻水冷却了的强冷空气吹进屋子，加快屋子里的热交换器。

　　2)冷却塔离心风机用以减少冷却塔中的温度，加快将“智能回水”带到的发热量释放到空气中去。中央空调系统的四个一部分都能够执行省电更新改造，但冷冻水发电机组和冷却水发电机组处理后的省电实际效果较为理想化。因而人们将仔细论述对冷冻发电机组和冷却发电机组的交流电机调速技改项目，主次表明冷却离心风机的交流电机调速技改项目。

　　3 中央空调系统变频式更新改造的详细计划方案现将某企业集团写字楼的中央空调系统的变频节能改造方案做一实际详细介绍。

　　3.1 中央空调原系统存在中央空调系统更新改造前的首要机器设备和操纵方法：

　　1)450 t冷气机服务器2台，型号规格为特灵二极式离心脱水机，两部并接运作;

　　2)冷冻水泵2台，扬程28 m，适用输出功率45 kW;

　　3)冷却水泵有2台，扬程35m，适用输出功率75 kW，冷冻水泵与冷却水泵均选用一用一备的方法运作;

　　4)冷却塔2台，风扇电机11 kW，并接运作，室内风机4台，5.5 kW，并接运作。是一家中外合资企业，为了更好地给职工构建一个优良的办公环境，写字楼绝大多数室内空间选用全密封的方式，因而企业绝大多数室内空间空气流通实际效果不太好，因此对夏天冷气机品质的需求较高。除开一些节假日日外，其他時间中央空调全是开全的。因为中央空调系统设计方案时按夏天最火、负载较大时设计方案，且留出10%~20%的设计方案容量。在其中冷冻服务器可以依据负荷转变随着载入或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不会随负荷转变做出对应的调整。那样，冷冻水、冷却水系统几乎长期性在大流量、小温度差的情况下运作，导致了动能的巨大消耗。原系统中冷冻、冷却水泵选用的均是Y-△启动方法，电动机的启动电流量均为其额定电压的3~4 倍，在这般大的电流量影响下，交流接触器的使用期限大大的降低;与此同时，运作时的机械设备冲击性和停泵时的水锤现象，非常容易对机械零部件、滚动轴承、闸阀和管路等导致毁坏，进而提升检修劳动量、维护费用，机器设备也非常容易衰老。此外，因为冷冻泵轴运输的制冷量不可以追随系统具体负载的转变，其供热工程的均衡只有由人力调节冷冻服务器出水量温度，結果也只能是用大流量得到小温度差。那样，不但消耗动能，也恶变了系统的系统配置与运作品质。尤其自然环境温度稍低、一些尾端机器设备温度控制稍有失效或敏感度不高时，可能造成大规模中央空调室内温度偏冷，觉得不适感，比较严重影响中央空调系统的运转品质。对于以上具体情况，对的中央空调系统执行了运用变频调速器、工业触摸屏、PLC、AD转换控制模块、温度控制模块、温度感应器等组成的温度差闭环控制全自动变速系统的计划方案。关键对冷冻、冷却水泵开展了交流电机调速技改项目，做到节省电磁能、平稳系统、增加机器设备使用寿命，提升自然环境舒适感的目地。

　　3.2 中央空调系统节能项目的详细计划方案

　　3.2.1 变频式省电基本原理由液体通信传输设备(水泵、离心风机)的原理得知：水泵、离心风机的总流量(排风量)与其说转速比正相关;水泵、离心风机的工作压力(扬程)与其说转速比的平方米正相关;而水泵、离心风机的电机功率相当于总流量与工作压力的相乘，故水泵、离心风机的电机功率与其说转速比的三次方正相关(即与开关电源工作频率的三次方正相关)。变频调速器环保节能的实际效果是十分明显的，这类环保节能收益是看得清的。尤其是调整范畴大、运行电流量大的系统及机器设备，根据图2 可以形象化地看得出在总流量转变时只需对转速比(工作频率)稍加更改便会使水泵电机功率有更多方面上的更改，此特性促使应用变频调速器开展变速变成一种发展趋势，并且逐步推进并运用于各个领域的变速行业。依据上述基本原理得知：更改水泵、离心风机的转速比就可更改水泵、离心风机的功率。图内阴影部分为同一台水泵的直流运作情况与变频式运作情况在伴随着总流量转变所耗费的输出功率差。

　　3.2.2 系统电路原理和操纵方法依据中央空调系统冷却水系统的一般电脑装机方式，提议在冷却水系统和冷冻水系统各装两个传动系统新星SD-YP 系列产品一体化交流电机调速控制箱，在其中冷却交流电机调速控制箱供两部冷却水泵转换(循环系统)应用，冷冻交流电机调速控制箱供两部冷冻水泵转换(循环系统)应用。变频节能变速系统是在保存原直流系统的根基上改造的，变频节能系统的连动控制职能与原直流系统的连动控制作用同样，变频节能系统与原直流系统中间设定了互锁维护，以保证系统工作中安全性。运用变频调速器、工业触摸屏、PLC、AD转换控制模块、温度感应器、温度控制模块等元器件的有机结合，组成温度差闭环控制自动控制系统系统，自动调节水泵的输入输出总流量，为做到环保节能的目地给予了稳定的技术性标准。如下图3所显示，得出了主电源电路实际的改造方案。

　　3.2.3 系统主电源电路的操纵设计方案依据详细情况，与此同时充分考虑成本管控，尽量地根据原来的电气设备。冷冻水泵及冷却水泵均选用一用一备的作业方法，因预留泵变换時间与空调主机变换時间一致，转换工作频率不高，因此冷冻水泵和冷却水泵电动机的主备切换控制运用原来电气设备，根据交流接触器、起停按键、切换开关开展电气设备和机械设备自锁互锁。保证每台水泵只有由一台变频调速器拖拽，防止两部变频调速器与此同时拖拽同一台水泵导致沟通交流短路故障安全事故;而且每台变频调速器一切時间只有拖拽一台水泵，以防一台变频调速器与此同时拖拽两部水泵而负载。

　　3.2.4 系统作用操纵方法上位机软件监管系统关键根据工业触摸屏进行对加工工艺技术参数的检验，各设备的集中控制及其数据信息的解决、剖析等每日任务;下位机PLC关键进行数据采集，当场机器设备的操纵及互锁等作用。实际运行环节中，启动时，打开凉水及冷却水泵，由PLC控制凉水及冷却水泵的起停，由操纵凉水及冷却水泵的交流接触器向制冷机组传出互锁数据信号，打开制冷机组，由变频调速器、温度感应器、温度控制模块构成的温度差闭环控制系统电源电路对水泵开展变速以操纵工作中总流量，与此同时PLC控制冷却塔依据温度感应器数据信号全自动挑选打开数量;当滤网前后左右压力差超过额定值时，PLC传出过虑阻塞报警系统;通风机转速比的速度是由送风温度与系统额定值相较为后，用PID方法操纵变频调速器，进而调整离心风机的转速比，做到调整送风温度的目地。关机时，关掉制冷机组，凉水及冷却水泵及其冷却塔延迟15 min 后全自动关掉。维护时，由液位传感器操纵凉水及冷却水的少水维护，工作压力稍低时全自动打开补水泵补水保湿。

　　3.3 系统节能项目基本原理变频节能系统平面图如下所显示。

　　1)对冷冻泵开展变频式更新改造PLC控制器根据温度控制模块及温度感应器将冷冻机的智能回水温度和出水量温度读取控制板运行内存，并估算出温差值;随后依据冷冻机的智能回水与出水量的温差值来操纵变频调速器的转速比，调整出水量的总流量，操纵热交换器的速率。温度差大，表明房间内温度高系统负载大，应提升冷冻泵的转速比，加速冷冻水的循环速率，增加总流量，加速热交换器的速率;相反温度差小，则表明房间内温度低，系统负载小，可减少冷冻泵的转速比，缓解冷冻水的循环速率，减少总流量，减少热交换器的速率以节省电磁能。

　　2)对冷却泵开展变频式更新改造因为冷冻发电机组启动时，其冷却器的热交换器量是由冷却水送到冷却塔排热减温，再由冷却水下混凝土到冷却器开展持续循环系统的。冷却水渗水出水量温度差大，表明冷冻机负载大，需冷却水带去的发热量大，应提升冷却泵的转速比，增加冷却水的循环量;温度差小，则表明，冷冻机负载小，需携带的发热量小，可减少冷却泵的转速比，减少冷却水的循环量，以节省电磁能。

　　3)冷却塔离心风机变频式操纵根据检验冷却塔水的温度对冷却塔离心风机开展交流电机调速闭环控制系统，使冷却塔温度匀速运动在设置温度，可以合理地节约离心风机的电磁能附加耗损，能达到最好省电实际效果。

　　4)室内风机组变频式操纵根据检验冷房温度对变风发电机组的离心风机开展交流电机调速闭环控制系统，完成冷房温度匀速运动在设置温度。室内风机组变频式操纵后可到达梦想的省电实际效果，而且使中央空调实际效果更好。

　　3.4 系统总流量、工作压力确保本方法的调整方式选用闭环控制自动调节操纵，冷却水泵系统和冷冻水泵系统的调整方法基本一致，用温度感应器对冷却(冷冻)水在服务器上的出入口温度开展取样，转变成用电量数据信号后送至温度控制器将该数据信号与额定值开展较为计算后导出一脉冲信号(一般为4~20 mA、0~10 V等)给PLC，由PLC、D/A转化控制模块、温度感应器、温度控制模块开展温度差闭环控制系统，手动式/全自动转换和手动式工作频率升高、降低由PLC控制，最终把数据信息传输到上位机软件工业触摸屏推行监控操纵。变频调速器依据PLC 传出的脉冲信号决策其导出工作频率，以做到更改水泵转速比并调整总流量的目地。冷却(冷冻)水系统的变频节能系统在具体应用时要考虑到水泵的转速比与扬程的平方米正相关的关联，及其水泵的转速比与管损平方米正相关的关联。在水泵的扬程随转速比的减少而减少的与此同时管路损害也在减少，因而，系统对水泵扬程的具体要求一样要减少;而根据设置变频调速器最低值工作频率的方式又可确保系统对水泵扬程的最少要求。供电工作压力的稳定性和调整量可以根据PID主要参数的调节。当供电需要量降低时，管路工作压力慢慢上升，内部结构PID控制器导出工作频率减少，当变频调速器导出工作频率低至0 Hz时，而管路在一设置時间内还高过调整工作压力，变频调速器断开当今变频式操纵泵，转而操纵下一个原直流操纵泵，变频调速器在水泵操纵变换流程中，慢慢交替应用水泵，使每一个水泵的利用效率平等，提升系统、管路工作压力的稳定度和稳定性。

　　4 中央空调系统开展变频式更新改造的优势变频节能更新改造后除开可以节约很多的电磁能外还具备下列优势：

　　1)电动机启动是软启动，电流量从0 A到额定电压转变，减少了大电流量对电动机的冲击性;

　　2)电机软起动转速比从0 逐渐迟缓提速，可以有效的降低水泵或离心风机的机械设备损坏;

　　3)变频调速器是性能高的电力工程电子产品，具备极强的电机保护作用，能增加系统各组件的使用期限;

　　4)使室内温度保持匀速运动，令人感觉舒服;

　　5)通过升级改造后，可以使系统具备较高的稳定性，降低了自然环境噪声，降低了检修维护保养劳动量。

　　5 总结在高新科技日新月异的今日，积极主动营销推广交流电机调速节能环保的运用，使其转换为社会生产力，是大家水利专业技术人员应负的企业社会责任。对落伍的机器设备生产工艺流程开展技术创新，不但可以提升生产制造品质、生产率，造就丰厚的经济收益，对环保节能、环境保护等社会经济效益一样拥有至关重要的实际意义。伴随着变频调速器运用普及化科技的到来，不但扩张了变频调速器的应用商店，并且为中央空调运用也明确提出了新的课题研究。预估在一段时间的未来，因为交流电机调速技术性的干预，中央空调系统将真真正正地进到经济形势时期，期待上述工作对于同仁们在传统的电气传动设备技术改造和推进高新技术产品的普及应用工作中能有所启示和借鉴。