中央空調系統變頻節能改造方案

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　　隨著(zhù)變頻技術(shù)的日益成熟，利用變頻器、plc、數模轉換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結合，構成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統，自動(dòng)調節水泵的輸出流量;采用變頻調速技術(shù)不僅能使商場(chǎng)室溫維持在所期望的狀態(tài)，讓人感到舒適滿(mǎn)意

　　根據中央空調系統冷卻水系統的一般裝機，建議在冷卻水系統和冷凍水系統各裝兩套傳動(dòng)之星sd-yp系列一體化變頻調速控制柜，其中冷卻水變頻調速控制柜供兩臺冷卻水泵切換（循環(huán)）使用，冷凍變頻調速控制柜供兩臺冷凍水泵切換（循環(huán)）使用。變頻節能調速系統是在保留原工頻系統的基礎上加裝改裝的，變頻節能系統的聯(lián)動(dòng)控制功能與原工頻系統的聯(lián)動(dòng)控制功能相同，變頻節能系統與原工頻系統之間設置了聯(lián)鎖保護，以確保系統工作安全。利用變頻器、人機界面、plc、數模轉換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結合，構成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統，自動(dòng)調節水泵的輸出流量，為了節能提供了可靠的技術(shù)條件。如圖3所示：

　　根據具體情況，同時(shí)考慮到成本控制，原有的電器設備盡可能地利用。冷凍水泵及冷卻水泵均采用一用一備的方式運行，因備用泵轉換時(shí)間與空調主機轉換時(shí)間一致，均為一個(gè)月轉換一次，切換頻率不高，決定將冷凍水泵和冷卻水泵電機的主備切換控制利用原有電器設備，通過(guò)接觸器、啟停按鈕、轉換開(kāi)關(guān)進(jìn)行電氣和機械互鎖。確保每臺水泵只能由一臺變頻器拖動(dòng)，避免兩臺變頻器同時(shí)拖動(dòng)同一臺水泵造成交流短路事故;并且每臺變頻器任何時(shí)間只能拖動(dòng)一臺水泵，以免一臺變頻器同時(shí)拖動(dòng)兩臺水泵而過(guò)載。

　　上位機監控系統主要通過(guò)人機界面完成對工藝參數的檢測、各機組的協(xié)調控制以及數據的處理、分析等任務(wù)，下位機plc主要完成數據采集，現場(chǎng)設備的控制及連鎖等功能。具體工作流程：

　　開(kāi)機：開(kāi)啟冷水及冷卻水泵，由plc控制冷水及冷卻水泵的啟停，由冷水及冷卻水泵的接觸器向制冷機發(fā)出聯(lián)鎖信號，開(kāi)啟制冷機，由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環(huán)控制電路對水泵進(jìn)行調速以控制工作流量，同時(shí)plc控制冷卻塔根據溫度傳感器信號自動(dòng)選擇開(kāi)啟臺數。當過(guò)濾網(wǎng)前后壓差超出設定值時(shí)，plc發(fā)出過(guò)濾堵塞報警信號。送風(fēng)機轉速的快慢是由回風(fēng)溫度與系統設定值相比較后，用pid方式控制變頻器，從而調節風(fēng)機的轉速，達到調節回風(fēng)溫度的目的。

　　保護：由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護，壓力偏低時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟補水泵補水。

　?。?）對冷凍泵進(jìn)行變頻改造控制原理說(shuō)明如下：plc控制器通過(guò)溫度模塊及溫度傳感器將冷凍機的回水溫度和出水溫度讀入控制器內存，并計算出溫差值;然后根據冷凍機的回水與出水的溫差值來(lái)控制變頻器的轉速，調節出水的流量，控制熱交換的速度;溫差大，說(shuō)明室內溫度高系統負荷大，應提高冷凍泵的轉速，加快冷凍水的循環(huán)速度和流量，加快熱交換的速度;反之溫差小，則說(shuō)明室內溫度低，系統負荷小，可降低冷凍泵的轉速，減緩冷凍水的循環(huán)速度和流量，減緩熱交換的速度以節約電能;

　?。?）對冷卻泵進(jìn)行變頻改造由于冷凍機組運行時(shí)，其冷凝器的熱交換量是由冷卻水帶到冷卻塔散熱降溫，再由冷卻泵送到冷凝器進(jìn)行不斷循環(huán)的。冷卻水進(jìn)水出水溫差大，說(shuō)明冷凍機負荷大，需冷卻水帶走的熱量大，應提高冷卻泵的轉速，加大冷卻水的循環(huán)量;溫差小，則說(shuō)明，冷凍機負荷小，需帶走的熱量小，可降低冷卻泵的轉速，減小冷卻水的循環(huán)量，以節約電能。

　　通過(guò)檢測冷卻塔水溫度對冷卻塔風(fēng)機進(jìn)行變頻調速閉環(huán)控制，使冷卻塔水溫度恒定在設定溫度，可以有效地節省風(fēng)機的電能額外損耗，能達到最佳節電效果。

　　通過(guò)檢測冷房溫度對變風(fēng)機組的風(fēng)機進(jìn)行變頻調速閉環(huán)控制，實(shí)現冷房溫度恒定在設定溫度。室內風(fēng)機組變頻控制后可達到理想的節電效果，并且空調效果較佳。

　　本方案的調節方式采用閉環(huán)自動(dòng)調節控制，冷卻水泵系統和冷凍水泵系統的調節方式基本相同，用溫度傳感器對冷卻（冷凍）水在主機上的出口水溫進(jìn)行采樣，轉換成電量信號后送至溫控器將該信號與設定值進(jìn)行比較運算后輸出一類(lèi)比信號（一般為4～20ma、0～10v等）給plc，由plc、數模轉換模塊、溫度傳感器、溫度模塊進(jìn)行溫差閉環(huán)控制，手動(dòng)/自動(dòng)切換和手動(dòng)頻率上升、下降由plc控制，最后把數據傳關(guān)到上位機人機界面實(shí)行監視控制。變頻器根據plc發(fā)出的類(lèi)比信號決定其輸出頻率，以達到改變水泵轉速并調節流量的目的。

　　冷卻（冷凍）水系統的變頻節能系統在實(shí)際使用中要考慮水泵的轉速與揚程的平方成正比的關(guān)系，以及水泵的轉速與管損平方成正比的關(guān)系;在水泵的揚程隨轉速的降低而降低的同時(shí)管道損失也在降低，因此，系統對水泵揚程的實(shí)際需求一樣要降低;而通過(guò)設定變頻器下限頻率的方法又可保證系統對水泵揚程的最低需求。供水壓力的穩定和調節量可以通過(guò)pid參數的調整。當供水需求量減少時(shí)，管道壓力逐漸升高，內部pid調節器輸出頻率降低，當變頻器輸出頻率低至0hz時(shí)，而管道在一設定時(shí)間內還高于設定壓力，變頻器切斷當前變頻控制泵，轉而控制下一個(gè)原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉換過(guò)程中，逐漸輪換使用水泵，使每個(gè)水泵的利用率均等，增加系統、管道壓力的穩定性和可靠性。