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Solution解决方案

变(bian)频器在(zai)中央空(kong)调冷却(que)水、冷冻水循环系(xi)统的应用(yong)

引言:

作为建筑内部重点耗(hao)能设(she)备,中央(yang)空(kong)调(diao)(diao)系统(tong)(tong)的(de)(de)耗(hao)电一般(ban)要占整座建筑电耗(hao)的(de)(de) 40% 以上。而(er)中央(yang)空(kong)调(diao)(diao)机组是(shi)以满(man)足使用场所(suo)的(de)(de)最(zui)大(da)冷(leng)热(re)量(liang)(liang)来进行设(she)计(ji)的(de)(de),而(er)在(zai)(zai)实际(ji)应用中绝(jue)大(da)多数(shu)用户在(zai)(zai)使用时,冷(leng)热(re)负荷是(shi)变化的(de)(de),一般(ban)与最(zui)大(da)设(she)计(ji)供(gong)冷(leng)热(re)量(liang)(liang)存在(zai)(zai)着很大(da)的(de)(de)差异,系统(tong)(tong)各部分 90% 以上运行在(zai)(zai)非(fei)满(man)载额定状(zhuang)态。传统(tong)(tong)的(de)(de)中央(yang)空(kong)调(diao)(diao)水、风系统(tong)(tong)均采用调(diao)(diao)节(jie)阀门或(huo)风门开度的(de)(de)方式来调(diao)(diao)节(jie)水量(liang)(liang)和风量(liang)(liang),这种调(diao)(diao)节(jie)方式的(de)(de)缺点不仅是(shi)消耗(hao)大(da)量(liang)(liang)能量(liang)(liang),而(er)且调(diao)(diao)节(jie)品质难(nan)以达到理想(xiang)状(zhuang)态而(er)导致空(kong)调(diao)(diao)的(de)(de)舒适度不良。

应用交流变(bian)频(pin)(pin)技术(shu)通过(guo)对(dui)中央(yang)(yang)空(kong)(kong)(kong)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)的(de)末端空(kong)(kong)(kong)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)风(feng)机(ji)箱、冷(leng)却(que)塔风(feng)机(ji)、冷(leng)冻水 / 冷(leng)却(que)水水泵、甚至主机(ji)驱动(dong)电(dian)机(ji)转速等(deng)进行控制调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)节,从而(er)使空(kong)(kong)(kong)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)各子系(xi)统(tong)风(feng)量、水流量等(deng)负(fu)荷(he)工况参数按负(fu)荷(he)情况得(de)到适时调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)节,不但能(neng)(neng)改(gai)善系(xi)统(tong)的(de)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)节品质,达(da)到阀门、风(feng)门节 / 回流调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)节、变(bian)极(ji)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)速等(deng)落后(hou)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)节方式所不能(neng)(neng)相比的(de)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)节性(xing)能(neng)(neng),改(gai)善空(kong)(kong)(kong)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)的(de)舒适性(xing);更能(neng)(neng)到达(da)节约大量电(dian)能(neng)(neng),降(jiang)低(di)设备(bei)运行费用。随(sui)着变(bian)频(pin)(pin)技术(shu)的(de)成(cheng)熟和发展,“一天(tian)的(de)电(dian)费用两天(tian)的(de)电(dian)”不再是(shi)(shi)天(tian)方夜谭(tan)。对(dui)中央(yang)(yang)空(kong)(kong)(kong)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)进行变(bian)频(pin)(pin)节能(neng)(neng)改(gai)造是(shi)(shi)降(jiang)本增(zeng)效的(de)一条捷径(jing)。中央(yang)(yang)空(kong)(kong)(kong)调(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)系(xi)统(tong)的(de)构成(cheng)及工作原理:

制冷(leng)(leng)(leng)机(ji)通(tong)过压(ya)缩机(ji)将(jiang)制冷(leng)(leng)(leng)剂压(ya)缩成液态后送蒸发(fa)(fa)器(qi)中(zhong)与(yu)冷(leng)(leng)(leng)冻水(shui)进行(xing)热(re)(re)交(jiao)换,将(jiang)冷(leng)(leng)(leng)冻水(shui)制冷(leng)(leng)(leng),冷(leng)(leng)(leng)冻水(shui)泵(beng)将(jiang)冷(leng)(leng)(leng)冻水(shui)送到(dao)(dao)各风(feng)(feng)(feng)机(ji)风(feng)(feng)(feng)口的冷(leng)(leng)(leng)却盘管(guan)中(zhong),由风(feng)(feng)(feng)机(ji)吹送冷(leng)(leng)(leng)风(feng)(feng)(feng)达到(dao)(dao)降温的目的。经蒸发(fa)(fa)后的制冷(leng)(leng)(leng)剂在冷(leng)(leng)(leng)凝器(qi)中(zhong)释放出热(re)(re)量,与(yu)冷(leng)(leng)(leng)却循环水(shui)进行(xing)热(re)(re)交(jiao)换,由冷(leng)(leng)(leng)却水(shui)泵(beng)将(jiang)带有热(re)(re)量的冷(leng)(leng)(leng)却水(shui)送到(dao)(dao)散热(re)(re)水(shui)塔上由水(shui)塔风(feng)(feng)(feng)扇对其进行(xing)喷淋冷(leng)(leng)(leng)却,与(yu)大(da)气之(zhi)间(jian)进行(xing)热(re)(re)交(jiao)换,将(jiang)热(re)(re)量散发(fa)(fa)到(dao)(dao)大(da)气中(zhong)去,如下(xia)图所示(shi):

 

冷冻水循环系统 :

由冷(leng)(leng)冻泵及冷(leng)(leng)冻水(shui)管(guan)道(dao)(dao)组(zu)成(cheng)(cheng)。从冷(leng)(leng)冻主机流出(chu)的(de)(de)冷(leng)(leng)冻水(shui)由冷(leng)(leng)冻泵加压(ya)送入冷(leng)(leng)冻水(shui)管(guan)道(dao)(dao),通过各(ge)房(fang)间(jian)(jian)的(de)(de)盘管(guan),带走房(fang)间(jian)(jian)内(nei)的(de)(de)热(re)量,使房(fang)间(jian)(jian)内(nei)的(de)(de)温度(du)(du)下降。同(tong)时,房(fang)间(jian)(jian)内(nei)的(de)(de)热(re)量被冷(leng)(leng)冻水(shui)吸收,使冷(leng)(leng)冻水(shui)的(de)(de)温度(du)(du)升(sheng)高。温度(du)(du)升(sheng)高了的(de)(de)循环(huan)水(shui)经冷(leng)(leng)冻主机后(hou)又成(cheng)(cheng)为(wei)冷(leng)(leng)冻水(shui),如此(ci)循环(huan)不已。

从(cong)冷冻(dong)(dong)主机流(liu)出,进入(ru)房间的冷冻(dong)(dong)水(shui)简称为(wei)“出水(shui)”,流(liu)经所有房间后回到冷冻(dong)(dong)主机的冷冻(dong)(dong)水(shui)简称为(wei)“回水(shui)”。无疑回水(shui)的温度(du)将(jiang)高于(yu)出水(shui)的温度(du)形成温差(cha)。

冷却(que)水(shui)循环系统(tong) :

冷却(que)(que)(que)泵、冷却(que)(que)(que)水管道(dao)及冷却(que)(que)(que)塔组成。冷冻(dong)主机在进行(xing)热交换、使水温(wen)冷却(que)(que)(que)的(de)同时,必将(jiang)释(shi)放大(da)量(liang)的(de)热量(liang)。该热量(liang)被冷却(que)(que)(que)水吸收,使冷却(que)(que)(que)水温(wen)度升高。冷却(que)(que)(que)泵将(jiang)升了温(wen)的(de)冷却(que)(que)(que)水压入冷却(que)(que)(que)塔,使之在冷却(que)(que)(que)塔中与大(da)气进行(xing)热交换,然后(hou)再将(jiang)降温(wen)了的(de)冷却(que)(que)(que)水,送回(hui)到冷冻(dong)机组。如此不断循环,带走了冷冻(dong)主机释(shi)放的(de)热量(liang)。

流(liu)进(jin)冷(leng)冻(dong)主机(ji)的(de)冷(leng)却水(shui)(shui)简称(cheng)为“进(jin)水(shui)(shui)”,从冷(leng)冻(dong)主机(ji)流(liu)回冷(leng)却塔的(de)冷(leng)却水(shui)(shui)简称(cheng)为“回水(shui)(shui)”。同样(yang),回水(shui)(shui)的(de)温(wen)度将高于(yu)进(jin)水(shui)(shui)的(de)温(wen)度形成温(wen)差。

中央空调节能改造的必要性:

由于设(she)(she)计时,中(zhong)央空(kong)调(diao)(diao)(diao)系(xi)统必须按天气最(zui)(zui)热、负(fu)(fu)荷(he)最(zui)(zui)大(da)(da)时设(she)(she)计,并且留(liu)10-20%设(she)(she)计余(yu)量(liang),然而实际上绝大(da)(da)部分时间(jian)空(kong)调(diao)(diao)(diao)是不(bu)会(hui)运行在满负(fu)(fu)荷(he)状态下,存(cun)在较大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)富余(yu),所以节(jie)能的(de)(de)(de)(de)潜力(li)就较大(da)(da),其中(zhong),冷冻(dong)主机(ji)可(ke)以根据(ju)负(fu)(fu)载(zai)变化(hua)随(sui)之加载(zai)或(huo)减载(zai),冷冻(dong)水(shui)(shui)泵和(he)(he)(he)冷却水(shui)(shui)泵却不(bu)能随(sui)负(fu)(fu)载(zai)变化(hua)作出相应调(diao)(diao)(diao)节(jie),存(cun)在很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)浪费(fei)(fei)。水(shui)(shui)泵系(xi)统的(de)(de)(de)(de)流量(liang)与(yu)压差(cha)以前是靠阀门(men)和(he)(he)(he)旁通调(diao)(diao)(diao)节(jie)来完成(cheng),因此,不(bu)可(ke)避免地存(cun)在较大(da)(da)截流损失(shi)和(he)(he)(he)大(da)(da)流量(liang)、高压力(li)、低温差(cha)的(de)(de)(de)(de)现(xian)象(xiang)(xiang),不(bu)仅大(da)(da)量(liang)浪费(fei)(fei)电(dian)能,而且还造(zao)成(cheng)中(zhong)央空(kong)调(diao)(diao)(diao)最(zui)(zui)末(mo)端达不(bu)到合(he)理效果的(de)(de)(de)(de)情况(kuang)。为解决(jue)这些问题(ti)需(xu)使(shi)水(shui)(shui)泵随(sui)着(zhe)负(fu)(fu)载(zai)的(de)(de)(de)(de)变化(hua)调(diao)(diao)(diao)节(jie)水(shui)(shui)流量(liang)并关闭旁通。 再因水(shui)(shui)泵采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)(de)是Y—△起动方(fang)式,电(dian)机(ji)的(de)(de)(de)(de)起动电(dian)流平均(jun)为其额(e)定电(dian)流的(de)(de)(de)(de)3~4倍,在如此大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)电(dian)流冲击下,接触器、电(dian)机(ji)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)寿(shou)命大(da)(da)大(da)(da)下降,同时,起动时的(de)(de)(de)(de)机(ji)械冲击和(he)(he)(he)停泵时的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)锤现(xian)象(xiang)(xiang),容易对机(ji)械零件、轴承(cheng)、阀门(men)、管道等(deng)造(zao)成(cheng)破坏(huai),从而增加维修工作量(liang)和(he)(he)(he)备品、备件费(fei)(fei)用(yong)。

节能系统介绍:

采用安邦(bang)信G7系列变频(pin)器实现智能模糊控(kong)制,根据冷冻、冷却(que)出回水的(de)温差进行自动变频(pin)运(yun)行,在满足(zu)冷气量需求的(de)同时,实现最大限(xian)度的(de)节电率,最高可达60%以上。

冷(leng)冻系(xi)统(tong)进(jin)行(xing)恒温控制。而以回(hui)水温度(du)信(xin)号作为(wei)目(mu)(mu)标信(xin)号,使压(ya)差的(de)目(mu)(mu)标值可(ke)以在一(yi)定范围内根(gen)据(ju)回(hui)水温度(du)进(jin)行(xing)适当(dang)调整。就(jiu)是说,当(dang)房间(jian)温度(du)较低时,使压(ya)差的(de)目(mu)(mu)标值适当(dang)下降一(yi)些,减小冷(leng)冻泵的(de)平均转速,提高节(jie)能效果。这(zhei)样一(yi)来,既考虑到了(le)环境温度(du)的(de)因素,又改善了(le)节(jie)能效果。

具体方(fang)法是(shi):在(zai)(zai)保证冷冻(dong)机组冷冻(dong)水(shui)(shui)流量所(suo)需前提下(xia)(xia),确定(ding)一个冷冻(dong)泵变频(pin)器工作(zuo)的最小(xiao)工作(zuo)频(pin)率(lv)(lv),可将其(qi)(qi)设定(ding)为下(xia)(xia)限频(pin)率(lv)(lv)。水(shui)(shui)泵电(dian)机频(pin)率(lv)(lv)调节是(shi)通过安装(zhuang)在(zai)(zai)系统管道上温(wen)度传感器测回(hui)水(shui)(shui)温(wen)度。温(wen)控器将其(qi)(qi)与设定(ding)值进行比较。当(dang)冷冻(dong)回(hui)水(shui)(shui)温(wen)度大于(yu)设定(ding)值时(shi),变频(pin)器输出上限频(pin)率(lv)(lv),水(shui)(shui)泵电(dian)机高速运转;当(dang)冷冻(dong)回(hui)水(shui)(shui)温(wen)度小(xiao)于(yu)设定(ding)温(wen)度时(shi)电(dian)机以(yi)设定(ding)的频(pin)率(lv)(lv)曲线工作(zuo)。系统图如下(xia)(xia):

冷(leng)却系统以压差(cha)信(xin)号为反馈信(xin)号,进行恒压差(cha)控制(zhi),系统如图所示:

 

主要的功能有:

*变频/工频切换(huan)功能

如将(jiang)转(zhuan)换(huan)K1开关置于“停”位(wei),则不改(gai)变(bian)原控制柜(ju)的操作,如要变(bian)频运(yun)行,则转(zhuan)换(huan)1开关必须置于“1号”位(wei)

*闭(bi)环(huan)全自动运行功能

将转换开关K1置于“1”位,“变(bian)频(pin)运行”指示灯亮,此时变(bian)频(pin)器(qi)的运行频(pin)率由PID自(zi)动给定,无须(xu)人工调(diao)节(jie)。

*开环调节(jie)功能

将转换开关K1置于“1”位,“变(bian)(bian)频运(yun)行(xing)(xing)”指示灯亮,此时(shi)变(bian)(bian)频器(qi)的运(yun)行(xing)(xing)频率通(tong)过设(she)定变(bian)(bian)频器(qi)参数F12=1,就可以通(tong)过调节电位器(qi),人为设(she)定。从(cong)运(yun)行(xing)(xing)情况(kuang)看,进行(xing)(xing)变(bian)(bian)频节能改造后:

*节能(neng)效果显(xian)著;

*实现了(le)软启(qi)动,电(dian)机启(qi)动电(dian)流(liu)大幅度下降,避免了(le)电(dian)机启(qi)动时对电(dian)网的冲击(ji);

*设备(bei)运(yun)行(xing)更平稳,消(xiao)除了启动和停机时的水锤效应;

*实现了闭环全(quan)自动(dong)控制,提高了自动(dong)化水(shui)平,运行安(an)全(quan)可靠、无(wu)人值守。

结束语:

变频器具有节能(neng)(neng)自动运行,能(neng)(neng)持续优化电机效(xiao)率,实现最大的节能(neng)(neng)效(xiao)果,同时内置PID调节器,方(fang)便实现自动化控(kong)制。一般整体节电效(xiao)果达30%~60%,安全可靠、操作简单。

中(zhong)央(yang)空调是(shi)现(xian)代物业大厦,宾馆(guan)商场不可缺少的(de)设施,它能(neng)给人们带来四季如春,温馨舒适(shi)的(de)每一(yi)天,对中(zhong)央(yang)空调实行节能(neng)改造,既节省了(le)(le)大量的(de)电能(neng),又保护(hu)了(le)(le)环(huan)境,更为重要(yao)的(de)是(shi)为企(qi)业带来了(le)(le)巨(ju)大的(de)经济效益,大大加强了(le)(le)企(qi)业的(de)竞争力!

 


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