冷却水塔风机的变频节能改造.doc

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1、冷却水塔风机的变频节能改造作者：林显彦单位：北京世邦魏理仕物业管理公司摘要由于中央空调系统中冷却塔的设备容量是根据在夏天最大热负载的条件下选定的，也就是考虑到最恶劣的条件，然而在实际设备运行中，由于季节、气候及工作负载的等效热负载等诸多因素都决定了机组设备经常是处于较低热负载的情况下运行，所以机组的耗电常常是不必要的和浪费的。因此，使用变频调速控制冷却风机的转速，在夜间或在气温较低的季节气候条件下，通过调节冷却风机的转速和冷却风机的开启台数，节能效果就非常显著。关键词：变频应用；冷却塔风机；节能前言我单位有4台冷却水塔，每台冷却水塔有一台冷却风机，型号为Y180M-4，额定电压为38

2、0V，频率为50Hz，功率为18.5KW,额定电流为35.9A，接法为△。平时以工频50Hz运行，为使温度保持在28℃-32℃左右，当一台风机不能满足时必须加开一台，因此原来可能只需要1.2台风机的风量就足够现在却要开2台风机，造成了能源的浪费，固此需要加装变频器对风机进行控制调节。一.原系统存在的问题1．电能消耗大第10页共10页由于原来的冷却风机采用工频、全压运行，在室外温度低或低热负载情况下会造成电能的损耗，长期使用造成很大的浪费。1．设备故障率高由于冷却风机长期在工频、全压下运行，增加了减速箱的磨损，减少了减速箱的寿命。设备故障率增加，配件更换频繁，维修费用增加，浪费人力。2

3、．用水量大由于冷却风机长期在工频、全压下运行，风量大，造成冷却水的散失大，用水量增加，水处理的用药也相应增加。3．人力投入大由于必须因应天气变化增加或减少冷却风机，日常工作人员对冷却塔的巡查时段增加，设备的维护周期缩短，须投入大量人力资源进行维护保养。二.变频器对冷却风机改进方案利用变频器、PID调节器、温度传感器等组成以温度为控制对象的闭环控制。图1所示为冷却塔风机变频控制原理。冷却塔风机的作用是将出水温度降到一定的值，其降温效果可以通过变频器的速度调整来进行。被控量（出水温度）与设定值的差值经过变频器内置的PID控制器后，送出速度命令并控制PWM输出，最终调节冷却塔风机的转速。第

4、10页共10页图11．变频器对冷却风机调速系统的特点：1）变频器调速技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节风机的转速，具有降低能耗的功能。2）由于风机工作在变频状态，风机转速降低，减少了减速箱的磨损，延长了减速箱的机械使用寿命。3）由于风机工作在变频状态，风机转速降低，风量和风压减少，冷却水的散失减少，减少了用水量，用作水处理的药也相应减少。4）第10页共10页由于变频器控制系统会根据冷却系统的温度之变化，自动控制冷却风机的电源频率和转速，从而实现自动调节温度，自动选择启动，自动增加风机，保持冷却水系统温度的稳定，从而减少人力资源的投入，节约了可观的电能及维修保养费用。1．变

5、频冷却风机调速系统的及工作原理1）冷却水循环系统介绍冷却塔冷却水泵主机由于风机工作在变频状态，风机转速降低冷却水循环系统如图2所示，冷却水循环主要由冷却水泵、冷却水管道及冷却塔组成.冷水机组进行热交换,在水温冷却的同时,必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却水泵将升了温的冷却水送入冷却塔,经布水器通过冷却塔风机降温，然后再将降了温的冷却水送回冷水机组。如此不断循环,带走冷水机组释放的热量。图22)冷却塔风机变频节能改造原理冷却塔是冷却水最主要的热交换设备之一，它主要靠冷却水塔风机和大气进行热交换对冷却水降温。风机过去是靠交流接触器直接起动控制，风机的转速是恒定

6、的不能调速，因此风机的风量也是恒定的不能调节。为了使冷却水温度保持在28～32℃之间，在冷却水塔的出水口安装一个温度传感器，采集冷却水温度，通过给出一路模拟信号给变频器，经变频器自身的PID调节，如图1所示，变频器给出适当的电压和频率给冷却塔电动机，调节冷却塔风机的转速和输出功率，这样形成一个闭环反馈系统，维持冷却水温度，从而降低冷却水温度。第10页共10页冷却水温度降低时，减少风机转速，放慢热交换的速度，从而减慢冷却水温度的降低。3）冷却水塔风机改造主电路图及元器件选择冷却水塔风机采用多台固定变频控制方式，改造主电路如图3所示图3（1）变频器：根据工艺要求选用的是ABBACS55第

7、10页共10页0系列变频器，该变频器用于笼型电动机的速度和转矩控制，模块化设计、具有体积小、安装简便、节约能源、控制准确、安全可靠等优点。主要技术数据：功率范围为0.75～90KW，电源范围为三相，AC200～480（1±10％）V，电源频率为48～63Hz，控制连接为两个可编程的模拟输入（AI），一个可编程的模拟输出（AO），五个可编程的数字输入（DI），四个可编程的继电器输出（RO）。保护特性为过电流保护、欠电压保护、过热保护、短路保护、接地保护、欠电