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一、中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù) 很多中央空調(diào)制冷機(jī)的制冷功率與節(jié)能改造管的大小、冷卻塔的循環(huán)流量、冷卻(凍)泵的功率等嚴(yán)重不配套。大部分節(jié)能改造量偏大，也就是大家常說的“小馬配大鞍”，這樣既增加了與制冷機(jī)配套設(shè)備的投入費(fèi)用，又造成系統(tǒng)運(yùn)行電費(fèi)白白加大。 中央空調(diào)制冷機(jī)的最大負(fù)載能力是按照天氣最熱，負(fù)荷最大的條件來設(shè)計(jì)的，存在很大的余量，但制冷機(jī)極少在這種極限條件下工作，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，中央空調(diào)設(shè)備97的運(yùn)行時(shí)間在70的設(shè)計(jì)負(fù)荷以下，主機(jī)能在一定的范圍內(nèi)根據(jù)未端冷量的要求加載或卸載，但與之配套的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)扇仍在最高負(fù)荷下運(yùn)行（泵功率是按峰冷負(fù)荷對應(yīng)水流量1.2倍配比）這部分電費(fèi)是極其浪費(fèi)的。 例如： 1.由于系統(tǒng)受末端溫控器的影響，水閥會(huì)節(jié)流或關(guān)閉，使系統(tǒng)水流量減小，管道壓力增大，造成額外的電能損失。 2.由于系統(tǒng)常配備2臺以上主機(jī)，當(dāng)只需開一臺主機(jī)時(shí)另一臺主機(jī)的冷凍水、冷卻水管路通常的設(shè)計(jì)不能自動(dòng)關(guān)閉，造成水流的無效循環(huán)，能量損失大。 3.系統(tǒng)的壓力增大和水泵的全速運(yùn)行，造成水泵磨損增加，增加管網(wǎng)和閥門的跑冒滴漏現(xiàn)象。 4.水泵通常采用Y-△啟動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)電流大，會(huì)對供電系統(tǒng)造成沖擊，并且接觸器觸電易燒壞，造成缺相燒毀電機(jī)。 二、調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速的節(jié)電原理 如圖示為離心水泵的水壓H-流量Q曲線特性圖。 n1-代表風(fēng)機(jī)水泵 在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)的特性； n2-代表風(fēng)機(jī)水泵降速運(yùn)行在n2轉(zhuǎn)速時(shí)的特性； R1-代表風(fēng)機(jī)水泵管路阻力最小時(shí)的阻力特性； R2-代表風(fēng)機(jī)水泵管路阻力增大到某一數(shù)組時(shí)的阻力特性。 水泵在管路特性曲R1工作時(shí)，工況點(diǎn)為A，其流量壓力分別為Q1、H1，此時(shí)水泵所需的功率正比于H1與Q1的乘積，即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小流量到Q2，實(shí)際上通過增加管網(wǎng)管阻，使風(fēng)機(jī)水泵的工作點(diǎn)移到R2上的B點(diǎn)，水壓增大到H2，這時(shí)水泵所需的功率正比H2Q2的面積，即近比廣BH2OQ2的面積。顯然水泵所需的功率增大了。這種調(diào)節(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節(jié)能，是以高運(yùn)行成本換取簡單控制方式。 若采用變頻調(diào)速，風(fēng)機(jī)水泵轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，這時(shí)工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時(shí)變頻調(diào)速后水泵所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的。 通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q1 ＝Q2（n1 /n2 ）； H1 ＝H2 (n1 /n2 )2； P1 ＝P2 (n1 /n2 )3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。 采用交流變頻技術(shù)控制水泵運(yùn)行，是目前中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的有效途經(jīng)，當(dāng)所需流量減少時(shí)，采用交流變頻調(diào)速使水泵轉(zhuǎn)速下降，可以節(jié)約大量的電能。P1 ＝P2 (n1 /n2 )3，這就是說水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速是三次方的關(guān)系。如果所需流量減少時(shí)，通過變頻器調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速下降，其所需軸功率是按轉(zhuǎn)速的三次方下降。例如，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的60即頻率F30Hz時(shí)，其電動(dòng)機(jī)軸功率下降了78.4，即節(jié)電了78.4。 三、節(jié)能改造技術(shù)方案 我們采用變頻器和PLC等控制元件對中央空調(diào)進(jìn)行技術(shù)改造。系統(tǒng)采用對機(jī)房的數(shù)據(jù)綜合采集，對主機(jī)和水路自動(dòng)開停，冷凍泵、冷卻泵采用變頻調(diào)速，冷卻塔風(fēng)扇采用啟停控制，最大限度地進(jìn)行節(jié)能改造。 1.對主機(jī)的改造 對主機(jī)采集運(yùn)行信號和增加主機(jī)接口，遙控啟停主機(jī)和電動(dòng)閥。 2.對冷凍泵進(jìn)行變頻改造 控制原理說明如下：PLC控制器通過溫度、壓力模塊和溫度、壓力傳感器將冷凍水的出水、回水的溫度、壓力讀入內(nèi)存，計(jì)算出溫差值和壓力差值，然后根據(jù)壓力差保證末端設(shè)備的壓力流量，通過溫度差和壓力差的加權(quán)算法，得出保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，冷凍泵所需要的最小轉(zhuǎn)速，并傳輸?shù)阶冾l器進(jìn)行調(diào)速控制。 3.對冷卻泵進(jìn)行變頻改造 控制原理說明如下：PLC控制器通過溫度模塊和溫度傳感器將冷卻水的出水、回水的溫度讀入內(nèi)存，計(jì)算出溫差值，以進(jìn)水和回水的溫差作為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水和回水間的恒溫差控制。通過溫度差的加權(quán)算法，得出保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，冷卻泵所需要的最小轉(zhuǎn)速，并傳輸?shù)阶冾l器進(jìn)行調(diào)速控制。溫差大，說明機(jī)組產(chǎn)生的熱量大，應(yīng)提高冷卻泵轉(zhuǎn)速，加大冷卻水的循環(huán)速度；溫差小，說明機(jī)組產(chǎn)生的熱量小，可以降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷卻泵的循環(huán)速度。特別是冬季需要使用空調(diào)的單位，節(jié)能效果更加顯著。 4.對冷卻塔風(fēng)扇進(jìn)行起停控制 控制原理說明如下：冷卻水溫度過高，機(jī)組能效比會(huì)降低；冷卻水溫度過低，有些保護(hù)功能強(qiáng)的機(jī)組就會(huì)停機(jī)保護(hù)。 PLC控制器通過溫度模塊和溫度傳感器將冷卻水的出水、回水的溫度讀入內(nèi)存，計(jì)算出溫差值，當(dāng)溫差小于一定時(shí)，說明冷卻能力超過，可以逐臺停用風(fēng)扇，當(dāng)溫差大于一定時(shí)，自動(dòng)逐臺開啟，這樣可以節(jié)約電力，并且避免了機(jī)組保護(hù)性停機(jī)，特別是冬季需要使用空調(diào)的單位，不僅節(jié)能效果好而且系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行得到保證。 四、中央空調(diào)變頻節(jié)能系統(tǒng)的特點(diǎn) 1.變頻系統(tǒng)采用最佳勵(lì)磁控制方式，對勵(lì)磁電流進(jìn)行最佳的調(diào)節(jié)，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)高效率的節(jié)能。 2.配備觸摸屏人機(jī)界面，操作控制簡捷，各種數(shù)據(jù)顯示直觀。 3.具備專家診斷軟件、設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)和直觀的系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示。 4.配備PLC、4CH溫度A/D模塊、RS485通訊模塊等。 5.采用先進(jìn)的智能模糊控制技術(shù)，節(jié)電效果大幅度提高。 6.智能模糊控制系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，同時(shí)抗干擾能力很強(qiáng)。 7.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。 8.具有寬廣的輸入電壓范圍。 9.對水泵實(shí)現(xiàn)軟停、軟啟，保護(hù)接觸器觸點(diǎn)，完全消除管網(wǎng)水錘效應(yīng)。 10.可隨時(shí)調(diào)節(jié)管路中的壓差，保證在合適的范圍內(nèi)。 11.配置靈活，自動(dòng)化程度高，各種功能（含保護(hù)功能齊全），靈活可靠。 12.占地面積小，投入小，效率高。 13.運(yùn)行合理，電機(jī)、水泵、連軸器的使用壽命將大大提高。 14.冷凍和冷卻泵的節(jié)能率在30以上，根據(jù)工程實(shí)例，我們的系統(tǒng)節(jié)電率是4070，比一般的系統(tǒng)高15的節(jié)電效率，并且對主機(jī)運(yùn)行沒有任何不良影響。 五、系統(tǒng)主要功能 1.實(shí)現(xiàn)無人值守機(jī)房，系統(tǒng)采用智能綜合管理，避免人工操作的不可靠性，相當(dāng)于請了一個(gè)空調(diào)專家來最佳調(diào)配你的中央空調(diào)。 2.自動(dòng)增減主機(jī)或主機(jī)定時(shí)開機(jī)和停機(jī)，根據(jù)負(fù)荷需要自動(dòng)增減主機(jī)數(shù)量，省一臺主機(jī)就節(jié)省了包括所有配套設(shè)備的電力；或每天可設(shè)置5個(gè)時(shí)間段來分別開停主機(jī)。 3.采用電動(dòng)蝶閥自動(dòng)關(guān)斷不工作主機(jī)的冷凍和冷卻水路，保證工作主機(jī)的水流充分和避免水流浪費(fèi)，自動(dòng)關(guān)一個(gè)閥門就相當(dāng)于省了一半的電。 4.智能變頻器控制，根據(jù)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的綜合采集，評估出最佳變頻頻率值。 5.采用觸摸屏顯示變頻器的輸出功率、輸出頻率、輸出電流、輸出電壓、主機(jī)，冷凍泵，冷卻塔的運(yùn)行狀態(tài)。 6.記錄水泵和冷卻塔的工作臺時(shí)，供維修保養(yǎng)提供有力數(shù)據(jù)。 7.具有報(bào)警功能，可以對各種預(yù)先設(shè)定的條件進(jìn)行報(bào)警 8.具有遠(yuǎn)程控制接口，可以加裝電腦遠(yuǎn)程控制（另外報(bào)價(jià)） 9.保留系統(tǒng)原有手動(dòng)操作功能，增加全自動(dòng)操作功能，故障時(shí)可完全手動(dòng)操作，自動(dòng)和手動(dòng)雙備份，可靠性高。 10.備用泵加入系統(tǒng)自動(dòng)輪換工作，使各泵工作時(shí)間均勻，延長水泵工作壽命。 11.主機(jī)停機(jī)后，系統(tǒng)冷凍泵延時(shí)15分鐘停機(jī)，充分利用管道內(nèi)存留的冷凍水冷量。