浅谈中央空调系统的变频节能改造.pdf

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1、2010年第9期中州煤炭总第177期浅谈中央空调系统的变频节能改造程霞，武继民，崔忠，赵新泉(1．河南省煤炭科学研究院，河南郑州450001；2．中共河南省委办公厅．河南郑州450000：3．河南神火煤电股份有限公司泉店煤矿，河南许昌461600)摘要：针对中央空调系统冷冻泵、冷却泵不能自动调节负荷导致大量电能浪费的现状，提出了基于变频技术的中央空调水循环系统的节能改造方案。介绍了冷却泵、冷冻泵自动控制流程的设计，并分析了改造后的电能节约效果。实践证明，该改造方案可行，能够达到预期效果。关键词：PLC；变频器；中央空调；节能改造中图分类号：TU831．3文献标识码：B文

2、章编号：1003—0506(2010)09—0104—02中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的套设施之一，中央空调系统中的制冷主机能随气温轴功率与其转速的3次方成正比(即与电源频率的自动调节制冷负荷，而与机组相配套的冷冻泵、冷却3次方成正比)。泵却不能随温度变化调节负载，造成实际需要负荷根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可与最大功率之间的矛盾，使电能大大浪费，也恶化了改变水泵、风机的功率。例如：将供电频率由50Hz中央空调的运行环境和运行质量。降为45Hz，则相应的电机轴功率P／P。=0．729，随着变频技术的日益

3、成熟，可利用变频器、即P=0．729PPLC、数模转换模块、温度传感器、温度控制模块等以某循环水泵变频控制改造为例，若平均流量器件构成温差、温度自动控制系统，自动调节水泵的变为原来的0．8，则节电率=(原来一节)／原来输出流量，实现系统节能。X100％=(1一节电／原来)X100％=(1一P节电／P原来)×100％=[1一(n节电／n原来)]×100％≈l变频技术概述49％。变频技术是应交流电动机无级调速的需要而诞其中，原来、节电分别为改造前、后水泵消耗电生的。自20世纪60年代始，电力电子器件从SCR、量；原来、节电分别为改造前、后电机转速；P原来、P节电GTO到IG

4、BT，器件发展的同时使电力变换技术也不分别为改造前、后电机轴功率。断得以发展。20世纪70年代，脉宽调制变压变频(PWM—VVVF)调速技术引起人们的高度重视。而3变频改造方案后出现的微处理器和微型计算机，使具有逻辑编程、中央空调的水循环系统一般由若干台水泵组成运算、数据传送等功能的PLC控制器被越来越多地(如冷却水泵、冷冻水泵等)，现在采用PLC和变频应用于自动控制系统。中央空调系统也是在近10a器对水泵进行控制，根据制冷量的大小自动调节水间才开始应用PLC控制和变频器调速，从而方便控循环系统的水流量。旧的操作方法为“星一三角转制冷媒、冷却水的流量，根据温度变化调整水

5、泵转换启动”全压运行。此时中央空调机组在满负荷状速、调节流量。态下工作，系统在启动电机时不能平滑启动，对电网2变频调速的节电原理及分析冲击大，对电机和变压器的绝缘造成损害，且电机温升过高。冷冻泵、冷却泵在运行中不能有效根据制由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知，水冷工况的需求对温度进行有效的调节，只能工作在泵、风机的流量(风量)与其转速成正比；水泵、风机工频状态下，以额定流量输出，浪费电能。的压力(扬程)与其转速的平方成正比；而水泵、风通过变频改造后，能根据冷媒水和冷却水的循环温度和进出水的温差，自动调节冷冻泵和冷却泵收稿日期：2010～05一O6的流量，达到节能降耗

6、的目的。将以往由手动逐级作者简介：程霞(1979一)，女，湖北孝感人，助理工程师，2003年毕业于焦作工学院，现从事科研管理工作。开启各个设备的方式，改变为PLC依照输入的开停·104·2010年第9期程霞等：浅谈中央空调系统的变频节能改造总第177期机程序自动开启，循环水泵电机通过变频器在电网4改造效果中运行，变频器根据冷冻水和冷却水温度的变化来及时调整水泵电机的转速，在满足中央空调系统正(1)改造前冷却水循环泵为额定满负荷运转，常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵改变输出功在制冷前期，由于环境温度较低，若冷却水温度较率，调节水流量，实现节能。低，会造成冷冻机油和氟分离

7、不好，导致空调机组效3．1冷冻泵的变频改造率降低，甚至停机保护。采用变频器控制后，可以根主机蒸发器进出水温度通过PT100温度传感据冷却水温度的变化控制电机转速，大大提高空调器送入温差控制器，输入温差控制器上下限温度值，机组的效率，实现节能。设定温差控制区域，将温度传感器采集到的温差信(2)改造前机组冷冻水泵为额定满负荷运转，号经信号变送器转换为线性变化的电流信号(DC4不能根据制冷水温的变化自动调节水流量。而通过～20mA)，作为变频器的频率控制输入信号，控制变频器改造后，冷冻泵能根据室内制冷的温度要求电机转速，调节水流量。温差大，说明