一、普通中央空調(diào)工作系統(tǒng)

1,、工作簡圖

2,、工作簡述

⑴、中央空調(diào)啟動(dòng)后,，冷凍單元工作,，蒸發(fā)器吸收冷凍水中的熱量，使之溫度降低,；同時(shí),，冷凝器釋放熱量使冷卻水溫度升高。

⑵,、降了溫的冷凍水通過冷凍泵加壓送入冷凍水管道,，在各個(gè)房間由室內(nèi)風(fēng)機(jī)加速進(jìn)行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量使房間內(nèi)的溫度降低后,，又流回冷凍水端,。

⑶、而升了溫的冷卻水通過冷卻泵壓入冷卻塔,，由冷卻塔風(fēng)機(jī)加速將冷卻水中的熱量散發(fā)到大氣中,，使水溫降低后，流回冷卻水端,。

⑷、冷凍機(jī)組工作一段時(shí)間后,，達(dá)到設(shè)定溫度,，由溫度傳感器檢測(cè)出來，并通過中間繼電器及接觸器控制冷凍機(jī)停止工作,，溫度回升到一定值后又控制其運(yùn)行,。

二、普通中央空調(diào)存在的問題

1,、冷凍水,，冷卻水循環(huán)泵不能根據(jù)實(shí)際需求來調(diào)整循環(huán)量，電機(jī)工作效率低下,，造成大量電力浪費(fèi),，并加速機(jī)組磨損；

2,、 其控制接觸器等電器動(dòng)作頻繁,，導(dǎo)致使用壽命短，維修量大；而對(duì)于大容量系統(tǒng),，傳統(tǒng)的控制線路復(fù)雜,，可靠性差，需專人負(fù)責(zé),；

3,、 整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行噪音大、控制性能差,、耗電量大,、使用壽命短;在維護(hù)管理，檢修調(diào)整方面工作量大,，維護(hù)費(fèi)用高,。

三、節(jié)能原理概述

由流體傳輸設(shè)備水泵,、風(fēng)機(jī)的工作原理可知：水泵,、風(fēng)機(jī)的流量（風(fēng)量）與其轉(zhuǎn)速成正比；水泵,、風(fēng)機(jī)的壓力（揚(yáng)程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比,，而水泵、風(fēng)機(jī)的軸功率等于流量與壓力的乘積,，故水泵,、風(fēng)機(jī)的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）根據(jù)上述原理可知：改變水泵、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可改變水泵,、風(fēng)機(jī)的功率,。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=0.729,，即P45=0.729P50（P為電機(jī)軸功率）,；將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40/P50=403/503=0.512,，即P40=0.512P50（P為電機(jī)軸功率）,。

由以上內(nèi)容可以看出，用變頻器進(jìn)行流量（風(fēng)量）控制時(shí),，可節(jié)約大量電能,。中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)是按現(xiàn)場最大冷量需求量來考慮的，其冷卻泵,，冷凍泵按單臺(tái)設(shè)備的最大工況來考慮的,，在實(shí)際使用中有90%多的時(shí)間，冷卻泵,、冷凍泵都工作在非滿載狀態(tài)下,。而用閥門,、自動(dòng)閥調(diào)節(jié)不僅增大了系統(tǒng)節(jié)流損失，而且由于對(duì)空調(diào)的調(diào)節(jié)是階段性的,，造成整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)工作在波動(dòng)狀態(tài),；而通過在冷卻泵、冷凍泵上加裝變頻器則可一勞永逸地解決該問題,，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,，并可通過變頻節(jié)能收回投資。同時(shí)變頻器的軟啟動(dòng)功能及平滑調(diào)速的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的平穩(wěn)調(diào)節(jié),，使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定,，并延長機(jī)組及網(wǎng)管的使用壽命。 四 普通中央空調(diào)改造方案

根據(jù)該中央空調(diào)系統(tǒng)的配置情況可對(duì)冷卻水系統(tǒng),，冷凍水系統(tǒng)及冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造,。采用變頻器配合可編程控制器組成控制單元，其中冷卻水泵,，冷凍水泵均采用溫度自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)即用溫度傳感器對(duì)冷卻水,、冷凍水的水溫進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（一般為4—20mA,，0—10V等）后送至 PLC ,PLC 將該信號(hào)與設(shè)定

值進(jìn)行比較運(yùn)算后決定變頻器輸出頻率,，以達(dá)到改變冷凍水泵、冷卻水泵轉(zhuǎn)速從而

達(dá)到節(jié)能目的,。冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)：可編程控制器根據(jù)回水溫度信號(hào)控制變頻器驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī),，使風(fēng)機(jī)工作在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)而節(jié)約大量電能。

注：可對(duì)其中一部分進(jìn)行變頻節(jié)能改造,，也可對(duì)全部進(jìn)行變頻節(jié)能改造,，改造部分越多，節(jié)能效果越佳,。

在冷卻水,，冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，各裝設(shè)一套變頻器,，其中冷卻變頻器供2臺(tái)冷卻水泵切換使用,；冷凍變頻器供2臺(tái)冷凍水泵切換使用,。（如圖4）

其中冷卻水循環(huán)系統(tǒng),，回水與出水溫度之差，反應(yīng)了需要進(jìn)行交換的熱量,；根據(jù)

回水和出水溫度之差,，通過控制循環(huán)水的速度來控制熱交換的速度，在滿足系統(tǒng)冷卻需要的前提下,，達(dá)到節(jié)電的目的,。溫差大說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量大,，應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，增大循環(huán)速度,，加速冷卻水的降溫,；溫差小，說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量小,，可降低冷卻泵的循環(huán)速度,，以節(jié)約電能。采用變頻調(diào)速器驅(qū)動(dòng),，兩臺(tái)冷卻泵互為備用,，可編程控制器（PLC）根據(jù)傳感器檢測(cè)到的溫差信號(hào)，同設(shè)定溫差比較后控制變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),。（PLC）先控制變頻器軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1,，當(dāng) M1到達(dá)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，仍未達(dá)到設(shè)定溫差值時(shí),，（PLC）控制M1切換到工頻電網(wǎng)運(yùn)行,，然后再啟動(dòng)M2，經(jīng)控制變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn),，從而控制冷卻水的循環(huán)速度,；當(dāng)電機(jī)M2工作在下限轉(zhuǎn)速值時(shí)，如果檢測(cè)值大于設(shè)定值,，（PLC）控制電機(jī)M1停機(jī),，同時(shí)控制變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)M2轉(zhuǎn)速從而達(dá)到設(shè)定要求。

在冷凍循環(huán)系統(tǒng)中,，由于出水溫度比較穩(wěn)定,，因此僅回水溫度就足以反應(yīng)了房間的溫度，所以PLC可根據(jù)回水溫度進(jìn)行控制,?；厮疁囟雀撸f明房間溫度高,，應(yīng)提高冷凍泵轉(zhuǎn)速,，加快冷凍水的循環(huán)；反之回水溫度低說明房間溫度低,，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速,，減緩冷凍水的循環(huán)速度，以節(jié)約能源（其控制過程同冷卻泵循環(huán)系統(tǒng)類似）

工頻/變頻切換簡圖

本方案在保留原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝,，與原工頻系統(tǒng)之間僅設(shè)置連鎖以確保系統(tǒng)工作安全,。

五 、 普通中央空調(diào)改造后的性能

（1）,、供水壓力的保障

冷卻（冷凍）水循環(huán)系統(tǒng)的變頻節(jié)能在實(shí)際使用中要考慮水泵的轉(zhuǎn)速與揚(yáng)程的平方成正比的關(guān)系及水泵的轉(zhuǎn)速與管損平方成正比的關(guān)系,；在水泵的揚(yáng)程隨轉(zhuǎn)速的降低而降低的同時(shí)管道損失也在降低,，因此，系統(tǒng)對(duì)水泵揚(yáng)程的實(shí)際需求一樣要降低,；而通過設(shè)定變頻器下限頻率的方法又可保證系統(tǒng)對(duì)水泵揚(yáng)程的最低需求,；

（2）、控制性能的提高

系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,，抗干擾能力強(qiáng),，軟啟動(dòng)，高效節(jié)能,，保護(hù)功能完善,，可邏輯控制，操作簡單安裝方便,，可實(shí)現(xiàn)工頻,、變頻雙回路控制，可自動(dòng)切換,，安全運(yùn)行有保證,，低噪音，環(huán)保效果顯著等,； （3）,、節(jié)電效果顯著

改造后的系統(tǒng)一般節(jié)電率在30%左右。

六 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)電改造主要配置：

變頻器 水溫傳感器

控制系統(tǒng)三菱可編程控制器,； A/D,、D/A擴(kuò)展功能模塊

主斷路器 交流接觸器

熱過載繼電器 電氣柜

指示燈/轉(zhuǎn)換開關(guān)/按鈕 交流電壓表、交流電流表,、互感器

數(shù)碼LED顯示器 高穩(wěn)定度開關(guān)電源

控制電源濾波器