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中央空調節能系統市場

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發布時間：2010年09月19日

有效期：2010年09月19日

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一、中央空調系統設計依據很多中央空調制冷機的制冷功率與節能改造管的大小、冷卻塔的循環流量、冷卻(凍)泵的功率等嚴重不配套。大部分節能改造量偏大，也就是大家常說的“小馬配大鞍”，這樣既增加了與制冷機配套設備的投入費用，又造成系統運行電費白白加大。中央空調制冷機的最大負載能力是按照天氣最熱，負荷最大的條件來設計的，存在很大的余量，但制冷機極少在這種極限條件下工作，據有關資料統計，中央空調設備97的運行時間在70的設計負荷以下，主機能在一定的范圍內根據未端冷量的要求加載或卸載，但與之配套的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風扇仍在最高負荷下運行（泵功率是按峰冷負荷對應水流量1.2倍配比）這部分電費是極其浪費的。例如： 1.由于系統受末端溫控器的影響，水閥會節流或關閉，使系統水流量減小，管道壓力增大，造成額外的電能損失。 2.由于系統常配備2臺以上主機，當只需開一臺主機時另一臺主機的冷凍水、冷卻水管路通常的設計不能自動關閉，造成水流的無效循環，能量損失大。 3.系統的壓力增大和水泵的全速運行，造成水泵磨損增加，增加管網和閥門的跑冒滴漏現象。 4.水泵通常采用Y-△啟動，電機啟動電流大，會對供電系統造成沖擊，并且接觸器觸電易燒壞，造成缺相燒毀電機。二、調節水泵轉速的節電原理如圖示為離心水泵的水壓H-流量Q曲線特性圖。 n1-代表風機水泵在額定轉速運行時的特性； n2-代表風機水泵降速運行在n2轉速時的特性； R1-代表風機水泵管路阻力最小時的阻力特性； R2-代表風機水泵管路阻力增大到某一數組時的阻力特性。水泵在管路特性曲R1工作時，工況點為A，其流量壓力分別為Q1、H1，此時水泵所需的功率正比于H1與Q1的乘積，即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小流量到Q2，實際上通過增加管網管阻，使風機水泵的工作點移到R2上的B點，水壓增大到H2，這時水泵所需的功率正比H2Q2的面積，即近比廣BH2OQ2的面積。顯然水泵所需的功率增大了。這種調節方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節能，是以高運行成本換取簡單控制方式。若采用變頻調速，風機水泵轉速由n1下降到n2，這時工作點由A點移到C點，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時變頻調速后水泵所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的。通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關系：Q1 ＝Q2（n1 /n2 ）； H1 ＝H2 (n1 /n2 )2； P1 ＝P2 (n1 /n2 )3；即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。采用交流變頻技術控制水泵運行，是目前中央空調系統節能改造的有效途經，當所需流量減少時，采用交流變頻調速使水泵轉速下降，可以節約大量的電能。P1 ＝P2 (n1 /n2 )3，這就是說水泵的軸功率與轉速是三次方的關系。如果所需流量減少時，通過變頻器調整水泵轉速下降，其所需軸功率是按轉速的三次方下降。例如，當水泵轉速下降到額定轉速的60即頻率F30Hz時，其電動機軸功率下降了78.4，即節電了78.4。三、節能改造技術方案我們采用變頻器和PLC等控制元件對中央空調進行技術改造。系統采用對機房的數據綜合采集，對主機和水路自動開停，冷凍泵、冷卻泵采用變頻調速，冷卻塔風扇采用啟停控制，最大限度地進行節能改造。 1.對主機的改造對主機采集運行信號和增加主機接口，遙控啟停主機和電動閥。 2.對冷凍泵進行變頻改造控制原理說明如下：PLC控制器通過溫度、壓力模塊和溫度、壓力傳感器將冷凍水的出水、回水的溫度、壓力讀入內存，計算出溫差值和壓力差值，然后根據壓力差保證末端設備的壓力流量，通過溫度差和壓力差的加權算法，得出保證系統穩定運行時，冷凍泵所需要的最小轉速，并傳輸到變頻器進行調速控制。 3.對冷卻泵進行變頻改造控制原理說明如下：PLC控制器通過溫度模塊和溫度傳感器將冷卻水的出水、回水的溫度讀入內存，計算出溫差值，以進水和回水的溫差作為控制依據，實現進水和回水間的恒溫差控制。通過溫度差的加權算法，得出保證系統穩定運行時，冷卻泵所需要的最小轉速，并傳輸到變頻器進行調速控制。溫差大，說明機組產生的熱量大，應提高冷卻泵轉速，加大冷卻水的循環速度；溫差小，說明機組產生的熱量小，可以降低冷卻泵的轉速，減緩冷卻泵的循環速度。特別是冬季需要使用空調的單位，節能效果更加顯著。 4.對冷卻塔風扇進行起停控制控制原理說明如下：冷卻水溫度過高，機組能效比會降低；冷卻水溫度過低，有些保護功能強的機組就會停機保護。 PLC控制器通過溫度模塊和溫度傳感器將冷卻水的出水、回水的溫度讀入內存，計算出溫差值，當溫差小于一定時，說明冷卻能力超過，可以逐臺停用風扇，當溫差大于一定時，自動逐臺開啟，這樣可以節約電力，并且避免了機組保護性停機，特別是冬季需要使用空調的單位，不僅節能效果好而且系統穩定運行得到保證。四、中央空調變頻節能系統的特點 1.變頻系統采用最佳勵磁控制方式，對勵磁電流進行最佳的調節，使電動機的效率得到更大幅度的提高，更進一步實現高效率的節能。 2.配備觸摸屏人機界面，操作控制簡捷，各種數據顯示直觀。 3.具備專家診斷軟件、設備故障報警系統和直觀的系統工作狀態顯示。 4.配備PLC、4CH溫度A/D模塊、RS485通訊模塊等。 5.采用先進的智能模糊控制技術，節電效果大幅度提高。 6.智能模糊控制系統不會出現超調現象，同時抗干擾能力很強。 7.內置瞬時停電再啟動功能及再試啟動功能，在無人看管的情況下，完全自動化運行。 8.具有寬廣的輸入電壓范圍。 9.對水泵實現軟停、軟啟，保護接觸器觸點，完全消除管網水錘效應。 10.可隨時調節管路中的壓差，保證在合適的范圍內。 11.配置靈活，自動化程度高，各種功能（含保護功能齊全），靈活可靠。 12.占地面積小，投入小，效率高。 13.運行合理，電機、水泵、連軸器的使用壽命將大大提高。 14.冷凍和冷卻泵的節能率在30以上，根據工程實例，我們的系統節電率是4070，比一般的系統高15的節電效率，并且對主機運行沒有任何不良影響。五、系統主要功能 1.實現無人值守機房，系統采用智能綜合管理，避免人工操作的不可靠性，相當于請了一個空調專家來最佳調配你的中央空調。 2.自動增減主機或主機定時開機和停機，根據負荷需要自動增減主機數量，省一臺主機就節省了包括所有配套設備的電力；或每天可設置5個時間段來分別開停主機。 3.采用電動蝶閥自動關斷不工作主機的冷凍和冷卻水路，保證工作主機的水流充分和避免水流浪費，自動關一個閥門就相當于省了一半的電。 4.智能變頻器控制，根據系統所有數據的綜合采集，評估出最佳變頻頻率值。 5.采用觸摸屏顯示變頻器的輸出功率、輸出頻率、輸出電流、輸出電壓、主機，冷凍泵，冷卻塔的運行狀態。 6.記錄水泵和冷卻塔的工作臺時，供維修保養提供有力數據。 7.具有報警功能，可以對各種預先設定的條件進行報警 8.具有遠程控制接口，可以加裝電腦遠程控制（另外報價） 9.保留系統原有手動操作功能，增加全自動操作功能，故障時可完全手動操作，自動和手動雙備份，可靠性高。 10.備用泵加入系統自動輪換工作，使各泵工作時間均勻，延長水泵工作壽命。 11.主機停機后，系統冷凍泵延時15分鐘停機，充分利用管道內存留的冷凍水冷量。

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