中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造

一、概論

中央空調(diào)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用領(lǐng)域，在賓館、酒店、寫字樓、商場、住院部大樓、工業(yè)廠房中的中央空調(diào)系統(tǒng)，其制冷壓縮機組、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機系統(tǒng)等的容量大多是按照建筑物最大制冷、制熱負(fù)荷選定的，且再留有充足裕量。在沒有使用具備負(fù)載隨動調(diào)節(jié)特性的控制系統(tǒng)中，無論季節(jié)、晝夜和用戶負(fù)荷的如何變化，各電機都長期固定在工頻狀態(tài)下全速運行，造成了能量的巨大浪費。近年來由于電價的不斷上漲，使得中央空調(diào)系統(tǒng)運行費用急劇上升，致使它在整個大廈營運成本費用中占據(jù)越來越大的比例，加之目前各生產(chǎn)、服務(wù)業(yè)競爭激烈，多數(shù)企業(yè)利潤空間不夠理想。因此電能費用的控制顯然已經(jīng)成為經(jīng)營管理者所關(guān)注的問題所在。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。近年來隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)越來越成熟，因此推廣變頻調(diào)速在風(fēng)機、泵類設(shè)備上的應(yīng)用，對于減少能源浪費具有重要意義。

二、中央空調(diào)系統(tǒng)
中央空調(diào)系統(tǒng)主要由以下幾部份組成：
1、 冷凍機組： 冷凍機組為中央空調(diào)的制冷源，通往各末端的循環(huán)水由冷凍機組進行內(nèi)部熱交換，降溫為冷凍水。
2、冷卻水塔： 冷卻水塔用于為冷凍機組提供冷卻水；
3、外部熱交換系統(tǒng)由兩個循環(huán)水系統(tǒng)組成；
（1） 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)：
由冷凍泵及冷凍水管道組成。從冷凍機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在各房間內(nèi)進行熱交換，帶走房間熱量，使房間內(nèi)的溫度下降。
從冷凍機組流出、進入房間的冷凍水簡稱為出水：流經(jīng)所有的房間后回到冷凍機組的冷凍水簡稱為回水。
（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：
由冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍機組進行熱交換，水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量。該熱量被冷卻水吸收，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入冷卻塔，使之在冷卻塔與大氣進行熱交換，然后在將降了溫的冷卻水，送回到冷卻機組。如此不斷循環(huán)，帶走了冷凍機組釋放的熱量。
流進冷凍機組的冷卻水簡稱為進水；從冷凍機組流回冷卻塔的冷卻水簡稱為回水。
4、冷卻風(fēng)機有兩種情況：
（1）室內(nèi)風(fēng)機 安裝于所有需要降溫的房間內(nèi)，用于將由冷凍水冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內(nèi)的熱交換。
（2）冷卻塔風(fēng)機 用于降低冷卻塔中的水溫，加速將回水帶回的熱量散發(fā)到大氣中去。
可以看出，中央空調(diào)系統(tǒng)是工作過程室一個不斷地進行熱交換的能量轉(zhuǎn)換過程。在這里，冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是能量的主要傳遞者。因此，對冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制便是中央空調(diào)控制系統(tǒng)的重要組成部份。

三、中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制依據(jù)

中央空調(diào)系統(tǒng)的外部熱交換兩個循環(huán)系統(tǒng)來完成。循環(huán)水系統(tǒng)的回水與進（出）水溫度之差，反映了需要進行熱交換的熱量。因此，根據(jù)回水與進水（出）水溫度之差來控制循環(huán)水的流動速度，從而控制了進行熱交換的速度，是比較合理的控制方法。
（1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制
由于冷凍水的回水溫度是冷凍機組冷凍的結(jié)果，常常是比較穩(wěn)定的。因此，單是回水溫度的高低就足以反映房間內(nèi)的溫度。所以，冷凍泵的變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以簡單地根據(jù)回水溫度進行如下控制：回水溫度高，說明房間溫度高，應(yīng)該提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度；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。簡言之，對于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，控制依據(jù)是回水溫度，即通過變頻調(diào)速，實現(xiàn)水的恒溫度控制。工作過程如下圖：

運用四方變頻進行節(jié)能改造的參數(shù)設(shè)置：F0.1=4，F(xiàn)8.0=0021，F(xiàn)8.1=0000，F(xiàn)8.2=根據(jù)實際需要進行設(shè)定。
（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制：
由于冷卻塔的水溫是隨環(huán)境溫度而變的，其單側(cè)水溫度不能準(zhǔn)確地反映冷凍機組內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少。所以，對于冷卻泵，以進水和回水間的溫差作為控制依據(jù)，而實現(xiàn)進水和回水的恒溫差控制是比較合理的。溫差大，說明冷凍機組產(chǎn)生的熱量大，應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，增大冷卻水的循環(huán)速度；溫差小，說明冷凍機組產(chǎn)生的熱量小，可以降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷卻水的循環(huán)速度，以節(jié)約能源。工作過程如下圖：

運用四方通用變頻器進行節(jié)能改造的參數(shù)設(shè)置：F0.1=8，F(xiàn)2.12=1，F(xiàn)8.0=0021，F(xiàn)8.1=0500，F(xiàn)8.2=根據(jù)實際需要進行設(shè)定。

四、中央空調(diào)系統(tǒng)進行變頻改造的優(yōu)點：

變頻節(jié)能改造后除了可以節(jié)省大量的電能外還具有以下優(yōu)點：

1、電機起動是軟起動，電流從零到兩倍額定電流變化，減小了大電流對電機的沖擊，延長電機的使用壽命；

2、電機軟起動轉(zhuǎn)速從零開始緩慢升速，可以有效減少水泵或風(fēng)機的機械磨損；

3、變頻器是高性能的電力電子設(shè)備，具有較強的電機保護功能，能延長系統(tǒng)的各部件使用壽命；

4、經(jīng)過改造后，可以使系統(tǒng)具有較高的可靠性，減少了環(huán)境噪音，減少了維修維護工作量。