一、概(gai)述
在我國(guo)經濟快速發(fa)展的(de)大(da)背景下，房(fang)地(di)產業得到(dao)快速發(fa)展，中(zhong)(zhong)(zhong)央空(kong)調(diao)的(de)市場(chang)(chang)需求也跟(gen)著(zhu)呈現強勁的(de)增長趨勢(shi)。在市場(chang)(chang)容量不斷增大(da)的(de)吸(xi)引下，越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多的(de)廠(chang)家加入到(dao)商用中(zhong)(zhong)(zhong)央空(kong)調(diao)的(de)領域。節(jie)能(neng)技術的(de)應(ying)用，對提升中(zhong)(zhong)(zhong)央空(kong)調(diao)自動(dong)化(hua)水平、降低能(neng)耗(hao)、減少對電網的(de)沖擊、延長設備及管網的(de)使(shi)用壽命，都(dou)具有重要的(de)意義。
中央空(kong)(kong)(kong)調(diao)(diao)是(shi)現代(dai)大廈物業(ye)、賓館、商(shang)場(chang)不可(ke)缺少(shao)(shao)的(de)(de)(de)設施(shi)，它能(neng)帶給人們四季如春，溫(wen)(wen)馨(xin)舒適(shi)的(de)(de)(de)每一(yi)天，由于(yu)中央空(kong)(kong)(kong)調(diao)(diao)功率(lv)大，耗(hao)能(neng)大，加(jia)上(shang)設計(ji)上(shang)存(cun)(cun)在“大馬拉小車”的(de)(de)(de)現象，中央空(kong)(kong)(kong)調(diao)(diao)所(suo)產生的(de)(de)(de)電(dian)費(fei)是(shi)用戶一(yi)項巨大的(de)(de)(de)開支。由于(yu)季節變(bian)化、晝(zhou)夜變(bian)化以(yi)及賓館酒樓(lou)客人入(ru)住率(lv)的(de)(de)(de)變(bian)化、娛樂(le)場(chang)所(suo)開放時間的(de)(de)(de)變(bian)化等等，導致中央空(kong)(kong)(kong)調(diao)(diao)系統對室內(nei)熱源吸收量(liang)的(de)(de)(de)變(bian)化，再加(jia)上(shang)工(gong)藝設計(ji)上(shang)電(dian)機功率(lv)都留有相(xiang)當的(de)(de)(de)富裕量(liang)。因此，存(cun)(cun)在一(yi)定的(de)(de)(de)節電(dian)空(kong)(kong)(kong)間。將變(bian)頻技術引入(ru)中央空(kong)(kong)(kong)調(diao)(diao)系統、保持室內(nei)恒(heng)溫(wen)(wen)，使人們感到更(geng)加(jia)舒適(shi)的(de)(de)(de)同(tong)時又(you)可(ke)以(yi)減少(shao)(shao)電(dian)能(neng)損耗(hao)節省電(dian)費(fei)一(yi)舉兩得。
1、中央空調系統簡介
圖(tu)1所示(shi)為一(yi)典型(xing)中(zhong)央空調機組系統圖(tu)，主要由冷(leng)(leng)凍(dong)水循(xun)環(huan)系統、冷(leng)(leng)卻水循(xun)環(huan)系統及主機三部分組成：
(1)、冷凍(dong)(dong)水(shui)(shui)循環系(xi)統：該部分(fen)由(you)冷凍(dong)(dong)泵、室內風機(ji)(ji)(ji)及冷凍(dong)(dong)水(shui)(shui)管道等組成。從主(zhu)機(ji)(ji)(ji)蒸發器(qi)流出(chu)的低溫(wen)冷凍(dong)(dong)水(shui)(shui)由(you)冷凍(dong)(dong)泵加壓送入冷凍(dong)(dong)水(shui)(shui)管道（出(chu)水(shui)(shui)），進入室內進行(xing)熱交換，帶走(zou)房間內的熱量，最后回(hui)到(dao)主(zhu)機(ji)(ji)(ji)蒸發器(qi)（回(hui)水(shui)(shui)）。室內風機(ji)(ji)(ji)用于(yu)將(jiang)空(kong)氣吹(chui)過冷凍(dong)(dong)水(shui)(shui)管道，降低空(kong)氣溫(wen)度，加速室內熱交換。
(2)、冷(leng)卻(que)(que)水循環部分：該部分由冷(leng)卻(que)(que)泵、冷(leng)卻(que)(que)水管(guan)道、冷(leng)卻(que)(que)水塔(ta)及冷(leng)凝器等組(zu)成。冷(leng)凍(dong)水循環系統進行室(shi)內(nei)(nei)熱交(jiao)換(huan)的同時，必將帶(dai)走室(shi)內(nei)(nei)大(da)量的熱能(neng)。該熱能(neng)通過主(zhu)機(ji)內(nei)(nei)的冷(leng)媒(mei)傳遞(di)給(gei)冷(leng)卻(que)(que)水，使冷(leng)卻(que)(que)水溫(wen)度升高。冷(leng)卻(que)(que)泵將升溫(wen)后的冷(leng)卻(que)(que)水壓入(ru)冷(leng)卻(que)(que)水塔(ta)（出(chu)水），使之與大(da)氣進行熱交(jiao)換(huan)，降低溫(wen)度后再送回(hui)主(zhu)機(ji)冷(leng)凝器（回(hui)水）。
(3)、主機：該(gai)部分由壓縮機、蒸發器(qi)、冷凝器(qi)及冷媒（制冷劑）等組成，其工作循環過(guo)程如(ru)下：
首先低壓(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)(qi)態冷(leng)(leng)(leng)媒(mei)(mei)被壓(ya)(ya)縮機加壓(ya)(ya)進入冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)并逐漸冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)成高(gao)壓(ya)(ya)液(ye)體(ti)。在冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)過(guo)程中(zhong)冷(leng)(leng)(leng)媒(mei)(mei)會釋放出大(da)量熱能(neng)(neng)，這部分(fen)熱能(neng)(neng)被冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)中(zhong)的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水吸(xi)收并送到室外的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)塔上，最終釋放到大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)去。隨(sui)后(hou)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)中(zhong)的(de)高(gao)壓(ya)(ya)液(ye)態冷(leng)(leng)(leng)媒(mei)(mei)在流經(jing)蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)前的(de)節(jie)流降壓(ya)(ya)裝置(zhi)時，因為壓(ya)(ya)力的(de)突變而氣(qi)(qi)(qi)(qi)化，形(xing)成氣(qi)(qi)(qi)(qi)液(ye)混合物進入蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)。冷(leng)(leng)(leng)媒(mei)(mei)在蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)中(zhong)不斷(duan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)化，同時會吸(xi)收冷(leng)(leng)(leng)凍水中(zhong)的(de)熱量使其達到較低溫(wen)度。最后(hou)，蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)中(zhong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)化后(hou)的(de)冷(leng)(leng)(leng)媒(mei)(mei)又(you)變成了(le)低壓(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)，重(zhong)新(xin)進入了(le)壓(ya)(ya)縮機，如此循(xun)環往復。
二、節能改造方案
中央空調各(ge)循環水(shui)系統的(de)(de)回(hui)水(shui)與出水(shui)的(de)(de)溫差，反映了整(zheng)個系統所需要進行的(de)(de)熱交換(huan)量。因此，根據回(hui)水(shui)與出水(shui)的(de)(de)溫差來控(kong)制循環水(shui)的(de)(de)流量，從而控(kong)制熱交換(huan)的(de)(de)速度，是節(jie)能改造的(de)(de)可行依(yi)據。
1、冷凍水循環(huan)系統
冷(leng)(leng)凍水(shui)的(de)(de)出(chu)水(shui)溫(wen)(wen)度是由主機(ji)的(de)(de)制冷(leng)(leng)效(xiao)果決定(ding)(ding)的(de)(de)，通常比較穩定(ding)(ding)，因此(ci)冷(leng)(leng)凍回(hui)水(shui)溫(wen)(wen)度可以準確的(de)(de)反(fan)映(ying)室內(nei)的(de)(de)熱負荷(he)情況(kuang)。由此(ci)，對于冷(leng)(leng)凍水(shui)循(xun)環(huan)系統的(de)(de)節能(neng)改造(zao)，可以取回(hui)水(shui)溫(wen)(wen)度作為控(kong)制對象，通過變頻器(qi)對冷(leng)(leng)凍泵流量的(de)(de)自(zi)動調節來實現對室內(nei)溫(wen)(wen)度的(de)(de)控(kong)制。
2、冷卻(que)水(shui)循環(huan)系統
冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)循環(huan)系(xi)統同時受(shou)室(shi)外(wai)環(huan)境溫度(du)(du)及(ji)(ji)室(shi)內(nei)(nei)熱負荷兩(liang)方面影響，循環(huan)水(shui)(shui)(shui)管(guan)道(dao)單(dan)側的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)溫不能準確反(fan)映(ying)該(gai)系(xi)統的(de)(de)(de)熱交(jiao)換量，因此以出(chu)水(shui)(shui)(shui)與回水(shui)(shui)(shui)之(zhi)間的(de)(de)(de)溫差作為控(kong)(kong)制(zhi)室(shi)內(nei)(nei)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)依據比較合理。在外(wai)界環(huan)境溫度(du)(du)不變的(de)(de)(de)情況下，溫差大(da)，說(shuo)明室(shi)內(nei)(nei)熱負荷較大(da)，應(ying)(ying)(ying)提高冷(leng)(leng)卻泵的(de)(de)(de)轉速(su)(su)(su)，增大(da)冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)循環(huan)的(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)(du)；相應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)，溫差小則(ze)減(jian)小冷(leng)(leng)卻泵轉速(su)(su)(su)。分別在主(zhu)機(ji)蒸發器回水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)、冷(leng)(leng)凝器出(chu)水(shui)(shui)(shui)及(ji)(ji)回水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)安裝溫度(du)(du)傳感器，實時檢測管(guan)網的(de)(de)(de)溫度(du)(du)，以模擬(ni)信(xin)號（0~10V或者4~20mA）反(fan)饋(kui)給變頻器，通(tong)過(guo)變頻器內(nei)(nei)置的(de)(de)(de)PID運算(suan)，輸出(chu)對應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)頻率指令自(zi)動調節水(shui)(shui)(shui)泵轉速(su)(su)(su)，從(cong)而調節各循環(huan)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)熱交(jiao)換速(su)(su)(su)度(du)(du)，最終實現對室(shi)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)恒溫控(kong)(kong)制(zhi)。需要特別說(shuo)明的(de)(de)(de)是，變頻器內(nei)(nei)部在設計(ji)上(shang)集成了PID處(chu)(chu)(chu)理功能，系(xi)統無(wu)須(xu)另配專用控(kong)(kong)制(zhi)模塊(kuai)。
3、變頻(pin)器控制(zhi)方案
中央空調機(ji)組(zu)變頻器配置如下表(biao)：
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機組 |
電機功率 |
變頻器型號 |
數量 |
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中央(yang)空調 |
冷凍泵電機(ji) |
45kW（380V） |
PI9230 045F3 |
3臺(tai) |
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冷卻(que)泵電機(ji) |
75kW（380V） |
PI9230 075F3 |
3臺 |
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兩組三臺(tai)水(shui)泵，春秋季(ji)(ji)節是一用二備的(de)工(gong)作模(mo)式(shi)、夏(xia)季(ji)(ji)高峰時是二用一備工(gong)作模(mo)式(shi)。要求，其中一臺(tai)變頻(pin)運行(xing)，且可以通過手動(dong)方式(shi)進行(xing)切換，其它二臺(tai)可通過手動(dong)方式(shi)直接切換到工(gong)頻(pin)運行(xing)。
設計：3臺(tai)水泵(beng)(beng)電機選(xuan)配(pei)1臺(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)。工(gong)作時可(ke)選(xuan)擇(ze)任(ren)意一臺(tai)水泵(beng)(beng)做主泵(beng)(beng)、由(you)(you)變(bian)頻(pin)器(qi)直接拖動(dong)并且變(bian)頻(pin)運行(xing)(xing)（由(you)(you)內(nei)置PID進行(xing)(xing)閉環控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)）；其(qi)余兩臺(tai)水泵(beng)(beng)做輔泵(beng)(beng)、依據制(zhi)(zhi)冷(leng)情況手(shou)動(dong)投入工(gong)頻(pin)運行(xing)(xing)。選(xuan)用普(pu)傳科技(ji)生(sheng)產的PI9230系列通用變(bian)頻(pin)器(qi)，配(pei)置電控(kong)(kong)柜（保(bao)留原軟啟(qi)動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)回路），可(ke)選(xuan)擇(ze)“市電”、“節(jie)電”運行(xing)(xing)方式。
三、小(xiao)結(jie)
變頻節能(neng)系統具備下述特點：
1、變頻器(qi)操作界面為LED顯示(shi)，監(jian)控參數豐富；鍵盤(pan)布局簡潔、操作方便(bian)；
2、變頻器具(ju)有過流、過載、過壓、過熱(re)等多(duo)種電子保(bao)護(hu)裝置，并(bing)具(ju)有豐富的故障報(bao)警輸出功能，可有效(xiao)保(bao)護(hu)供水系統的正常運作；
3、加裝變頻(pin)器后，電機(ji)(ji)具有軟(ruan)啟動及無極調(diao)速功能，可使水泵和電機(ji)(ji)的(de)機(ji)(ji)械磨損大為降低，延長管組(zu)壽命；
4、變頻器內部裝有大容量濾(lv)波電容，可有效(xiao)提(ti)高用電設備的功率因(yin)數(shu)；
5、該系(xi)統實現(xian)了對溫(wen)度(du)的PID閉環調節，室內溫(wen)度(du)變化(hua)平穩(wen)，人體(ti)感覺更(geng)加舒適。
因此，將變頻(pin)技術應用(yong)于中央(yang)空調(diao)(diao)系統，對(dui)提升中央(yang)空調(diao)(diao)自動化水平、降(jiang)低能耗、減(jian)少(shao)對(dui)電網的(de)沖擊(ji)、延(yan)長機械(xie)及管網的(de)使用(yong)壽(shou)命(ming)，都具有重要的意義，可(ke)以大力進行推廣。
