中央空调系统节能改造 中央空调系统节能改造 一、 概述 中央空调是现代大厦物业、宾馆、商场和工厂不可缺少的设施，它能带给人们四季如春，温馨舒适的每一天，但由于中央空调功率大，耗能大，加上设计上存在“大马拉小车”的现象，支付中央空调所用电费是用户一项巨大的开支。对中央空调加节能装置是降成本增效益的一条捷径。 作为建筑内部重点耗能设备，中央空调系统的耗电一般要占整座建筑电耗的40%以上。而中央空调机组是以满足使用场所的最大冷热量来进行设计的，而在实际应用中绝大多数用户在使用时，冷热负荷是变化的，一般与最大设计供冷热量存在着很大的差异，系统各部分90%以上运行在非满载额定状态。传统的中央空调水、风系统均采用调节阀门或风门开度的方式来调节水量和风量，这种调节方式的缺点不仅是消耗大量能量，而且调节品质难以达到理想状态而导致空调的舒适度不良。 中央空调变频节能控制器投资价值极高，用户用于该产品的全部投资，可在很短的时间内通过减少能耗支出予以回收。投资收益率根据日运行时间不同，在25—40%之间。 应用交流变频技术通过对中央空调的末端空调风机箱、冷却塔风机、冷冻水/冷却水水泵、甚至主机驱动电机转速等进行控制调节，从而使空调各子系统风量、水流量等负荷工况参数按负荷情况得到适时调节，不但能改善系统的调节品质，达到阀门、风门节/回流调节、变极调速等落后调节方式所不能相比的调节性能，改善空调的舒适性；更能达到节约大量电能，降低设备运行噪声，延长设备使用寿命、减轻设备维护工作量及费用的理想运行效果。 通过变频控制调节，中央空调系统的水、风系统耗电水平可降低30%~60%，主机系统可节电10%以上，总体系统节电可达40%左右。用户可在设备投运后几个运行期后，即可从节省的电费支出中收回投资。因此中央空调用户应用变频节能控制系统不仅有着良好的直接经济收益，还能达到节约能源消耗、有利于环境保护的社会效益。 深圳市优先科技发展有限公司是一家专为各中央空调系统实施节能改造的专业公司。专业开发、研制了一系列智能化控制设备。通过检测系统的水温变化，并根据不同的季节，不同的时段对系统实行温差控制，系统需要多少制冷量，就提供相应的制冷量，将超出系统需要的制冷量节省下来，用电量会随着多余制冷量的下降而大幅度的下降，真正实行了全自动、无人值守、节能省电的目的。 二、中央空调系统示意图 三、节能改造原理功能 风机泵类负载：P（负载）=Q（流量）×H（扬程），当电机转速从N降至N`时，流量Q，扬程H及轴功率P的关系如下： Q`=Q（N`/N） H`=H（N`/N）2， P`=P（N`/N）3 显然，当电机转速下降时，流量按线性关系变化，而电功率按立方关系方式变化，例如，电机功率为15KW，当其转速为原来的4/5时，耗电功率为7.68KW，即耗电为原来的51.2%，节电48.8%，从而大大节约电能。 通常在设计中，空调冷冻、冷却水泵设计扬程和流量比实际需要的扬程和流量高出很多，空调风机的设计供风量也比实际需要的风量大，导致电能的严重浪费，而且用户也无计可施，但利用我司节能装置可适当降低水泵电机运行频率，从而降低转速，使循环水流量恰到好处地与制冷量实时匹配，从而轻而易举地将部分电能节约下来。特别是对长年运行在日夜变化，季节变化，使用面积的变化而引起制冷量需求变化的系统，节能效果更为明显。节电率可达40% 以上。 建筑物的中央空调系统通常均按极端环境条件去计算空调负荷，即以其最大冷（热）负荷的1.1~1.5倍去确定空调主机及外围设备的额定容量。然而由于气候条件、环境温度、使用时间、空调室内人数等因数的变化，实际出现最大冷（热）负荷的时间，每年不超过10h~20h。 因此，中央空调系统的负荷，在大多数时间里都是远远小于额定容量的，只要启动中央空调主机，水泵和风机都在50HZ电源频率下运行，也就是满负荷状态下工作，从而造成整个系统的能源利用效率低，浪费大量的能源，而且各泵长期处于高速运转状态，机械磨损大，维护费用高，使用寿命缩短。 空调水系统和风系统 中央空调节能设备通过对空调负荷的动态跟踪，实时调节空调水系统流量和冷却塔风机的风量，使其跟随负荷的变化而同步变化，最大限度地节省了电能的消耗。 四、系统控制原理 中央空调节能设备的基本原理：当空调负荷发生变化时，通过采集一组数值，经模糊运算及时调节空调主机、各泵组和风机的运行工作参数，从而改变空调主机工作状态、冷冻（热）水和冷却水流量，改变冷却塔风机的风量，确保空调主机始终工作在效率最佳状态，使供回水和进出水温度趋于设定值。 中央空调节能设备的核心是变流量控制量。在控制器中建立了知识库、模糊控制模型和模糊运算规则，形成智能模糊制。通过采集影响空调系统的各种参数，经模糊运算，得出相应的控制参数，这些参数被送至空调主机、冷冻（热）水控制水系统、冷却水控制子系统、冷却塔控制子系统。这些子系统根据控制参数的变化，利用现代变频控制技术，改变空调系统循环流体的流量和温度，以保证整个系统各种法度和条件下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。 五、 产品特点 1.该装置的功率单元为低压矢量控制型变频器，其调节控制单元为工业控制计算机PLC和智能型温差控制器。具备中央计算机监控控制，利用节能装置的RS-485通讯口与上位机联机通讯，实现上位机的远程监控、数据采集、参数修改、报表输出等。 2.闭环控制：采样为温差，利用温度传感器检测出水管道和回水管道的温度，同时对两边温度进行比较之后送温差控制器，由温差控制器进行模糊处理，然后根据温度的变化自动调节水泵电机的转速。实现每秒钟自动节能控制。系统调节品质较传统调节方式大大提高，空调的舒适度得以提升，减轻运行监控人员的劳动强度。 3.开环控制：利用节能装置的模拟电位器输出信号给VVVF，由VVVF调节电机的转速。 4.信号的检测、处理和控制是采用目前最先进的全闭环温差自动控制，多项先进技术，高速16位A/D转换器，抗干扰能力极强，信号失真小，精度高。 5.应用变频技术后电机的启停实现了软启动和软停止，无骤启和骤停现象，大大降低机械和电网冲击；风机、水泵一般运行于工频频率以下，可延长水泵、风机、管件及空调设备的使用寿命，降低维护费用。 6.提高了运行安全可靠性，系统核心部件采用知名品牌产品，并设有工频运行切换系统，与系统原有调节装置构成冗余备用系统，以备故障切换运行，确保中央空调系统的正常使用。 7.安装简便，特别适用于老系统节能改造。对现有的空调机组、管道无需进行改动，对风机水泵无特殊要求；不必增加和改动原水、风管道系统。 8.设备可以根据负载状况以5000次/秒的速率调整加在电机两端的端电压，根据负载自动调整功率，达到动态调功功能。 9.该节能装置的动态功率因数补偿功能可使无功功率近似为0,从而增大电机的有功功率,减少了无功损耗。另外，功率因数的改善还可节省很大一部分电网容量，直观的体现在水泵和风机电机温升降低，噪音降低，大大地延长设备维修周期及使用寿命，减少了设备维修费用。节能装置可提高功率因数到0.95以上。

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文章来源：天狐定制

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