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中央空調節(jié)能系統市場

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發(fā)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(jié)能改造管的大小、冷卻塔的循環(huán)流量、冷卻(凍)泵的功率等嚴重不配套。大部分節(jié)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(jié)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(huán)，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(jié)水泵轉速的節(jié)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(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節(jié)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(jié)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(jié)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(jié)電了78.4。三、節(jié)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(jié)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(wěn)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(wěn)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(huán)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(huán)速度。特別是冬季需要使用空調的單位，節(jié)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(jié)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(jié)能效果好而且系統穩(wěn)定運行得到保證。四、中央空調變頻節(jié)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(jié)，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(jié)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(tài)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(jié)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(jié)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(jié)能率在30以上，根據工程實例，我們的系統節(jié)電率是4070，比一般的系統高15的節(jié)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(jié)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(tài)。 6.記錄水泵和冷卻塔的工作臺時，供維修保養(yǎng)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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