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中央空调变频控制柜

发布时间:2018-01-30

中央空调变频控制柜
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中央空调变频控制柜
大型场馆,写字楼的电耗中,中央空调系统占据了一个很大的比例(暖通空调设备是建筑中的用电大户,其装机容量约占建筑中用电设备总容量的60%,其耗电量约占总耗电量的50%)。对于一般性集中空调系统,冷热源使用能量占40%,输送系统使用能量占60%。
常规中央空调系统的重要组成部分:风机和冷冻冷却水泵为工频运行,同时由于系统设备容量选型、以及不能根据实际用冷量及天气的冷暖变化等因素的影响自动调节循环水量,同时大多数系统都不同程度存在着温差偏小、扬程过高、流量过大等现象而白白消耗了大量电能。这些现象的存在再次为我们实施节能技术改造提供了节能空间保障。
中央空调智能控制系统主要由变频器、可编程控制器(PLC)、温度传感器、压力传感器、流量传感器等控制单元组成。它可根据中央空调系统各关键部位的温度和压力,控制调整压缩机、冷却水、冷冻水、风机等机组拖动单元的转速,在精确地进行温度控制的同时,延长空调系统寿命(15-20倍),并大幅度地节约电能。
主要性能和特点:
■  节电效果显著,节电率一般可达30%-60%
■  多泵智能切换运行,变频-工频系统可相互切换,减少投资和确保设备安全使用。
■  系统闭环控制:使设备随热负荷的变化自动调节电机转速,准确地进行温度控制,在佳控制状态下提供大限度的节能。
■ 实现降速运行和软启动,减少振动、噪声和磨损,延长了使用寿命,减少公害,保护环境。
■  先进的设置和监控及调节功能改善了系统运行特性,使系统使用方便。
■  系统具有各种保护措施,使系统的运转率和安全可靠性大大提高。
■  系统具有故障报警及故障自动停机功能,运行的可靠性。
1、中央空调系统耗电的现状:
一般来说,中央空调系统的大负载能力是按照天气热,负荷大的条件来设计的,存在着很大宽裕量,但实际上系统极少在这些极限条件下工作,根据有关资料统计,空调设备95%的时间运行在70%负荷以下波动,所以实际负荷总不能达到满负荷,特别是冷气需求量少的情况下,主机负荷量低,为了有较好的运行状态和较高的运行效率,主机能在一定范围根据负载的变化加载和卸载,但与之相配套的冷却水泵和冷冻水泵却仍在高负荷状态下运行,这样会带来以下一系列问题:
● 水流量过大使冷水系统进水和回水温差降低,恶化了主机的工作条件、引起主机热交换效率下降,电能浪费严重;
● 水泵压力过大,通常都是通过调整管道上的阀门开度来调节冷却水和冷冻水流量,因此阀门上存在着很大的能量损失。
由于中央空调冷却水、冷冻水系统运行效率低,能耗较大且属长期运行,进行节能技术改造是完全必要的。
2、中央空调调节冷冻/冷却泵转速的节电原理:
采用交流变频技术控制冷冻/冷却泵的运行,是目前中央空调系统节能改造的有效途经之一。泵的负载功率与转速成3次方比例关系,即P∝N3,其中P为功率,N为转速;可见用变频调速的方法来减少水泵流量的经济效益是十分显著的,当所需流量减少,水泵转速降低时,其电动机的所需功率按转速的三次方下降。例如:
A. 当水泵流量下降10%(跟踪输出频率为45Hz)
则电动机轴功率P′=(0.9)3P=0.729P 即节电率27.1%
B.  当水泵流量下降30%(跟踪输出频率为35Hz)
则电动机轴功率P′=(0.7)3P=0.343 即节电率65.7%
当冷水机负荷下降时,所需的水流量减少,通过电动机的调速装置降低泵的转速来减少水的流量,泵的轴功率相应减少,电动机的输入功率也随之减少。当用冷量增加,冷机负荷量增大,冷凝器进出水温差增大,变频器运行频率增加,水泵转速加快,水流量增加,从而维持温差恒定。反之亦然。从而达到理想的节能效果。
3、节电控制原理:
变频中央控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻/冷却泵的回水温度和出水温度读入内存,并计算出温差值;然后根据其温差值来控制变频器的转速,调节出水的流量,控制热交换的速度;温差大,说明室内温度高,应提高冷冻/冷却泵的转速,加快冷冻/冷却水的循环速度和流量,加快热交换的速度;反之温差小,则说明室内温度低,可降低冷冻/冷却泵的转速,减缓冷冻/冷却水的循环速度和流量,减缓热交换的速度以节约电能;变频器的启动、停止、运行频率的改变及监控显示数据如变频器输出功率、变频器输出频率、输出电流,输出电压等都是由变频中央控制器通过485通信协议实现的。
4、应用范围:
各类中央空调冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机、送风风机等;
5、节电控制过程:
变频器的上限频率设为50Hz,变频器的下限频率为30Hz(根据现场情况而定),自动控制时按照图一的控制曲线,并结合先进的智能模糊控制技术。
(1)当温差≤1℃时,变频器将在30Hz频率运行,随着室内温度的不断升高,冷冻/冷却回水的温度也不断上升,变频器的运行频率也随着温差的增大而自动升高;
(2)当温差≥5℃时,变频器将在50Hz频率运行,这时1台变频器已无法满足控制要求;需要启动M2冷冻/冷却泵(第2台泵),M2启动过程完成后,共同调节冷冻水的流量,控制热交换的速度,实现了出水和回水间的恒温差控制;
(3)当温差继续升高并≥5℃时, 要启动M1、M2冷冻/冷却泵进行工频运行,共同调节冷冻/冷却水的流量,控制热交换的速度,实现了出水和回水间的恒温差控制;
(4)如果当温差降低到≤1~2℃时,可关闭其中的1泵,保留1台变频器自动运行,实现大限度的节能。
冷冻/冷却泵在运行后,控制系统会自动给主机发出运行允许信号,从而主机开机运行时不会出现如管道结冰的危险,从而变频节能部分能很好地配合整个中央空调系统的运行。
6、节电设备特点:
●变频系统采用佳励磁控制方式,对励磁电流进行佳的调整, 使电动机的效率得到更大幅度的提高,更进一步实现高效节能;
●配备触摸屏人机介面,操作控制简捷,各种数据显示直观;
●配备可编程控制器、RS485通信模块,节电/旁路自动切换,操作方便;
●内置瞬时停电再启动功能及再试启动功能,在无人看管的情况下,完全自动化运行;
●对水泵实现软停和软起,可完全消除网管水锤效应;
●可随时调节管路中的压差,在合适的范围内;
●运行合理,电机、水泵、联轴器的使用寿命将大大提高;
●冷冻和冷却泵的节电率在20%以上,甚至可达60%
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