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中央空調節(jié)電裝置

1、中央空調系統(tǒng)耗電的現(xiàn)狀

一般來說，中央空調系統(tǒng)的最大負載能力是按照天氣最熱、負荷最大的條件來設計的，存在著很大寬裕量，但實際上系統(tǒng)極少在這些極限條件下工作，根據(jù)有關資料統(tǒng)計，空調設備95%的時間運行在70%負荷以下波動，所以實際負荷總不能達到滿負荷，特別是冷氣需求量少的情況下，主機負荷量低，為了保證有較好的運行狀態(tài)和較高的運行效率，主機能在一定范圍根據(jù)負載的變化加載或卸載，但與之相配套的冷卻水泵和冷凍水泵卻仍在高負荷狀態(tài)下運行，這樣會帶來以下一系列問題：

l        水流量過大使冷水系統(tǒng)進水和回水溫差降低，惡化了主機的工作條件、引起主機熱交換效率下降，電能浪費嚴重；

l        水泵壓力過大，通常都是通過調整管道上的閥門開度來調節(jié)冷卻水和冷凍水流量，因此閥門上存在著很大的能量損失。

由于中央空調冷卻水、冷凍水系統(tǒng)運行效率低，能耗較大且屬長期運行，進行節(jié)能技術改造是完全必要的。

 

2．中央空調調節(jié)冷凍/冷卻泵轉速的節(jié)電原理

采用交流變頻技術控制冷凍/冷卻泵的運行，是目前中央空調系統(tǒng)節(jié)能改造的有效途徑之一。

泵的負載功率與轉速成3次方比例關系，即P∝N³，其中P為功率，N為轉速；可見用變頻調速的方法來減少水泵流量的經(jīng)濟效益是十分顯著的，當所需流量減少，水泵轉速降低時，其電動機的所需功率按轉速的三次方下降。例如：

A． 當水泵流量下降10％（跟蹤輸出頻率為45Hz）

則電動機軸功率P′=(0.9)³P=0.729P    即節(jié)電率27.1％

B. 當水泵流量下降30％（跟蹤輸出頻率為35Hz）

則電動機軸功率P′=(0.7)³P=0.343P    即節(jié)電率65.7％

當冷水機負荷下降時，所需的水流量減少，通過電動機的調速裝置降低泵的轉速來減少水的流量，泵的軸功率相應減少，電動機的輸入功率也隨之減少。當用冷量增加，冷機負荷量增大，冷凝器進出水溫差增大，變頻器運行頻率增加，水泵轉速加快，水流量增加，從而維持溫差恒定。反之亦然。從而達到理想的節(jié)能效果。

3、節(jié)電控制原理

保瓦博士變頻中央控制器通過溫度模塊及溫度傳感器將冷凍/冷卻泵的回水溫度和出水溫度讀入內存，并計算出溫差值；然后根據(jù)其溫差值來控制變頻器的轉速，調節(jié)出水的流量，控制熱交換的速度；溫差大，說明室內溫度高，應提高冷凍/冷卻泵的轉速，加快冷凍/冷卻水的循環(huán)速度和流量，加快熱交換的速度；反之溫差小，則說明室內溫度低，可降低冷凍/冷卻泵的轉速，減緩冷凍/冷卻水的循環(huán)速度和流量，減緩熱交換的速度以節(jié)約電能；變頻器的啟動、停止、運行頻率的改變及監(jiān)控顯示數(shù)據(jù)如變頻器輸出功率、變頻器輸出頻率、輸出電流，輸出電壓等都是由變頻中央控制器通過485通信協(xié)議實現(xiàn)的。

4、節(jié)電控制過程

以50Hz的頻率變頻啟動M1冷凍/冷卻泵（第1臺泵），并自動轉入溫差控制系統(tǒng)，溫差控制曲線--如圖一：

          

          圖一 溫差與變頻器運行頻率的控制曲線

變頻器的上限頻率設為50Hz，變頻器的下限頻率為30Hz（根據(jù)現(xiàn)場情況而定），自動控制時按照圖一的控制曲線，并結合先進的智能模糊控制技術。

當溫差≤1℃時，變頻器將在30Hz頻率運行，隨著室內溫度的不斷升高，冷凍/冷卻回水的溫度也不斷上升，變頻器的運行頻率也隨著溫差的增大而自動升高；

（2）當溫差≥5℃時，變頻器將在50Hz頻率運行，這時1臺變頻器已無法滿足控制要求；需要啟動M2冷凍/冷卻泵（第2臺泵），M2啟動過程完成后，共同調節(jié)冷凍水的流量，控制熱交換的速度，實現(xiàn)了出水和回水間的恒溫差控制；

（3）當溫差繼續(xù)升高并≥5℃時， 要啟動M1、M2冷凍/冷卻泵進行工頻運行，共同調節(jié)冷凍/冷卻水的流量，控制熱交換的速度，實現(xiàn)了出水和回水間的恒溫差控制；

（4）如果當溫差降低到≤1～2℃時，可關閉其中的1泵，保留1臺變頻器自動運行，實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。

冷凍/冷卻泵在運行后，控制系統(tǒng)會自動給主機發(fā)出運行允許信號，從而保證主機開機運行時不會出現(xiàn)如管道結冰的危險，從而保證了變頻節(jié)能部分能很好地配合整個中央空調系統(tǒng)的運行。

   冷凍/冷卻泵控制原理圖如下：

冷凝器

節(jié)能 控 制柜

 

 

溫度傳感器

溫度傳感器

                                   水泵          水泵          

                                                                                                                              

                                   

 

 

 

 

 

 

5、節(jié)電設備特點

l        變頻系統(tǒng)采用最佳勵磁控制方式，對勵磁電流進行最佳的調整, 使電動機的效率得到更大幅度的提高，更進一步實現(xiàn)高效節(jié)能；

l        配備觸摸屏人機介面，操作控制簡捷，各種數(shù)據(jù)顯示直觀；

l        配備可編程控制器、RS485通信模塊，節(jié)電/旁路自動切換，操作方便；

l        內置瞬時停電再啟動功能及再試啟動功能，在無人看管的情況下，完全自動化運行；

l        對水泵實現(xiàn)軟停和軟起，可完全消除網(wǎng)管水錘效應；

l        可隨時調節(jié)管路中的壓差，保證在合適的范圍內；

l        運行合理，電機、水泵、聯(lián)軸器的使用壽命將大大提高；

l        冷凍和冷卻泵的節(jié)電率在20%以上，甚至可達60% 。

6、應用范圍

   各類中央空調冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風機、送風風機等。