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中央空調(diào)變頻控制柜
大型場館，寫字樓的電耗中，中央空調(diào)系統(tǒng)占據(jù)了一個(gè)很大的比例（暖通空調(diào)設(shè)備是建筑中的用電大戶，其裝機(jī)容量約占建筑中用電設(shè)備總?cè)萘康?/font>60%，其耗電量約占總耗電量的50%）。對(duì)于一般性集中空調(diào)系統(tǒng)，冷熱源使用能量占40%，輸送系統(tǒng)使用能量占60%。
常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分：風(fēng)機(jī)和冷凍冷卻水泵為工頻運(yùn)行，同時(shí)由于系統(tǒng)設(shè)備容量選型、以及不能根據(jù)實(shí)際用冷量及天氣的冷暖變化等因素的影響自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)水量，同時(shí)大多數(shù)系統(tǒng)都不同程度存在著溫差偏小、揚(yáng)程過高、流量過大等現(xiàn)象而白白消耗了大量電能。這些現(xiàn)象的存在再次為我們實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造提供了節(jié)能空間保障。
山東新壬設(shè)計(jì)的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)主要由變頻器、可編程控制器(PLC)、溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等控制單元組成。它可根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)各關(guān)鍵部位的溫度和壓力，控制調(diào)整壓縮機(jī)、冷卻水、冷凍水、風(fēng)機(jī)等機(jī)組拖動(dòng)單元的轉(zhuǎn)速，在精確地進(jìn)行溫度控制的同時(shí)，延長空調(diào)系統(tǒng)壽命(15-20倍)，可較大幅度地節(jié)約電能。
主要性能和特點(diǎn)：
■ 節(jié)電效果顯著，節(jié)電率一般可達(dá)30%-60%
■ 多泵智能切換運(yùn)行，變頻－工頻系統(tǒng)可相互切換，減少投資和確保設(shè)備安全使用。
■ 系統(tǒng)閉環(huán)控制：使設(shè)備隨熱負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，準(zhǔn)確地進(jìn)行溫度控制，在較佳控制狀態(tài)下提供較大限度的節(jié)能。
■ 實(shí)現(xiàn)降速運(yùn)行和軟啟動(dòng)，減少振動(dòng)、噪聲和磨損，延長了使用壽命，減少公害，保護(hù)環(huán)境。
■ 先進(jìn)的設(shè)置和監(jiān)控及調(diào)節(jié)功能改善了系統(tǒng)運(yùn)行特性，使系統(tǒng)使用方便。
■ 系統(tǒng)具有各種保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。
■ 系統(tǒng)具有故障報(bào)警及故障自動(dòng)停機(jī)功能，保證了運(yùn)行的可靠性。
1、中央空調(diào)系統(tǒng)耗電的現(xiàn)狀：
一般來說，中央空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)載能力是按照天氣，負(fù)荷等各類條件來設(shè)計(jì)的，存在著很大寬裕量，但實(shí)際上系統(tǒng)極少在這些極限條件下工作，根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，空調(diào)設(shè)備95%的時(shí)間運(yùn)行在70%負(fù)荷以下波動(dòng)，所以實(shí)際負(fù)荷總不能達(dá)到滿負(fù)荷，特別是冷氣需求量少的情況下，主機(jī)負(fù)荷量低，為了保證有較好的運(yùn)行狀態(tài)和較高的運(yùn)行效率，主機(jī)能在一定范圍根據(jù)負(fù)載的變化加載和卸載，但與之相配套的冷卻水泵和冷凍水泵卻仍在高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，這樣會(huì)帶來以下一系列問題：
● 水流量過大使冷水系統(tǒng)進(jìn)水和回水溫差降低，惡化了主機(jī)的工作條件、引起主機(jī)熱交換效率下降，電能浪費(fèi)嚴(yán)重；
● 水泵壓力過大，通常都是通過調(diào)整管道上的閥門開度來調(diào)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(diào)冷卻水、冷凍水系統(tǒng)運(yùn)行效率低，能耗較大且屬長期運(yùn)行，進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造是完全必要的。
2、中央空調(diào)調(diào)節(jié)冷凍/冷卻泵轉(zhuǎn)速的節(jié)電原理：
采用交流變頻技術(shù)控制冷凍/冷卻泵的運(yùn)行，是目前中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的有效途經(jīng)之一。泵的負(fù)載功率與轉(zhuǎn)速成3次方比例關(guān)系，即P∝N3，其中P為功率，N為轉(zhuǎn)速；可見用變頻調(diào)速的方法來減少水泵流量的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的，當(dāng)所需流量減少，水泵轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其電動(dòng)機(jī)的所需功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。例如：
A． 當(dāng)水泵流量下降10％（跟蹤輸出頻率為45Hz）
則電動(dòng)機(jī)軸功率P′=(0.9)3P=0.729P 即節(jié)電率27.1％
B. 當(dāng)水泵流量下降30％（跟蹤輸出頻率為35Hz）
則電動(dòng)機(jī)軸功率P′=(0.7)3P=0.343 即節(jié)電率65.7％
當(dāng)冷水機(jī)負(fù)荷下降時(shí)，所需的水流量減少，通過電動(dòng)機(jī)的調(diào)速裝置降低泵的轉(zhuǎn)速來減少水的流量，泵的軸功率相應(yīng)減少，電動(dòng)機(jī)的輸入功率也隨之減少。當(dāng)用冷量增加，冷機(jī)負(fù)荷量增大，冷凝器進(jìn)出水溫差增大，變頻器運(yùn)行頻率增加，水泵轉(zhuǎn)速加快，水流量增加，從而維持溫差恒定。反之亦然。從而達(dá)到理想的節(jié)能效果。
3、節(jié)電控制原理：
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(nèi)存，并計(jì)算出溫差值；然后根據(jù)其溫差值來控制變頻器的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)出水的流量，控制熱交換的速度；溫差大，說明室內(nèi)溫度高，應(yīng)提高冷凍/冷卻泵的轉(zhuǎn)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(nèi)溫度低，可降低冷凍/冷卻泵的轉(zhuǎn)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(dòng)、停止、運(yùn)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(shí)現(xiàn)的。
4、應(yīng)用范圍：
各類中央空調(diào)冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、送風(fēng)風(fēng)機(jī)等;
5、節(jié)電控制過程：
變頻器的上限頻率設(shè)為50Hz，變頻器的下限頻率為30Hz（根據(jù)現(xiàn)場情況而定），自動(dòng)控制時(shí)按照?qǐng)D一的控制曲線，并結(jié)合先進(jìn)的智能模糊控制技術(shù)。
（1）當(dāng)溫差≤1℃時(shí)，變頻器將在30Hz頻率運(yùn)行，隨著室內(nèi)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(yùn)行頻率也隨著溫差的增大而自動(dòng)升高；
（2）當(dāng)溫差≥5℃時(shí)，變頻器將在50Hz頻率運(yùn)行，這時(shí)1臺(tái)變頻器已無法滿足控制要求；需要啟動(dòng)M2冷凍/冷卻泵（第2臺(tái)泵），M2啟動(dòng)過程完成后，共同調(diào)節(jié)冷凍水的流量，控制熱交換的速度，實(shí)現(xiàn)了出水和回水間的恒溫差控制；
（3）當(dāng)溫差繼續(xù)升高并≥5℃時(shí)， 要啟動(dòng)M1、M2冷凍/冷卻泵進(jìn)行工頻運(yùn)行，共同調(diào)節(jié)冷凍/冷卻水的流量，控制熱交換的速度，實(shí)現(xiàn)了出水和回水間的恒溫差控制；
（4）如果當(dāng)溫差降低到≤1～2℃時(shí)，可關(guān)閉其中的1泵，保留1臺(tái)變頻器自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)較大限度的節(jié)能。
冷凍/冷卻泵在運(yùn)行后，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給主機(jī)發(fā)出運(yùn)行允許信號(hào)，從而保證主機(jī)開機(jī)運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)如管道結(jié)冰的危險(xiǎn)，從而保證了變頻節(jié)能部分能很好地配合整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。
6、節(jié)電設(shè)備特點(diǎn):
●變頻系統(tǒng)采用勵(lì)磁控制方式，對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)整, 使電動(dòng)機(jī)的效率得到更大幅度的提高，更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能；
●配備觸摸屏人機(jī)介面，操作控制簡捷，各種數(shù)據(jù)顯示直觀；
●配備可編程控制器、RS485通信模塊，節(jié)電/旁路自動(dòng)切換，操作方便；
●內(nèi)置瞬時(shí)停電再啟動(dòng)功能及再試啟動(dòng)功能，在無人看管的情況下，完全自動(dòng)化運(yùn)行；
●對(duì)水泵實(shí)現(xiàn)軟停和軟起，可完全消除網(wǎng)管水錘效應(yīng)；
●可隨時(shí)調(diào)節(jié)管路中的壓差，保證在合適的范圍內(nèi)；
●運(yùn)行合理，電機(jī)、水泵、聯(lián)軸器的使用壽命將大大提高；
●冷凍和冷卻泵的節(jié)電率在20%以上，甚至可達(dá)60%