蘇州中央空調變頻節(jié)能技術

　　一、中央空調節(jié)能最佳方法

　　由于中央空調主要設備是風機水泵，所以節(jié)能最佳方法就是采用變頻器。目前大多數(shù)中間空調還采用以往舊的控制方式，即：通過改變壓縮機機組、水泵、風機啟停臺數(shù)，以達到調節(jié)溫度的目的。

　　該調節(jié)方式缺點集中表現(xiàn)為如下幾點：

　　● 設備長時間全開或全閉，輪流運行，浪費電能驚人。

　　● 電機直接工頻啟動，沖擊電流大，嚴重影響設備使用壽命。

　　● 溫控效果不佳。當環(huán)境或冷熱負荷發(fā)生變化時，只能通過增減冷熱水泵的數(shù)量或使用擋風板來調節(jié)室內溫度，溫度波動大，舒適感差。

　　中央空調采用變頻器后有如下優(yōu)點：

　　● 變頻器可軟啟動電機，大大減小沖擊電流，降低電機軸承磨損，延長軸承壽命。

　　● 調節(jié)水泵風機流量、壓力可直接通過更改變頻器的運行頻率來完 成，可減少或取消擋板、閥門。

　　● 系統(tǒng)耗電大大下降，噪聲減小。

　　● 若采用溫度閉環(huán)控制方式，系統(tǒng)可通過檢測環(huán)境溫度，自動調節(jié)風量，隨天氣、熱負荷的變化自動調節(jié)，溫度變化小，調節(jié)迅速。

　　● 系統(tǒng)可通過現(xiàn)場總線與中央控制室聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)集中遠程監(jiān)控。
 

　　二、供水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造

　　無論是溴化鋰機組或電制冷(氟利昂)機組的中央空調系統(tǒng)，主機自身的能量消耗有機組控制，機外的電力消耗組不能控制，而這部分的成本是相當高的，卻通常被人忽視了。尤其是溴化鋰機組，在額定狀態(tài)制冷運用行時，機外水泵、冷卻塔的電機耗電量約占總體能源消耗成本的30%(以每公斤油2元、每度電1元計算)。無論從環(huán)境保護角度還是用戶切身利益角度，都應將中央空調系統(tǒng)設計成最節(jié)能的系統(tǒng)。采用變頻器來控制機外水泵電機、冷卻塔電機是最簡單、最有效的節(jié)能措施。一般情況節(jié)電20%~50%，每年可節(jié)省機組及系統(tǒng)總運行費用的12%~20%，十分驚人。

　　1、冷卻水泵變頻控制

　　中央空調的冷卻水泵的功率是根據(jù)空調冷凍機組的壓縮機滿負荷工作設計的，當環(huán)境溫度及各種外界因素，冷凍機組不需要開啟全部壓縮機組，此時空調的冷凝系統(tǒng)所需要的冷卻量也相應地減小，這時就可以通過變頻調速器來調節(jié)冷卻水泵的轉速，降低冷卻水的循環(huán)速度及流量，使冷卻水的冷負荷被冷凝系統(tǒng)充分利用，從而達到節(jié)能目的。從我公司對中央空調的變頻節(jié)能改造得出以下的數(shù)據(jù)，其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運行時，可以大幅度節(jié)省電力，尤其針對直燃機冷卻水流量曲線的特點，采用變頻控制，意義更大，從遠大BZ型直燃機中央空調系統(tǒng)采用海利普變頻器控制水泵測試數(shù)據(jù)為例： 當制冷量75%時，機組所需冷卻水流量34%，水泵電耗約20%; 當制冷量50%時，機組所需冷卻水流量22%，水泵電耗約15%。

　　2、冷溫水泵變頻控制

　　中央空調的冷媒水泵的功率是根據(jù)空調滿負荷工作設計的，當賓館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒有達到空調的滿負荷，這時就可以通過變頻器調速器來調節(jié)冷媒水泵的轉速，降低冷媒水的循環(huán)速度，使冷量和熱量得到充分利用，從而達到節(jié)能目的。如果制冷、采暖共用一臺水泵，則冬季水泵流量只需50%，自然可大大節(jié)省電力;即使是冬夏分泵運行，也可在低負荷季節(jié)適當降低流量，如90%流量時，電耗約75%。

　　3、冷卻塔風機變頻控制

　　風機功率一般都較小，節(jié)電不如水泵明顯。但風機采取變頻控制能極大地有助于冷卻水恒溫，這對于機組制冷恒溫極為關鍵;且能使機組溶液循環(huán)穩(wěn)定，獲得大限度的節(jié)省燃料。冷卻塔風扇低轉速運行還能大幅度減少漂水，節(jié)省水源、延緩水質劣化、減少水霧對周圍的影響。 4、采用變頻器的其他益處 由于變頻器的啟動、停止過程是漸強、漸弱式，能消除電機啟動對電網(wǎng)的沖擊。并可避免電機因過載而引起的故障。

　　由于電機經(jīng)常處于低負荷運行，能大幅度延長電機及水泵、風機的壽命，同時因沒有啟動、停止的沖擊，加上流量的減少，管路承壓及所受沖擊力減小，故對管道、閥門、末端設備也起到了保護作用。另一方面，設備噪音、震動均減小，保護了環(huán)境。

　　4、中央空調機組外變頻器的控制方式

　　 根據(jù)冷卻水出/入口的溫度改變水泵轉速，調整流量;

　　 根據(jù)冷卻水入口溫度改變冷卻塔風機轉速，調整水溫;

　　 根據(jù)冷溫水出/入口的溫差改變水泵轉速，調整流量;

　　 根據(jù)冷卻水出水的溫度改變水泵轉速，調整流量;

　　根據(jù)冷媒水的回水溫度改變水泵轉速，調節(jié)稅流量;

　　三、中央空調末端設備—變風量機組變頻控制

　　變風量機組也是中央空調系統(tǒng)重要的組成部分，其性能指標(風量、冷量、噪音、用電量)的優(yōu)劣，除了變風量機組本身的性能外，更重要的還取決于控制的模式、控制器的性能、品質。

　　隨著中央空調的不斷普及，變風量機組調節(jié)控制器已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：

　　第一階段：風閥調節(jié)。能起到調節(jié)風量的作用，但電能量消耗大、噪音大。

　　第二階段：可控硅調壓調速。能起到調節(jié)風量、冷量、節(jié)能的作用，對變風量機組的噪音有一定的改良作用，其缺點是體積大、可靠性穩(wěn)定性低、故障率高。

　　第三階段：變頻調節(jié)。能大限度的滿足變風量機組對風量、冷量、噪音的調節(jié)要求，節(jié)能效果更明顯，體積小，可靠性穩(wěn)定性高。

　　目前，變頻控制器以其特有的優(yōu)勢，正被中央空調業(yè)內人士所青睞。

　　中央空調調節(jié)冷凍/冷卻泵轉速的節(jié)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(tǒng)節(jié)能改造的有效途經(jīng)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(jīng)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。

　　在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下，由于房地產的快速發(fā)展需求，中央空調的市場需求呈現(xiàn)強勁的增長趨勢。在市場容量不斷增大的吸引下，越來越多的廠家加入到商用中央空調的領域。節(jié)能技術應用于中央空調系統(tǒng)，對提升中央空調自動化水平、降低能耗、減少對電網(wǎng)的沖擊、延長機械及管網(wǎng)的使用壽命，都具有重要的意義。 中央空調是現(xiàn)代大廈物業(yè)、賓館、商場不可缺少的設施，它能帶給人們四季如春，溫馨舒適的每一天，由于中央空調功率大，耗能大，加上設計上存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，支付中央空調所用電費是用戶一項巨大的開支。

　　因為季節(jié)的變化、晝夜的變化、賓館酒樓客人入住率的變化、娛樂場所開放時間的變化等等，從而導致中央空調系統(tǒng)對室內熱源吸收量的變化，再加之工藝設計上電機功率設計有相當?shù)母辉Ａ浚虼?，存在明顯的節(jié)電空間。將變頻技術引入中央空調系統(tǒng)，保持室內恒溫，對其進行的節(jié)能改造是降本增效的一條捷徑。

　　中央空調系統(tǒng)：主要由冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及主機三部分組成：

　　冷凍水循環(huán)系統(tǒng) 該部分由冷凍泵、室內風機及冷凍水管道等組成。從主機蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道(出水)，進入室內進行熱交換，帶走房間內的熱量，最后回到主機蒸發(fā)器(回水)。室內風機用于將空氣吹過冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內熱交換。

　　冷卻水循環(huán)部分 該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進行室內熱交換的同時，必將帶走室內大量的熱能。該熱能通過主機內的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔(出水)，使之與大氣進行熱交換，降低溫度后再送回主機冷凝器(回水)。

　　主機 主機部分由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒(制冷劑)等組成，其工作循環(huán)過程如下： 首先低壓氣態(tài)冷媒被壓縮機加壓進入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過程中冷媒會釋放出大量熱能，這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上，最終釋放到大氣中去。隨后冷凝器中的高壓液態(tài)冷媒在流經(jīng)蒸發(fā)器前的節(jié)流降壓裝置時，因為壓力的突變而氣化，形成氣液混合物進入蒸發(fā)器。冷媒在蒸發(fā)器中不斷氣化，同時會吸收冷凍水中的熱量使其達到較低溫度。最后，蒸發(fā)器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體，重新進入了壓縮機，如此循環(huán)往復。

　　節(jié)能理論：中央空調節(jié)能改造前的工況 在中央空調系統(tǒng)設計時，冷凍泵、冷卻泵的電機容量是根據(jù)建筑物的大設計熱負荷選定的，都留有一定設計余量。由于四季氣候及晝夜溫差變化，中央空調工作時的熱負荷總是不斷變化。

　　四、變頻節(jié)能系統(tǒng)特點

　　1、變頻器界面為LED顯示，監(jiān)控參數(shù)豐富;鍵盤布局簡潔、操作方便;

　　2、變頻器有過流、過載、過壓、過熱等多種電子保護裝置，并具有豐富的故障報警輸出功能，可有效保護供水系統(tǒng)的正常運作;

　　3、加裝變頻器后，電機具有軟啟動及無極調速功能，可使水泵和電機的機械磨損大為降低，延長管組壽命;

　　4、 變頻器內部裝有大容量濾波電容，可有效提高用電設備的功率因數(shù);

　　5、 該系統(tǒng)實現(xiàn)了對溫度的PID閉環(huán)調節(jié)，室內溫度變化平穩(wěn)，人體感覺舒適。

　　總結 將變頻技術應用于中央空調系統(tǒng)，對提升中央空調自動化水平、降低能耗、減少對電網(wǎng)的沖擊、延長機械及管網(wǎng)的使用壽命，都具有重要的意義。
 

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