新闻报道

如何提升中央空调的自动化水平、降低能耗、延长设备使用寿命?


一、概述

在我国经济快速发展的大背景下,房地产业得到快速发展,中央空调的市场需求也跟着呈现强劲的增长趋势。在市场容量不断增大的吸引下,越来越多的厂家加入到商用中央空调的领域。节能技术的应用,对提升中央空调自动化水平、降低能耗、减少对电网的冲击、延长设备及管网的使用寿命,都具有重要的意义。


中央空调是现代大厦物业、宾馆、商场不可缺少的设施,它能带给人们四季如春,温馨舒适的每一天,由于中央空调功率大,耗能大,加上设计上存在“大马拉小车”的现象,中央空调所产生的电费是用户一项巨大的开支。由于季节变化、昼夜变化以及宾馆酒楼客人入住率的变化、娱乐场所开放时间的变化等等,导致中央空调系统对室内热源吸收量的变化,再加上工艺设计上电机功率都留有相当的富裕量。因此,存在一定的节电空间。将变频技术引入中央空调系统、保持室内恒温,使人们感到更加舒适的同时又可以减少电能损耗节省电费一举两得。


1、中央空调系统简介
图1所示为一典型中央空调机组系统图,主要由冷冻水循环系统、冷却水循环系统及主机三部分组成:


(1)、冷冻水循环系统:该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道(出水),进入室内进行热交换,带走房间内的热量,最后回到主机蒸发器(回水)。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道,降低空气温度,加速室内热交换。


(2)、冷却水循环部分:该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时,必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水,使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔(出水),使之与大气进行热交换,降低温度后再送回主机冷凝器(回水)。


(3)、主机:该部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒(制冷剂)等组成,其工作循环过程如下:

首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能,这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上,最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时,因为压力的突变而气化,形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化,同时会吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后,蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体,重新进入了压缩机,如此循环往复。



二、节能改造方案

中央空调各循环水系统的回水与出水的温差,反映了整个系统所需要进行的热交换量。因此,根据回水与出水的温差来控制循环水的流量,从而控制热交换的速度,是节能改造的可行依据。


1、冷冻水循环系统
冷冻水的出水温度是由主机的制冷效果决定的,通常比较稳定,因此冷冻回水温度可以准确的反映室内的热负荷情况。由此,对于冷冻水循环系统的节能改造,可以取回水温度作为控制对象,通过变频器对冷冻泵流量的自动调节来实现对室内温度的控制。


2、冷却水循环系统
冷却水循环系统同时受室外环境温度及室内热负荷两方面影响,循环水管道单侧的水温不能准确反映该系统的热交换量,因此以出水与回水之间的温差作为控制室内温度的依据比较合理。在外界环境温度不变的情况下,温差大,说明室内热负荷较大,应提高冷却泵的转速,增大冷却水循环的速度;相应的,温差小则减小冷却泵转速。分别在主机蒸发器回水处、冷凝器出水及回水处安装温度传感器,实时检测管网的温度,以模拟信号(0~10V或者4~20mA)反馈给变频器,通过变频器内置的PID运算,输出对应的频率指令自动调节水泵转速,从而调节各循环水的热交换速度,最终实现对室内的恒温控制。需要特别说明的是,变频器内部在设计上集成了PID处理功能,系统无须另配专用控制模块。


3、变频器控制方案


中央空调机组变频器配置如下表:

 

机组

电机功率

变频器型号

数量

中央空调

冷冻泵电机

45kW380V

PI9230 045F3

3

冷却泵电机

75kW380V

PI9230 075F3

3

两组三台水泵,春秋季节是一用二备的工作模式、夏季高峰时是二用一备工作模式。要求,其中一台变频运行,且可以通过手动方式进行切换,其它二台可通过手动方式直接切换到工频运行。


设计:3台水泵电机选配1台变频器。工作时可选择任意一台水泵做主泵、由变频器直接拖动并且变频运行(由内置PID进行闭环控制);其余两台水泵做辅泵、依据制冷情况手动投入工频运行。选用普传科技生产的PI9230系列通用变频器,配置电控柜(保留原软启动控制回路),可选择“市电”、“节电”运行方式。


三、小结

变频节能系统具备下述特点:
1、变频器操作界面为LED显示,监控参数丰富;键盘布局简洁、操作方便;
2、变频器具有过流、过载、过压、过热等多种电子保护装置,并具有丰富的故障报警输出功能,可有效保护供水系统的正常运作;
3、加装变频器后,电机具有软启动及无极调速功能,可使水泵和电机的机械磨损大为降低,延长管组寿命;
4、变频器内部装有大容量滤波电容,可有效提高用电设备的功率因数;
5、该系统实现了对温度的PID闭环调节,室内温度变化平稳,人体感觉更加舒适。


因此,将变频技术应用于中央空调系统,对提升中央空调自动化水平、降低能耗、减少对电网的冲击、延长机械及管网的使用寿命,都具有重要的意义,可以大力进行推广。



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  发布日期:2015-05-03  【打印此页】  【返回
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