淺談中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造

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1、淺談中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造摘　要:中央空調(diào)的節(jié)能改造有很大的降耗空間，本文論述利用變頻器和PLC的邏輯控制功能及通訊功能，對(duì)重要空調(diào)各個(gè)系統(tǒng)分析后，提出了系統(tǒng)控制方案及實(shí)現(xiàn)方法，完成了整套節(jié)能改造的方案，對(duì)中央空調(diào)減少能耗、提高效率具有重要意義?！　￡P(guān)鍵詞：中央空調(diào)變頻技術(shù)PLC邏輯控制通訊能力1前言　　中央空調(diào)是大廈里的耗電大戶，正常供暖或供冷季節(jié)每年的電費(fèi)中空調(diào)耗電占60％左右，因此中央空調(diào)的節(jié)能改造顯得尤為重要。由于中央空調(diào)系統(tǒng)按最大負(fù)荷設(shè)計(jì)，并且留10-20％設(shè)計(jì)余量，而實(shí)際上絕大部分時(shí)間空調(diào)是不會(huì)運(yùn)行在滿負(fù)荷狀態(tài)下，存在較大的冗余，所以節(jié)能的潛力很大。另外冷凍水泵和冷

2、卻水泵不能隨負(fù)載變化作出相應(yīng)調(diào)節(jié)運(yùn)行速度和合理數(shù)量，只能靠門和旁通來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量與壓差，因此不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象，從而致使大量電能浪費(fèi)（冷凍水泵額外負(fù)載增多間接造成冷水機(jī)組負(fù)荷變大）和造成中央空調(diào)最末端達(dá)不到合理效果的情況?！　”疚尼槍?duì)某酒店改造項(xiàng)目的自身特點(diǎn)，利用變頻器和PLC的控制系統(tǒng)對(duì)原項(xiàng)目的中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，使其更加合理利用能量，對(duì)于減少能耗、提高效率具有重要意義。2　項(xiàng)目介紹廣東某酒店改造項(xiàng)目節(jié)能改造點(diǎn)如下:　　1．東樓/西樓的中央空調(diào)之冷凍水泵控制，改造原因：人工通過(guò)調(diào)整管阻調(diào)整供應(yīng)冷量，雖然滿足使用但造成巨大的能量浪

3、費(fèi)?！　?．東樓/西樓中央空調(diào)之冷卻水泵控制，改造原因：人工通過(guò)調(diào)整管阻調(diào)整冷卻水流量（熱交換量），雖然滿足使用但造成巨大的能量浪費(fèi)?！　?．東樓/西樓的中央空調(diào)之冷卻塔風(fēng)機(jī)控制，改造原因：一是頻繁啟動(dòng)，沖擊電流大，接觸器和電機(jī)壽命受影響；二是風(fēng)量不能根據(jù)送回水溫度自動(dòng)調(diào)整而造成能量浪費(fèi)?！　?．風(fēng)機(jī)盤管冷量交換控制，主要分布點(diǎn)為東樓5號(hào)會(huì)議廳、天波府和大堂及西樓的保齡球館、宴會(huì)廳、西餐廳、一樓大堂、天堂吧、潮洲城、二樓大堂、東大堂和會(huì)議室等地方，改造原因：目前熱交換和新風(fēng)供給不能根據(jù)人流的多寡作快速調(diào)整，并且溫控不精確（采樣點(diǎn)在回風(fēng)口，冬天供暖，熱氣上升，人員活動(dòng)區(qū)溫度較設(shè)

4、定溫度低；反之，夏天供冷氣，冷氣下降，人員活動(dòng)區(qū)溫度較設(shè)定溫度低。　　5．東樓/西樓的供水系統(tǒng)，改造原因：目前采用人工大幅容調(diào)，由于供水電機(jī)功率較大（分別為55KW和30KW），大幅容調(diào)除了造成大的功率冗余和能量浪費(fèi)，同時(shí)將會(huì)造成供水不穩(wěn)定、水錘和啟動(dòng)電流沖擊，嚴(yán)重影響管件壽命和供水水質(zhì)。3　控制方案及實(shí)現(xiàn)方法　　酒店中央空調(diào)結(jié)構(gòu)分為供暖和供冷兩部分，其中供冷包含冷卻塔，冷水機(jī)組，冷凍水泵，冷卻水泵和末端，供暖部分包含熱水泵和加熱器。該中央空調(diào)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：圖1中央空調(diào)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖該中央空調(diào)的西樓配置圖和東樓配置圖分別如圖2和圖3所示：圖2西樓配置圖圖3東樓配置圖（1

5、）冷凍機(jī)組　　一般冷凍機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式：在冷水機(jī)組的供/回水總管上分別設(shè)一個(gè)溫度傳感器（T），在冷凍回水管上設(shè)一個(gè)流量計(jì)（F），同時(shí)將此三種信號(hào)輸入到控制器，經(jīng)運(yùn)算可得出大樓的冷負(fù)荷Q=F*△T，根據(jù)冷機(jī)組的效率曲線，經(jīng)過(guò)計(jì)算比較，取各種組合中的能耗最小者，并根據(jù)設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，進(jìn)而自動(dòng)選擇冷機(jī)的最佳組合。使系統(tǒng)的總能耗保持在最小值，以達(dá)到最佳節(jié)能的效果?！　‰m然大容調(diào)會(huì)產(chǎn)生大的功率冗余大的能量浪費(fèi)，但從冷水機(jī)組的運(yùn)行特性考慮，在沒(méi)有生產(chǎn)廠家配合處理的情況下不適宜進(jìn)行變頻改造，故本方案暫不考慮。（2）冷凍泵組/冷卻泵組　　控制方式：依據(jù)所送水/回水溫差、流量和供回水壓差

6、，計(jì)算決定啟動(dòng)機(jī)組臺(tái)數(shù)和變頻運(yùn)行泵的運(yùn)行頻率，自動(dòng)調(diào)整到最佳熱交換量狀態(tài)；　　由于水泵采用的是Y—△起動(dòng)方式，電機(jī)的起動(dòng)電流均為其額定電流的3～4倍，在如此大的電流沖擊下，接觸器、電機(jī)的使用壽命將受到影響；起動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖及和停泵時(shí)水錘現(xiàn)象，容易對(duì)機(jī)械散件、軸承、閥門、管道等造成破壞而增加維修工作量和備品、備件費(fèi)用，另外，僅因啟動(dòng)需要將不得不使整棟大樓的配電容量增大若干倍、投入成本增加若干倍。變頻器是軟啟動(dòng)方式，采用變頻器控制電機(jī)后，電機(jī)在起動(dòng)時(shí)及運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中均無(wú)沖擊電流，而沖擊電流是影響接觸器、電機(jī)使用壽命最主要的因素，同時(shí)采用變頻器控制電機(jī)后還可避免水垂現(xiàn)象，因此可大大延長(zhǎng)電

7、機(jī)、接觸器及機(jī)械散件，軸承、閥門、管道的使用壽命?！　≡跓o(wú)旁通閥作用的情況下，變頻器能根據(jù)冷凍水泵和冷卻水泵負(fù)載變化相應(yīng)調(diào)整冷凍水泵電機(jī)和冷卻水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，滿足中央空調(diào)系統(tǒng)正常工作而達(dá)到節(jié)能目的。水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)從電網(wǎng)吸收的電能就會(huì)大大減少?！　p少的功耗△P=PO(1—(Nl／N0)^3)；減少的流量△Q＝Q0(1－(N1／N0))-------N1為改變后的轉(zhuǎn)速，N0為電機(jī)原轉(zhuǎn)速，P0為原電機(jī)轉(zhuǎn)速下的電機(jī)軸功率消耗，Q0為原電機(jī)轉(zhuǎn)速下所產(chǎn)生的水泵流量?！　∮缮鲜娇梢钥闯隽髁縌與轉(zhuǎn)速N一次方成