中央空調節能改造

中央空調變頻控制柜簡介

中央空調節能改造之PTI-PH系列中央空調變頻控制柜

一、中央空調系統耗電的現狀

        一般來說，中央空調系統的負載能力是按照氣候天氣、負荷的條件來設計，但實際上系統少在這些條件下工作。根據有關資料統計，空調設備95%的時間運行在70%負荷以下，特別是冷氣需求量少的情況下，主機負荷量低，為了保證有較好的運行狀態，主機能在一定范圍內根據負載的變化加載或卸載，但與之相配套的冷卻泵和冷凍泵卻仍在高負荷狀態下運行，這樣會帶來以下一系列問題：

        水流量過大使冷水系統進水和回水溫差降低，引起主機熱交換效率下降，電能浪費嚴重。

        水泵壓力過大，通常都是通過調整管道上的閥門開度來調節冷卻水和冷凍水流量，因此閥門上存在著很大的能量損失。

        由于中央空調冷卻水、冷凍水系統運行效率低，能耗較大且屬長期運行，進行節能技術改造是必要的。

二、中央空調冷凍/冷卻泵調節轉速的節電原理

        采用交流變頻技術控制冷凍/冷卻泵的運行，是目前中央空調系統節能改造的途徑之一。

        泵的負載功率與轉速成3次方比例關系，即P∝N3，其中P為功率，N為轉速；可見用變頻調速的方法來減少水泵流量的經濟效益是十分顯著的，當所需流量減少，水泵轉速降低時，其電動機的所需功率按轉速的三次方下降。

        例如：

        A．當水泵流量下降10％（跟蹤輸出頻率為45Hz）

               則電動機軸功率P′=(0.9)3P=0.729P 即節電率27.1％

        B．當水泵流量下降30％（跟蹤輸出頻率為35Hz）

               則電動機軸功率P′=(0.7)3P=0.343P 即節電率65.7％

        當用冷量下降時，所需的水流量減少，通過電動機的調速裝置降低泵的轉速來減少水的流量，泵的軸功率相應減少，電動機的輸入功率也隨之減少。當用冷量增加，冷機負荷量增大，冷凝器進出水溫差增大，變頻器運行頻率增加，水泵轉速加快，水流量增加，從而維持溫差恒定。反之亦然。從而達到理想的節能效果。

節電控制原理

        保瓦中央空調節電裝置通過溫度模塊及溫度傳感器將冷凍/冷卻泵的回水溫度和出水溫度讀入內存，并計算出溫差值；然后根據其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，應提高冷凍/冷卻泵的轉速，加快冷凍/冷卻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，可降低冷凍/冷卻泵的轉速，減緩冷凍/冷卻水的循環速度和流量，減緩熱交換的速度。這樣反復的跟蹤并閉環控制，以達到節約電能的目的，節電率可高達20-60%。

應用范圍

        各類中央空調的冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔風機、送風風機等。

節電控制過程

        以50Hz的頻率變頻啟動M1冷凍/冷卻泵，并自動轉入溫差控制系統，溫差控制曲線--如圖一：

溫差與節電柜運行頻率的控制曲線

        1）節電柜的上限頻率設為50Hz，節電柜的下限頻率為30Hz（根據現場情況而定），自動控制時按照圖一的控制曲線，并結合先進的智能模糊控制技術。

當溫差≤1℃時，變頻器將在30Hz頻率運行，隨著室內溫度的不斷升高，冷凍/冷卻回水的溫度也不斷上升，變頻器的運行頻率也隨著溫差的增大而自動升高；

        2）當溫差≥5℃時，變頻器將在50Hz頻率運行，這時1臺變頻器已無法滿足控制要求；需要啟動M2冷凍/冷卻泵（第2臺泵），M2啟動過程完成后，共同調節冷凍水的流量，控制熱交換的速度，實現了出水和回水間的恒溫差控制；

        3）當溫差繼續升高并≥5℃時， 要啟動M1、M2冷凍/冷卻泵進行工頻運行，共同調節冷凍/冷卻水的流量，控制熱交換的速度，實現了出水和回水間的恒溫差控制；

        4）如果當溫差降低到≤1～2℃時，可關閉其中的1泵，保留1臺變頻器自動運行，實現限度的節能。

        冷凍/冷卻泵在運行后，控制系統會自動給主機發出運行允許信號，從而保證主機開機運行時不會出現如管道結冰的危險，從而保證了變頻節能部分能很好地配合整個中央空調系統的運行。

        另外，可根據用戶的要求及現場的情況，增加PLC控制器、數據模塊及液晶人機界面等，為用戶定制智能操作平臺。讓用戶能遠程（或就地）自動（或手動）監控整個中央空調系統的運行。在用戶設定的室內恒溫條件下，中央空調智能平臺會自動選擇是投入1臺主機還是2臺主機，并自動投入或退出冷凍泵與冷卻泵的數量，冷凍泵與冷卻泵始終都有1臺受到變頻的閉環控制，冷卻塔的風機也會根據環境溫度的變化及冷卻水的溫度情況自動選擇開啟或停止。整個中央空調系統都受到這個智能操作平臺的很好的管理。這樣，除了使控制與操作變得更加人性化以外，更能大大節約用電，使整個中央空調系統的節電效果再提高5-20%。

冷凍/冷卻泵控制原理圖如下：

節電設備特點

        1）可配備觸摸屏人機介面，操作控制簡捷，各種數據顯示直觀；

        2）配備可編程控制器、RS485通信模塊，節電/旁路自動切換，操作方便；

        3）內置瞬時停電再啟動功能及再試啟動功能，在無人看管的情況下，自動化運行；

        4）對冷凍/冷卻泵實現軟啟動和軟停機，可消除網管的水錘效應；

        5）可隨時調節管路中的壓差，保證在合適的范圍內；

        6）運行合理，電機、水泵、聯軸器的使用壽命將大大提高；

        7）冷凍和冷卻泵的節電率在20%以上，甚至可達60%。

中央空調變頻控制柜圖片

變頻節電柜型號說明：