中央空調系統變頻節能改造方案

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　　隨著變頻技術的日益成熟，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，構成溫差閉環自動控制系統，自動調節水泵的輸出流量;采用變頻調速技術不僅能使商場室溫維持在所期望的狀態，讓人感到舒適滿意

　　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）使用，冷凍變頻調速控制柜供兩臺冷凍水泵切換（循環）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，變頻節能系統的聯動控制功能與原工頻系統的聯動控制功能相同，變頻節能系統與原工頻系統之間設置了聯鎖保護，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，構成溫差閉環自動控制系統，自動調節水泵的輸出流量，為了節能提供了可靠的技術條件。如圖3所示：

　　根據具體情況，同時考慮到成本控制，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，因備用泵轉換時間與空調主機轉換時間一致，均為一個月轉換一次，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，通過接觸器、啟停按鈕、轉換開關進行電氣和機械互鎖。確保每臺水泵只能由一臺變頻器拖動，避免兩臺變頻器同時拖動同一臺水泵造成交流短路事故;并且每臺變頻器任何時間只能拖動一臺水泵，以免一臺變頻器同時拖動兩臺水泵而過載。

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

　　開機：開啟冷水及冷卻水泵，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出聯鎖信號，開啟制冷機，由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環控制電路對水泵進行調速以控制工作流量，同時plc控制冷卻塔根據溫度傳感器信號自動選擇開啟臺數。當過濾網前后壓差超出設定值時，plc發出過濾堵塞報警信號。送風機轉速的快慢是由回風溫度與系統設定值相比較后，用pid方式控制變頻器，從而調節風機的轉速，達到調節回風溫度的目的。

　　保護：由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護，壓力偏低時自動開啟補水泵補水。

　　（1）對冷凍泵進行變頻改造控制原理說明如下：plc控制器通過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，系統負荷小，可降低冷凍泵的轉速，減緩冷凍水的循環速度和流量，減緩熱交換的速度以節約電能;

　　（2）對冷卻泵進行變頻改造由于冷凍機組運行時，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行不斷循環的。冷卻水進水出水溫差大，說明冷凍機負荷大，需冷卻水帶走的熱量大，應提高冷卻泵的轉速，加大冷卻水的循環量;溫差小，則說明，冷凍機負荷小，需帶走的熱量小，可降低冷卻泵的轉速，減小冷卻水的循環量，以節約電能。

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

　　通過檢測冷房溫度對變風機組的風機進行變頻調速閉環控制，實現冷房溫度恒定在設定溫度。室內風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自動調節控制，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行比較運算后輸出一類比信號（一般為4～20ma、0～10v等）給plc，由plc、數模轉換模塊、溫度傳感器、溫度模塊進行溫差閉環控制，手動/自動切換和手動頻率上升、下降由plc控制，最后把數據傳關到上位機人機界面實行監視控制。變頻器根據plc發出的類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際使用中要考慮水泵的轉速與揚程的平方成正比的關系，以及水泵的轉速與管損平方成正比的關系;在水泵的揚程隨轉速的降低而降低的同時管道損失也在降低，因此，系統對水泵揚程的實際需求一樣要降低;而通過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pid參數的調整。當供水需求量減少時，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，而管道在一設定時間內還高于設定壓力，變頻器切斷當前變頻控制泵，轉而控制下一個原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉換過程中，逐漸輪換使用水泵，使每個水泵的利用率均等，增加系統、管道壓力的穩定性和可靠性。