浅谈中央空调系统节能改造研究（终稿）

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1、浅谈屮央空调系统节能改造作者：中达电通股份有限公司吴木荣摘要：利用变频器和PLC的逻辑控制功能及通讯功能，对重要空调各个系统分析后做出节能改造的方案。关键词：中央空调变频技术PLC逻辑控制通讯能力一、前言中央空调是大厦里的耗电大户，正常供暖或供冷季节每年的电费中空调耗电占60%左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。由于屮央空调系统按最人负荷设计，并H留10-20%设计余最，而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的冗余，所以节能的潜力很人。另外冷冻生筮和冷却水泵不能随负载变化

2、作出相应调节运行速度和合理数量，只能靠门和旁通来调节系统的流量与压差，因此不可避免地存在较大截流损火和人流量、高压力、低温差的现象，从而致使大量电能浪费（冷冻水泵额外负载增多间接造成冷水机组负荷变人）和造成屮央空调最末端达不到合理效果的情况。本文针对某酒店改造项目的自身特点，利用变频器和PLC的控制系统对原项日的中央空调系统进行节能改造，使其更加合理利丿IJ能量，对于减少能耗、提高效率具有重要意义。二、项目介绍广东某酒店改造项H节能改造点如下：1、东楼/西楼的中央空调之冷冻水泵控制，改造原因：人工

3、通过调整管阻调整供应冷量，虽然满足使丿IJ但造成冃人的能量浪费。2、东楼/西楼中央空调之冷却水泵控制，改造原I大］:人工通过调幣管阻调桀冷却水流量（热交换量），虽然满足便用但造成巨人的能量浪费。3、东楼/西楼的中央空调Z冷却塔风机控制,改造原因：一是频繁启动，冲击电流大，接触器和电机寿命受影响；二是风量不能根据送冋水温度白动调整而造成能量浪费。4、风机盘管冷量交换控制，主耍分布点为东楼5号会议厅、天波府和大堂及西楼的保龄球馆、宴会厅、西餐厅、一楼大堂、天堂吧、潮洲城、二楼大堂、东大堂和会议室等地方

4、,改造原因：口前热交换和新风供给不能根据人流的多寡作快速调整，并H温控不秸确（采样点在冋风口，冬天供暖，热气上升，人员活动区温度较设定温度低；反之，夏天供冷气，7令气下降，人员活动区温度较设定温度低。5、东楼/西楼的供水系统，改造原因：目前采用人工大幅容调，由于供水电机功率较人（分别为55KW和30KW）,大幅容调除了造成大的功率冗余和能量浪费，同时将会造成供水不稳定、水锤和启动电流冲击，严重影响管件寿命和供水水质。三、控制方案及实现方法酒店屮央空调结构分为供暖和供冷两部分，其屮供冷包含冷却塔，冷

5、水机组，冷冻水泵,冷却水泵和末端，供暖部分包含热水泵和加热器。该中央空调的系统结构如图1所示：Ip回虽L高溢慕氧冷水4^1!<图1中央空调的系统结构图该中央空调的西楼配置图和东楼配置图分别如图2和图3所示:■冷却焙n=3MY■图2西楼配置图•冷竝斤•n-3•“二3图3东楼配置图(1)冷冻机组一般冷冻机组控制系统设计方式：在冷水机组的供/回水总管上分别设一个温度传感器(T),在冷冻回水管上设一个流量计(F)，同时将此三种信号输入到控制器，经运算可得出大楼的冷负荷Q=F*AT,根据冷机组的效率曲线，经

6、过计算比较，取各种组合中的能耗故小者，并根据设备累计运行时间，进而口动选择冷机的最佳组合。使系统的总能耗保持在瑕小值，以达到最佳节能的效果。虽然人容调会产生大的功率兀余人的能量浪费，但从冷水机组的运行特性考虑，在没有生产厂家配合处理的情况下不适宜进行变频改造，故木方案暂不考虑。(2)冷冻泵组/冷却泵组控制方式：依据所送水/回水温差、流量和供回水压差，计算决定启动机组台数和变频运行泵的运行频率，白动调整到最佳热交换量状态;山于水泵采用的是丫一△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3〜4倍，在如此

7、大的电流冲击下，接触器、电机的使川寿命将受到影响；起动时的机械冲及和停泵时水锤现象，容易对机械散件、轴承、阀门、筲道等造成破坏而增加维修工作量和备品、备件费用，另外，仅因丿1动需要将不得不使整栋大楼的配电容量增大若干倍、投入成本增加若干倍。变频器是软启动方式，采川变频器控制电机后，电机在起动时及运转过程屮均无冲击电流，而冲击电流是影响接触器、电机使用寿命故主要的因素，同时采用变频器控制电机后述对避免水垂现象，因此町大大延长电机、接触器及机械散件，轴承、阀门、管道的使用寿命。在无旁通阀作用的情况下，

8、变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化相应调整冷冻水泵电机和冷却水泵电机的转速，满足中央空调系统正常工作而达到节能目的。水泵电机转速卜降，电机从电网吸收的电能就会人人减少。减少的功耗△PuPOU—(NI/N0F3)；减少的流量△Q=Q0(1—(N1/NO))……N1为改变后的转速，NO为电机原转速，P0为原电机转速下的电机轴功率消耗，Q0为原电机转速下所产牛的水泵流量。由上式可以看出流量Q与转速N—次方成正比，功耗P与转速N三次方成止比。假设原流量为100个单位，耗能也为100个单