一、概述
大廈中央空調(diào)控制主要由三部分主成:冷卻泵控制系統(tǒng)(三臺55KW電機(jī),兩用一備);冷凍泵控制系統(tǒng)(三臺45KW電機(jī),兩用一備);冷卻塔風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)(8臺3KW電機(jī))。
在中央空調(diào)系統(tǒng)中,冷卻水泵和冷卻水泵的容量是根據(jù)建筑物最大設(shè)計熱負(fù)荷選定的,且留有一定的設(shè)計余量。在沒有使用調(diào)速的系統(tǒng)中,水泵一年四季在工頻狀態(tài)下全速運(yùn)行、只好采用節(jié)流或回流的方式來調(diào)節(jié)流量,產(chǎn)生大量的節(jié)流或回流損失,且對水泵的電機(jī)而言,由于它是在工頻下全速運(yùn)行,因此造成了能量的大大浪費(fèi)。
由于季節(jié)的變化,外界溫度不同,以用客房入住量的多少使得中央空調(diào)的熱負(fù)荷在絕大部分時間里遠(yuǎn)比設(shè)計負(fù)荷低。也就是說,中央空調(diào)實(shí)際大部分時間運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài)下。
根據(jù)上述情況我公司研制一套HOPE-Z中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)。
二、HOPE-Z中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)
1、高節(jié)電率
*節(jié)電率高達(dá)20—50%;
*采用當(dāng)今最先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)協(xié)調(diào)電機(jī)運(yùn)行;微電腦和智能儀表結(jié)合控制,應(yīng)用當(dāng)今最先進(jìn)的模糊控制算法,達(dá)到最佳能量利用;
2、——高可靠性——
*變頻器和儀表器上全部采用名牌產(chǎn)品;
*工業(yè)級可編程控制器和人機(jī)界面24小時監(jiān)控;
*具有過壓,欠壓,過流,過載,缺相自動保護(hù)功能;
*整個系統(tǒng)實(shí)行閉環(huán)模糊控制,有參數(shù)自整和自適應(yīng)功能,全自動根據(jù)環(huán)境變化情況自己調(diào)整控制算法,降低停機(jī)概率,有仿人智能功效;
3、——軟起動特性——
*改變原有電機(jī)的硬起動方式,減小電流對電面的沖擊,延找電機(jī)的使用壽命;減小系統(tǒng)工作過程中機(jī)器的震動情況,延長空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命;
*噪音減輕,改善工作環(huán)境;
4、——傻瓜式操作——
所有儀表智能化和數(shù)值數(shù)字化,友好的人機(jī)界面,有參數(shù)和圖形記錄,所有參數(shù)已調(diào)好,每次開機(jī)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時無需調(diào)整參數(shù);
5、——高回報率——
所有投資8—18個月可通過電費(fèi)的節(jié)約回收
6、——良好的服務(wù)——
*專業(yè)工程師24小時待機(jī)式上門服務(wù);
*一年保修,終生維護(hù);
三、央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)節(jié)能原理
——泵類,風(fēng)機(jī)型負(fù)載能耗分析——
傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)水泵的風(fēng)量、水流量的調(diào)節(jié)是靠風(fēng)門、節(jié)流閥的調(diào)節(jié)。當(dāng)風(fēng)量、水量的需要減少是時,風(fēng)門,閥的開度減少:當(dāng)風(fēng)量、水量需要增加時,風(fēng)門、閥的開度增加。這種調(diào)節(jié)方式是以增加管網(wǎng)損耗,耗費(fèi)大量能源在風(fēng)門、閥上為代價的。并且通常在設(shè)計中,用戶風(fēng)機(jī)水泵設(shè)計的容量都要比實(shí)際需要高出很多,形成了“大馬拉小車”的現(xiàn)象,造成電能的大量浪費(fèi)。如果采用調(diào)節(jié)速度的方式來調(diào)節(jié)流量,就可以從根本上防止電能浪費(fèi)。而變頻器的出現(xiàn)使得這種控制方式變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
風(fēng)機(jī)與泵都是把電動機(jī)的軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種機(jī)械,它們的啟動力矩都較小,負(fù)載輕,具有節(jié)能潛力。二者的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相似。以泵類為例對其工作原理及其運(yùn)行過程進(jìn)行分析。由流體力學(xué)可知,水量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比,壓力H轉(zhuǎn)速的平方成正比,功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
Q1/Q2=n1/n2;
H1/H2=(n1/n2)2;
P1/P2=(n1/n2)3
由上面的公式可知,如果泵類的效率一定,當(dāng)要求調(diào)節(jié)水量下降時,轉(zhuǎn)速可成比例下降,此時水泵的軸輸出功率是成立方關(guān)系下降。如果所需要的風(fēng)量減少20%,則相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)降低20%,實(shí)際轉(zhuǎn)速為80%,則實(shí)際功率為(0.8)3≈51%,節(jié)能達(dá)50%
四、空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)工作原理
中央空調(diào)由制冷機(jī)組和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)組成,而制冷機(jī)組的冷卻水泵、冷凍水泵、涼水塔泵和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的送風(fēng)風(fēng)機(jī)、回風(fēng)風(fēng)機(jī)都是平方類負(fù)載,一方面由于環(huán)境和負(fù)載的變化范圍較大,它們在選型時都留了很大的調(diào)整裕度,另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)節(jié)是靠閥門的開度來控制工藝參數(shù),能量白白的浪費(fèi)掉。進(jìn)行變頻改造后,所有的閥門全部完全打開,系統(tǒng)一方面通過監(jiān)控空氣的溫度,通過PID調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,控制空氣通過熱交換器的速度,形成動態(tài)平衡;另一方面,系統(tǒng)監(jiān)控中央空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)水的溫度,來調(diào)節(jié)空調(diào)的實(shí)際輸出功率。系統(tǒng)能根據(jù)所需溫度要求,自動啟/停需泵的臺數(shù)和調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速,給出合適的能量,從而將多余的能量節(jié)省下來。當(dāng)外界溫度升高時,通過熱交換,使得中央空調(diào)的水溫上升,系統(tǒng)通過傳感器監(jiān)測到這一變化,加快泵的工作速度,反之一樣。
對于冷凍水系統(tǒng),由于低溫冷凍水溫度取決于蒸發(fā)器的運(yùn)行參數(shù)(一般冷凍水出水溫度為7℃),只需控制高溫度冷凍水(回水)的溫度,即可控制溫差,現(xiàn)采用溫度變送器、PID溫差調(diào)節(jié)器和變頻器及冷卻水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng),冷卻水溫差控制在T1(例如12℃),使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱抽載的變化而變化。
對于冷卻水系統(tǒng),取冷凝器兩側(cè)冷卻的溫度作為控制參數(shù),采用溫度傳感器、PID溫差調(diào)節(jié)器和變頻器及冷卻水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng),冷卻水溫差控制在△T2(例如:5℃),使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化,而冷卻水的溫度保持在設(shè)定值不變,使系統(tǒng)在滿足主機(jī)工況不變條件下,冷卻水泵系統(tǒng)節(jié)能最大。
用HOPE-Z中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng),不但操作方便、簡單、維護(hù)量小,而且有顯著的節(jié)能效果。并且實(shí)現(xiàn)高度自動化調(diào)節(jié),達(dá)到提高空調(diào)質(zhì)量。保證工藝生產(chǎn)需要,同時達(dá)到更好的節(jié)能效果。根據(jù)上原理采用智能儀表如變頻器的模式做成,不僅增強(qiáng)了系統(tǒng)的監(jiān)控和保護(hù)功能,而且節(jié)電率高達(dá)20—50%,8到18個月就回收投資成本,經(jīng)濟(jì)效益特別明顯。
五、設(shè)備投資
序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 產(chǎn)地 單位 數(shù)量 單價(元) 合價(元)
1 1號進(jìn)線柜 1800*800*600 長沙 臺套 1
2 2號控制柜 1800*800*600 長沙 臺套 1
3 3號控制柜 1800*800*600 長沙 臺套 1
4 4號控制柜 1800*800*600 長沙 臺套 1
總計
特別說明:
1、 號控制柜內(nèi)有兩臺55KW變頻器;3號控制柜內(nèi)有兩臺45KW變頻器,4號控制柜內(nèi)有八臺3.7KW變頻器。
2、 該控制系統(tǒng)為中央空調(diào)的核心控制系統(tǒng),其采用變頻大大節(jié)約二次改造的成本。投資實(shí)惠、收效大。該系統(tǒng)在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時,其節(jié)能效果對于單臺設(shè)備可節(jié)能5—35%,在未受到其他因素的影響下一般可取上限。