随着中国经济的快速发展和中国人民生活水平的提高,中央空调系统已在旅馆,酒店,办公楼,超市,医院,工厂等中流行。
中央空调系统主要由制冷压缩机组,冷却(热)介质循环水系统,冷却循环水系统,冷却塔风扇和盘管风扇组成。但是,目前所有中央空调系统都具有相同的燃烧弱点,即很难根据季节,昼夜和人数来控制其输出温度。尽管采用了气门调节模式,但由于其电动机始终以全速运行,因此浪费了大量能量。统计数据显示,在办公大楼中,中央空调系统消耗了大约60%的能源。
中央空调系统工作原理
中央空调系统可以按负载类型分为:恒转矩负载和平方转矩负载。
恒定扭矩负载:螺杆式或离心式制冷压缩机具有恒定扭矩负载,始终需要限制最小值。轴输出转矩,其速度与功率之间的关系接近线性。
平方转矩负载:对轴转矩没有特殊要求的冷却(热)介质循环水系统,冷却循环水系统,冷却塔风机和盘管风机等,轴功率与转速的立方成正比。
由于中央空调系统内部的制冷压缩机已经具有自动调节功能,因此节能改造应集中在泵和风机上。根据流体力学理论,离心泵或风扇的输出流量(Q)与转速(n)成正比;输出压力(P)与速度(n)的平方成正比;输出功率(N)与速度(n)的立方成正比,如下所示:
∝n2
N∝n3
很容易得出一个结论,我们可以通过控制它们的速度来调节泵和风扇的输出功率。但是由于中央空调系统的特殊性,正确判断中央空调系统是否具有节能潜力是重建的前提。
冷却水系统闭环控制
中央空调系统的标准循环水温度为12℃(进气)/ 7℃(出口),允许温差为5℃。如果进,出口之间的温差为2℃,则表明实际需求仅占供应的40%(2℃/ 5℃= 40%)。因此,如果此时可以使用变频调速,则可以将泵的速度调节到其额定转速的40%,既可以满足冷却要求,又可以节省大量能量。
控制建议:首先,确定变频器的最小工作频率(通常为25HZ),并将该值设置为频率的下限,以固定泵的最小速度,然后通过智能温度控制器检测进,出口之间的温差,从而控制VFD频率的增量和减量。
冷却水泵闭环控制(在加热模式下)
在下降时选择该模式进行加热,控制方案与上述相同。
冷却循环水泵开环控制
中央空调系统的标准冷却循环水温差为4℃〜8℃,冷却塔的标准冷却循环水温差为3℃〜5℃。在加热模式下,进水温度和出水温度分别为50℃和60℃。由于冷却水循环系统同时受到环境温度和热负荷的影响,因此需要在主进气管道和主排气管道上增加温度传感器。在环境温度恒定的条件下,如果温差很大,则表明内部的热负荷太大。因此,我们应该提高冷却泵的速度。相反,如果温度差较小,则应降低泵速。
卷管风机系统控制
每个房间都有一个盘管风扇。电机为0.4KW 220V,风的最大温差为10℃〜15℃。以水和空气为负载的热界面材料的盘管风机系统主要负责换气,以提高室内舒适度。
采用变频技术改造后,风扇可将内部温度恒定保持在17℃±1℃,节能率高达80%。另外,VFD可以大大降低噪声。
冷却塔风扇系统
冷却塔风扇系统通常包含两个风扇。重建之前,风扇只有两种模式:全速运行和手动停止,这会浪费大量能量。重建时,冷却塔风扇的启动温度设置为35℃,停止温度设置为30℃。在35℃〜30℃的范围内,用户可以实现PID闭环控制来调节风量。现场操作显示平均节电率达到40%。
结论
将变频技术应用于中央空调系统是中国节能运动的重要一步。统计数据表明,迄今为止,中国至少有70%的中央空调系统没有任何节能功能,这表明VFD制造商的市场巨大。
相关阅读:
2.空调不制冷的原因