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2019-05
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普傳科技PI500系列變頻器在中央空調上的應用
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概述:
  中央空調是現(xian)代大廈物業(ye)、賓(bin)館、商(shang)場不可缺少的設施,它能帶給人們四季(ji)如春,溫馨(xin)舒適的每一天,由于中央空調功率大,耗能大,加上設計上存在大馬拉小車(che)的(de)現象,中央(yang)空(kong)調(diao)(diao)所(suo)產(chan)生的(de)電費是用(yong)戶一項巨大的(de)開支。由于季節變(bian)(bian)化(hua)、晝(zhou)夜變(bian)(bian)化(hua)以(yi)及賓館酒樓(lou)客人入(ru)住率(lv)的(de)變(bian)(bian)化(hua)、娛樂場所(suo)開放時間的(de)變(bian)(bian)化(hua)等等,導致中央(yang)空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統對室內熱源吸收量的(de)變(bian)(bian)化(hua),再(zai)加上(shang)工(gong)藝設計上(shang)電機功率(lv)都留(liu)有相(xiang)當的(de)富裕量。因(yin)此(ci),存在(zai)一定的(de)節電空(kong)間。將變(bian)(bian)頻技術(shu)引入(ru)中央(yang)空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統、保持室內恒溫,使人們感到更加舒適的(de)同時又可以(yi)減(jian)少電能損耗節省電費一舉兩得。
    一、中(zhong)央空調系統簡(jian)介(jie)
   
1所示為(wei)一(yi)典(dian)型中央空(kong)調機(ji)組系(xi)統(tong)圖,主(zhu)要由冷(leng)(leng)凍水循(xun)環系(xi)統(tong)、冷(leng)(leng)卻水循(xun)環系(xi)統(tong)及主(zhu)機(ji)三部分組成:


  1、冷(leng)凍(dong)水(shui)(shui)循環(huan)系統:該部分由(you)冷(leng)凍(dong)泵、室內風機(ji)及冷(leng)凍(dong)水(shui)(shui)管道等組成。從(cong)主機(ji)蒸發器流出的(de)低溫冷(leng)凍(dong)水(shui)(shui)由(you)冷(leng)凍(dong)泵加壓送入冷(leng)凍(dong)水(shui)(shui)管道(出水(shui)(shui)),進入室內進行熱(re)交換(huan),帶走房間內的(de)熱(re)量,最(zui)后(hou)回(hui)(hui)到主機(ji)蒸發器(回(hui)(hui)水(shui)(shui))。室內風機(ji)用于將空氣吹(chui)過冷(leng)凍(dong)水(shui)(shui)管道,降低空氣溫度,加速(su)室內熱(re)交換(huan)。


2、冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)循環部分(fen):該(gai)部分(fen)由冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)泵(beng)、冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)管(guan)道、冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)塔及冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)器(qi)等組成(cheng)。冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)凍水(shui)(shui)(shui)循環系統進(jin)行室(shi)內(nei)熱(re)交換(huan)的(de)同時,必將帶走室(shi)內(nei)大量的(de)熱(re)能。該(gai)熱(re)能通過主(zhu)機(ji)(ji)內(nei)的(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)媒傳(chuan)遞給(gei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui),使冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)度升高。冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)泵(beng)將升溫(wen)后的(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)壓入冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)塔(出(chu)水(shui)(shui)(shui)),使之與大氣進(jin)行熱(re)交換(huan),降低(di)溫(wen)度后再送回主(zhu)機(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)器(qi)(回水(shui)(shui)(shui))。
      3
、主(zhu)機:該(gai)部分由壓縮機、蒸發器(qi)、冷凝器(qi)及(ji)冷媒(制冷劑(ji))等(deng)組成,其工作循環過(guo)程如下:
   
首先低(di)壓氣(qi)態冷(leng)媒(mei)被(bei)壓縮機(ji)加(jia)壓進(jin)入(ru)冷(leng)凝(ning)器并(bing)逐漸冷(leng)凝(ning)成(cheng)高壓液(ye)體。在冷(leng)凝(ning)過程中(zhong)(zhong)(zhong)冷(leng)媒(mei)會釋(shi)放出大量熱(re)能(neng),這部分熱(re)能(neng)被(bei)冷(leng)凝(ning)器中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)水吸(xi)收并(bing)送到(dao)室外的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)塔(ta)上,最(zui)終釋(shi)放到(dao)大氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)去(qu)。隨后冷(leng)凝(ning)器中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)高壓液(ye)態冷(leng)媒(mei)在流經蒸(zheng)發(fa)器前的(de)(de)(de)節流降壓裝置時(shi),因為壓力(li)的(de)(de)(de)突變而氣(qi)化,形成(cheng)氣(qi)液(ye)混合物進(jin)入(ru)蒸(zheng)發(fa)器。冷(leng)媒(mei)在蒸(zheng)發(fa)器中(zhong)(zhong)(zhong)不(bu)斷氣(qi)化,同時(shi)會吸(xi)收冷(leng)凍水中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)熱(re)量使其達(da)到(dao)較低(di)溫度(du)。最(zui)后,蒸(zheng)發(fa)器中(zhong)(zhong)(zhong)氣(qi)化后的(de)(de)(de)冷(leng)媒(mei)又(you)變成(cheng)了低(di)壓氣(qi)體,重(zhong)新(xin)進(jin)入(ru)了壓縮機(ji),如(ru)此循環往復。

二、節能改造方案:
  
中央(yang)空調各循環(huan)水系統的(de)(de)回(hui)(hui)水與(yu)出(chu)水的(de)(de)溫差,反映了整個(ge)系統所需(xu)要進行的(de)(de)熱交(jiao)換量。因此,根據回(hui)(hui)水與(yu)出(chu)水的(de)(de)溫差來控制循環(huan)水的(de)(de)流量,從而控制熱交(jiao)換的(de)(de)速度,是節能改(gai)造的(de)(de)可行依(yi)據。
      1
、冷凍水循環(huan)系統
  
冷(leng)凍水(shui)的出水(shui)溫(wen)度(du)是由主(zhu)機(ji)的制冷(leng)效果決(jue)定(ding)的,通(tong)常比較(jiao)穩定(ding),因此冷(leng)凍回水(shui)溫(wen)度(du)可以(yi)準確(que)的反(fan)映室(shi)內的熱負荷情況(kuang)。由此,對(dui)于(yu)冷(leng)凍水(shui)循環系統(tong)的節能改(gai)造,可以(yi)取回水(shui)溫(wen)度(du)作為(wei)控(kong)制對(dui)象,通(tong)過(guo)變(bian)頻(pin)器對(dui)冷(leng)凍泵流(liu)量的自動調節來(lai)實現對(dui)室(shi)內溫(wen)度(du)的控(kong)制。
      2
、冷卻水循環系統
  
冷(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)循環(huan)系統(tong)同時受室外環(huan)境溫(wen)(wen)度及(ji)室內熱(re)負荷兩方面影(ying)響,循環(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)管道單(dan)側的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)不能(neng)準確反映該系統(tong)的(de)(de)熱(re)交換(huan)量(liang),因此以(yi)出水(shui)(shui)(shui)(shui)與回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)之間的(de)(de)溫(wen)(wen)差作為控制室內溫(wen)(wen)度的(de)(de)依據(ju)比較合理。在外界(jie)環(huan)境溫(wen)(wen)度不變的(de)(de)情況下,溫(wen)(wen)差大(da),說明(ming)室內熱(re)負荷較大(da),應(ying)提(ti)高冷(leng)(leng)卻(que)(que)泵的(de)(de)轉速,增大(da)冷(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)循環(huan)的(de)(de)速度;相(xiang)應(ying)的(de)(de),溫(wen)(wen)差小則減小冷(leng)(leng)卻(que)(que)泵轉速。分別在主機蒸(zheng)發器回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)處、冷(leng)(leng)凝器出水(shui)(shui)(shui)(shui)及(ji)回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)處安裝(zhuang)溫(wen)(wen)度傳(chuan)感器,實時檢測管網的(de)(de)溫(wen)(wen)度,以(yi)模擬信號(0~10V或者4~20mA)反饋(kui)給變頻器,通過變頻器內置的PID運算,輸(shu)出對(dui)應(ying)的頻率指令自動調節(jie)水泵轉速(su),從而(er)調節(jie)各循(xun)環水的熱(re)交(jiao)換速(su)度,最終實現對(dui)室內(nei)的恒(heng)溫控制(zhi)。需要特別說明(ming)的是,變(bian)頻器(qi)內(nei)部在設計上集成了PID處理功能(neng),系統無須另配(pei)專用控制(zhi)模塊。
    3
、變頻器控制方案
   
中(zhong)央(yang)空調(diao)機組(zu)變(bian)頻器配置如(ru)下表:

機(ji)組(zu)

電機功率

變頻器型號

數量

中央空(kong)調(diao)

冷凍泵(beng)電機(ji)

45KW380V

Pi500 045f3

3臺(tai)

冷卻泵電機(ji)

75KW380V

Pi500 075F3

3






兩組(zu)三臺(tai)水(shui)泵,春(chun)秋季節是一用二(er)(er)備的工作(zuo)模(mo)式(shi)(shi)、夏季高峰時是二(er)(er)用一備工作(zuo)模(mo)式(shi)(shi)。要求,其中一臺(tai)變頻(pin)運(yun)行(xing),且(qie)可以通過手動方式(shi)(shi)進行(xing)切換,其它二(er)(er)臺(tai)可通過手動方式(shi)(shi)直接切換到工頻(pin)運(yun)行(xing)。

      設(she)計:3臺(tai)水泵電(dian)機選(xuan)配1臺(tai)變頻器。工作(zuo)時可選擇(ze)任意一臺(tai)水泵做主泵、由變頻器直接拖(tuo)動并且變頻運行(由內置PID進行閉環(huan)控制);其余兩臺(tai)水泵做輔(fu)泵、依據(ju)制冷情況手動投入工頻運行。

選用普(pu)傳科技生產的PI500系列通用(yong)變(bian)頻器,配置電控(kong)柜(保留原軟(ruan)啟動(dong)控(kong)制(zhi)回路),可選擇“市電”、“節電”運(yun)行(xing)方(fang)式。

4、現場圖片:



三、小結

變頻(pin)節能系統具備下(xia)述特點:
1
、變(bian)頻器操作界面為LED顯示(shi),監(jian)控(kong)參數(shu)豐富;鍵盤布局簡(jian)潔(jie)、操作方(fang)便;
2
、變(bian)頻器具有過(guo)(guo)流、過(guo)(guo)載、過(guo)(guo)壓(ya)、過(guo)(guo)熱、欠(qian)壓(ya)、缺相等(deng)多種(zhong)電子保護(hu)裝置(zhi),并具有故障報警輸出功能,可有效(xiao)保護(hu)供水(shui)系統的正常運作;
3
、加裝變頻器后,電(dian)機具有軟啟動及無極調(diao)速功能,可使水(shui)泵和電(dian)機的機械(xie)磨損(sun)大(da)為降低(di),延長(chang)管組壽(shou)命(ming);
4
、變(bian)頻器內部裝(zhuang)有大容量濾(lv)波電容,可有效提高用(yong)電設備的功(gong)率因數;
5
、該系統實現(xian)了對溫度的PID閉環調(diao)節,室內(nei)溫度變(bian)化(hua)平穩,人體感(gan)覺更加舒適。
    將(jiang)變(bian)頻(pin)技術應用于中央空(kong)調系(xi)統,對提升中央空(kong)調自動化水平(ping)、降低(di)能耗(hao)、減少(shao)對電網(wang)的沖擊、延長機(ji)械及管網(wang)的使用壽命,都具有重要的意義,可以大力進(jin)行推廣。



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