中央空调节能改造可行性方案

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一、 现状分析

中央空调是现代大厦物业不可缺少的设施，它带给人们四季如春，温馨的每一天；由于中央空调功率大，耗电量大，加上设计上存在“大马拉小车”的现象，支付用电费用成为用户的一项巨大开支。

贵公司中央空调提供商场，商住，娱乐场所，酒楼与写字楼的制冷，保持整栋大厦内较恒温。因为四季、昼夜温度的变化，流动人员的变化，系统制冷量具有明显的需求变化，且在工艺设计上电动机的功率都有相当的裕量。所以对整套系统的变频节能改造是十分有必要且有明显的节电效果。随着变频技术的成熟和发展，“一天的电费用两天的电”不再是天方夜谭。对中央空调进行变频节能改造是降本增效的一条捷径。

二、 改造方案

深圳市传动之星电气有限公司是一家为中央空调系统实施节能改造的专业公司，专业开发，研制了一种智能化控制设备。我们采用专用温控PID和变频控制技术相结合，对空调柜机的冷却泵，送风机进行变频控制，使其水流量、水压、致冷量和商场的温度相匹配，将这些富裕量无形地取消了，既不需要常年浪费电能，又减少了管道的震动和泄露。从而做到了既满足致冷供水的需要，又节约电能的效果，真正实现了全自动、无人值勤，免维护、节能省电的目的。

以单台柜机说明如下：

1、冷却水循环系统

由冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。

冷冻主机在进行热交换、使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降了温的冷却水，送回到冷冻机组。如此不断循环，带走了冷冻主机释放的热量。

在进行控制时，有两个基本情况：如果回水温度太高，将影响冷冻主机的冷却效果。为了保护冷冻主机，当回水的温度超过一定值后，必须进行保护性跳闸。一般情况下，回水温度不得超过37度。因此，根据回水温度来决定冷却水的流量是可取的。即使进水和回水的温度很低，也不允许冷却水断流。因此，在实行变频调速时，变频器需预置一个下限频率。

综合起来，即是：当回水温度较低时，冷却泵以下限转速运行；当回水温度较高时，冷却泵的转速也逐渐升高，直到工频运行。

由于进水温度是随环境温度而改变的，因此，把温差恒定为某一定值并非上策。因为，当我们采用变频调速系统时，所考虑的不仅仅是冷却效果，还必须考虑节能效果。具体地说，则：温度值定低了，水泵的平均转速上升，影响节能效果：温差值定高了，在进水温度偏高时，又会影响冷却效果。实践表明，根据进水温度来随时调整温差的大小是可取的。即：进水温度低时，应主要着眼于节能效果，控制温差可适当地高一点；而在进水温度高时，则必须保证冷却效果，控制温差应低一些。

根据以上介绍的情况，考虑到节能和致冷的综合效果，我们利用温差控制为主，回水温度控制为辅来控制冷却水系统。具体方式是：用传感器采集冷却水进水和出水温度，PID将温差量变为模拟量反馈给变频器，然后由变频器控制电动机输入的频率。当温差相差不大，冷却水流量可适当减少，这时变频器输出为设定的低频值，电机转速减慢，水流量减少；当温度较高时，冷冻机组有更多的热量需要带走，这时变频器输出为设定的较高频率值，电机转速加快，水流量增加，带走更多的热量。如果冷却水温度超过32C时，{可以根据实际情况设定}，变频器优先以较高的频率运行，这样能根据系统实时需要，提供合适的流量，不会造成电能的浪费。

2、送风机系统

送风机系统主要是向建筑设施内输送冷风，以降低室内的温度。送风量的大小随环境温度、设施内人数的变化而变化。因此根据实际情况而实适的调整送风量的大小，以维持较恒定的室内温度成为一种必要措施。

对此，我们对送风机系统采用PID温度闭环控制，用温度变送器采集室内温度或进风口温度作为PID控制的反馈信号，并将温度信号转变为标准模拟量信号送入变频器。我们可以通过变频器控制面板进行室内温度的设定，由变频器进行实时的PI运算后自动调整电动机的运行频率。这样能根据系统实时需要，提供合适的冷风量，使整套系统以较高的效率运行，不会造成电能的浪费。
一、 节能效益

1、泵与风机的特性原理

泵类负载和风机是目前工业现场中应用最多的设备，虽然泵和风机的特性多种多样，但是主要是以离心泵和离心风机为主。这两种设备的工作特性基本相同，所以下面的特性分析主要以泵特性为主。利用通用变频器对泵进行控制，主要通过对其流量的控制而有效地节能，这是通用变频器在泵类及风机设备中最广泛的一种应用。



2、从运行情况看，进行变频节能改造后具有以下明显效果：

l 节能效果显著；

l 实现了电机的软起动，减少了电机起动对电网及其它设备的冲击；

l 设备运行更平稳，降低了设备的维护量；

真正实现了全自动、无人值勤，免维护、节能省电。