中央空调系统变频节能改造方案

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　　随着变频技术的日益成熟，利用变频器、plc、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量;采用变频调速技术不仅能使商场室温维持在所期望的状态，让人感到舒适满意

　　根据中央空调系统冷却水系统的一般装机，建议在冷却水系统和冷冻水系统各装两套传动之星sd-yp系列一体化变频调速控制柜，其中冷却水变频调速控制柜供两台冷却水泵切换（循环）使用，冷冻变频调速控制柜供两台冷冻水泵切换（循环）使用。变频节能调速系统是在保留原工频系统的基础上加装改装的，变频节能系统的联动控制功能与原工频系统的联动控制功能相同，变频节能系统与原工频系统之间设置了联锁保护，以确保系统工作安全。利用变频器、人机界面、plc、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，为了节能提供了可靠的技术条件。如图3所示：

　　根据具体情况，同时考虑到成本控制，原有的电器设备尽可能地利用。冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的方式运行，因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致，均为一个月转换一次，切换频率不高，决定将冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备，通过接触器、启停按钮、转换开关进行电气和机械互锁。确保每台水泵只能由一台变频器拖动，避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事故;并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵，以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载。

　　上位机监控系统主要通过人机界面完成对工艺参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务，下位机plc主要完成数据采集，现场设备的控制及连锁等功能。具体工作流程：

　　开机：开启冷水及冷却水泵，由plc控制冷水及冷却水泵的启停，由冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号，开启制冷机，由变频器、温度传感器、温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作流量，同时plc控制冷却塔根据温度传感器信号自动选择开启台数。当过滤网前后压差超出设定值时，plc发出过滤堵塞报警信号。送风机转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后，用pid方式控制变频器，从而调节风机的转速，达到调节回风温度的目的。

　　保护：由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护，压力偏低时自动开启补水泵补水。

　　（1）对冷冻泵进行变频改造控制原理说明如下：plc控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存，并计算出温差值;然后根据冷冻机的回水与出水的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，说明室内温度高系统负荷大，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻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，系统负荷小，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能;

　　（2）对冷却泵进行变频改造由于冷冻机组运行时，其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温，再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。冷却水进水出水温差大，说明冷冻机负荷大，需冷却水带走的热量大，应提高冷却泵的转速，加大冷却水的循环量;温差小，则说明，冷冻机负荷小，需带走的热量小，可降低冷却泵的转速，减小冷却水的循环量，以节约电能。

　　通过检测冷却塔水温度对冷却塔风机进行变频调速闭环控制，使冷却塔水温度恒定在设定温度，可以有效地节省风机的电能额外损耗，能达到最佳节电效果。

　　通过检测冷房温度对变风机组的风机进行变频调速闭环控制，实现冷房温度恒定在设定温度。室内风机组变频控制后可达到理想的节电效果，并且空调效果较佳。

　　本方案的调节方式采用闭环自动调节控制，冷却水泵系统和冷冻水泵系统的调节方式基本相同，用温度传感器对冷却（冷冻）水在主机上的出口水温进行采样，转换成电量信号后送至温控器将该信号与设定值进行比较运算后输出一类比信号（一般为4～20ma、0～10v等）给plc，由plc、数模转换模块、温度传感器、温度模块进行温差闭环控制，手动/自动切换和手动频率上升、下降由plc控制，最后把数据传关到上位机人机界面实行监视控制。变频器根据plc发出的类比信号决定其输出频率，以达到改变水泵转速并调节流量的目的。

　　冷却（冷冻）水系统的变频节能系统在实际使用中要考虑水泵的转速与扬程的平方成正比的关系，以及水泵的转速与管损平方成正比的关系;在水泵的扬程随转速的降低而降低的同时管道损失也在降低，因此，系统对水泵扬程的实际需求一样要降低;而通过设定变频器下限频率的方法又可保证系统对水泵扬程的最低需求。供水压力的稳定和调节量可以通过pid参数的调整。当供水需求量减少时，管道压力逐渐升高，内部pid调节器输出频率降低，当变频器输出频率低至0hz时，而管道在一设定时间内还高于设定压力，变频器切断当前变频控制泵，转而控制下一个原工频控制泵，变频器在水泵控制转换过程中，逐渐轮换使用水泵，使每个水泵的利用率均等，增加系统、管道压力的稳定性和可靠性。