中央空调系统在现代企业和改善生活环境中非常普遍,而且它在一定的生活环境或生产过程中是必要的,也就是说,所谓的人工环境不仅是对温度的要求,也是对湿度、洁净度等的要求。中央空调系统是提高产品质量、人体舒适度、提高集中供冷供热效率、方便管理和节约投资的需要。因此,中央空调几乎用于所有大中型建筑,如企业、高层商业建筑、商业建筑、会议室、剧院、办公室、图书馆、酒店、商场、超市、酒店、赌场、体育馆等。它是现代大型建筑不可缺少的配套设施之一。电能的消耗非常大,并且是电力的主要消耗者,几乎占电力消耗的50%以上,日常费用非常大。 由于中央空调系统是按最大负荷设计的,并有一定的附加裕量,实际上一年中,满负荷运行只有10天以上,甚至10个小时以上,而且大部分时间负荷都在70%以下。总的来说,中央空调系统中制冷主机的负荷可以根据季节温度变化自动调节负荷,而制冷泵和与制冷主机配套的冷却泵不能自动调节负荷,制冷主机几乎长时间在100%负荷下运行,造成能源的极大浪费和中央空调运行环境及质量的恶化。 随着变频技术的日益成熟,通过变频器、可编程控制器、数模转换模块、温度传感器、温度模块等设备的有机结合,形成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量。采用变频调速技术,不仅能使室内温度保持在理想状态,使人感到舒适和满足,还能使整个系统工作平稳。更重要的是,其节能效果高达30%以上,可带来良好的经济效益。
中央空调系统的组成和工作原理 1.制冷机组:通向各个房间的循环水通过制冷机组进行“内部热交换”,使冷冻水的温度降低到5~7℃。并且通过循环水系统向每个空调点提供外部热交换源。内部热交换产生的热量通过冷却水系统排放到冷却塔的空气中。内部热交换系统是中央空调的“冷源”。 2.冷冻水塔:用于为冷冻装置提供“冷却水”。 3.“外部热交换”系统:由两个循环水系统组成: (1)冷冻水循环系统由冷冻泵和冷冻管道组成。从制冷机组流出的冷冻水由制冷泵加压,并送至冷冻水管道,在每个房间进行热交换,以带走房间内的热量并降低房间内的温度。 ⑵冷却水循环系统由冷却水泵、冷却水管道和冷却塔组成。制冷机组进行热交换以冷却水温,同时会释放大量热量。热量被冷却水吸收,从而提高冷却水的温度。冷却泵将加热的冷却水泵入水塔,与冷却塔中的大气进行热交换。然后,冷却的冷却水将被送回制冷单元,从而持续循环并带走制冷单元释放的热量。 4.冷却风扇 (1)室内风扇:安装在所有需要冷却的房间,用于将被冷水冷却的冷空气吹入房间,以加速房间内的热交换; ⑵冷却塔风机用于降低冷却塔内的水温,加速“回水”带回来的热量散发到大气中。 中央空调系统的四个部分可以改造以节约电力。然而,冷冻水机组和冷却水机组改造后,节能效果最好。本文将重点介绍冷水机组和冷水机组的变频调速技术改造。 二级 1.2原系统的运行及存在的问题:本集团为合资企业。为了给员工创造一个良好的工作环境,大部分办公建筑都是全封闭的,公司大部分空间的自然通风效果不好,所以对夏季空调的质量要求很高。因此,除了一些假期,中央空调在其他时间是完全开放的。由于中央空调系统必须根据最热的天气和最大负荷进行设计,设计裕度约为10%-20%。其中,制冷主机可以根据负荷变化进行加载或卸载,但制冷水泵和冷却水泵不能根据负荷变化进行相应的调整。这样,冷冻水和冷却水系统在大流量、小温差的条件下几乎长时间运行,造成能源的极大浪费。此外,冷冻和冷却水泵采用Y-△启动方式。电动机的起动电流是其额定电流的3-4倍。在如此大的电流冲击下,接触器的使用寿命大大降低。同时,启动时的机械冲击和停泵时的水锤很容易损坏机械设备、轴承、阀门和管道,从而增加维护工作量、维护成本和设备老化。此外,由于冷冻泵轴输送的冷却能力不能随系统实际负荷的变化而变化,因此只能通过手动调节冷冻主机出口水温和大流量小温差来平衡其热力工况。这不仅浪费能源,还会恶化系统的运行环境和质量。特别是当环境温度较低时,一些终端设备的温度控制稍有失灵或灵敏度不高,会导致空调房间大面积温度偏低和不舒适,严重干扰中央空调系统的运行质量。因为空调太冷,所以经常会收到员工的投诉。处理这些投诉会造成大量人力资源的浪费。 根据实际情况,我们向集团负责人提出:由变频器、人机界面、可编程控制器、数模转换模块、温度模块、温度传感器等组成的温差闭环自动调速系统。为节约电能,稳定系统,延长设备使用寿命,对制冷和冷却水泵进行了改造。 2.中央空调系统节能改造的具体方案 2.1中央空调节能系统具体安装清单见表2: 2.2介绍变频节能原理: 变频节能原理:根据流体传动设备(水泵和风机)的工作原理,水泵和风机的流量(风量)与其转速成正比;水泵和风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比,而水泵和风机的轴功率等于流量和压力的乘积,因此水泵和风机的轴功率与其转速的立方成正比(即功率频率的立方)。变频器的节能效果非常明显,这种节能回报也很明显。特别地,对于具有大调节范围和大启动电流的系统和设备,从图3中可以直观地看出,当流速改变时,只有转速(频率)的微小变化将使水泵的轴功率改变到更大的程度。因此,这些特点使变频调速装置成为一种趋势,并在各行各业的调速领域得到不断的深化和应用。 根据上述原理,可以通过改变水泵和风扇的转速来改变水泵和风扇的输出功率。 2.3介绍系统电路设计和控制方法 根据中央空调冷却水系统的总体安装情况,建议冷却水系统和冷冻水系统分别安装两套SD-YP系列集成变频调速柜。其中,冷却变频调速控制柜用于切换(循环)两台冷冻水泵,冷冻变频调速控制室 根据具体情况并考虑到成本控制,应尽可能使用原有的电气设备。冷冻水泵和冷却水泵都以一用一备模式运行。由于备用泵的切换时间与空调主机的切换时间相同,为每月一次,切换频率不高,决定利用原有电气设备切换冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制,通过接触器、启停按钮和切换开关进行电气和机械联锁。确保每台水泵只能由一台变频器驱动,避免两台变频器同时驱动同一台水泵造成交流短路事故;每台变频器在任何时候只能拖动一台水泵,避免一台变频器同时拖动两台水泵造成过载。 2.系统功能控制模式 上位机监控系统主要通过人机界面完成过程参数检测、各单元协调控制、数据处理和分析等任务。下位机PLC主要完成数据采集、现场设备控制和联锁功能。具体工作流程:启动;启动冷水和冷却水泵;可编程控制器控制冷水和冷却水泵的启动和停止;冷水和冷却水泵的接触器向冰箱发送联锁信号以启动冰箱;由变频器、温度传感器和温度模块组成的温差闭环控制电路调节水泵的转速来控制工作流量;同时,可编程控制器根据温度传感器的信号控制冷却塔自动选择要启动的机组数量。当过滤网前后压差超过设定值时,可编程控制器发出过滤堵塞报警信号。将回风温度与系统设定值进行比较后,用PID方法控制风机的转速,调节风机的转速,达到调节回风温度的目的。关机:延时15分钟后,自动关闭冰箱、冷水、冷却水泵和冷却塔。保护:压力传感器控制冷水和冷却水的缺水保护。当压力低时,补给泵将自动启动以补充水。2.4介绍系统节能改造的原理 1.阐述了制冷泵变频改造的控制原理:PLC控制器通过温度模块和温度传感器将冰箱的回水温度和出水温度读入控制器存储器,并计算温差值;然后根据冰箱回水和出水的温差,控制变频器转速,调节出水流量,控制换热速度;温差大表示室内温度高,系统负荷重,因此应提高冷冻泵的转速,加快冷冻水的循环速度和流量,加快换热速度。另一方面,小温差表示室内温度低和系统负荷小,这可以降低冷冻泵的转速,降低冷冻水的循环速度和流速,并降低热交换速度以节省电能。 2.冷却泵的变频改造。制冷机组运行时,其冷凝器的换热能力从冷却水转移到冷却塔进行冷却,然后从冷却泵转移到冷凝器进行连续循环。 冷却水入口和出口之间的大温差表明冰箱负载大,冷却水需要携带大量热量。冷却泵的转速应提高,以增加冷却水的循环。如果温差小,则意味着冰箱的负荷小,带走的热量小,这可以降低冷却泵的转速和冷却水的循环量,从而节约电能。 3.冷却塔风机变频控制对冷却塔风机进行变频调速闭环控制 冷(冻)水系统变频节能系统应考虑水泵转速与扬程平方的关系,以及实际使用中水泵转速与管道损耗平方的关系。当泵头随着转速的降低而降低时,管道损失也随之降低。因此,系统对泵头的实际要求也应降低。然而,设置变频器下限频率的方法可以确保系统对泵升程的最小需求。供水压力的稳定和调节可以通过PID参数来调节。当供水需求减少时,管道压力逐渐增加,内部PID调节器的输出频率降低。当变频器输出频率低至0HZ,且在设定时间内管道仍高于设定压力时,变频器切断当前变频控制泵,控制下一台原工频控制泵。在水泵控制转换过程中,变频器逐渐轮流使用水泵,使每台水泵的利用率相等,增加了系统和管道压力的稳定性和可靠性。 中央空调系统变频改造的优势 变频节能改造除了节约大量电能外,还有以下优点: (1)电机的启动是软启动,电流从0A变为额定电流,减少了大电流对电机的影响;
(2)电机软启动速度从0缓慢增加,可有效减少水泵或风机的机械磨损。
(3)、变频器是一种高性能的电力电子设备,具有强大的电机保护功能,可以延长系统各部分的使用寿命; (4)保持室温恒定,让人感觉舒适; (5)改造后的系统可靠性更高,降低了环境噪声,减少了维护工作量。 YP系列集成逆变器的优势 1.采用独特的空间矢量调制方法; 2.操作简单,键盘锁定功能,防止误操作; 3.内置的PID功能可以接受各种给定和反向信号; 4.具有节电、市电和停止三位锁定开关,便于转换和管理。
5。完善的保护功能和远程控制; 6.降低电机噪声的超静音优化设计: 7.安装相对方便,不破坏原有配电设施和环境; 8.整个系统稳定正常运行,抗干扰能力强; 9.具有过载、过压、过流、欠压、缺电自动保护功能和声光报警功能。
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中央空调系统在现代企业和改善生活环境中非常普遍,而且它在一定的生活环境或生产过程中是必要的,也就是说,所谓的人工环境不仅是对温度的要求,也是对湿度、洁净度等的要求。中央空调系统是提高产品质量、人体舒适度、提高集中供冷供热效率、方便管理和节约投资的需要。因此,中央空调几乎用于所有大中型建筑,如企业、高层商业建筑、商业建筑、会议室、剧院、办公室、图书馆、酒店、商场、超市、酒店、赌场、体育馆等。它是现代大型建筑不可缺少的配套设施之一。电能的消耗非常大,并且是电力的主要消耗者,几乎占电力消耗的50%以上,日常费用非常大。 由于中央空调系统是按最大负荷设计的,并有一定的附加裕量,实际上一年中,满负荷运行只有10天以上,甚至10个小时以上,而且大部分时间负荷都在70%以下。总的来说,中央空调系统中制冷主机的负荷可以根据季节温度变化自动调节负荷,而制冷泵和与制冷主机配套的冷却泵不能自动调节负荷,制冷主机几乎长时间在100%负荷下运行,造成能源的极大浪费和中央空调运行环境及质量的恶化。 随着变频技术的日益成熟,通过变频器、可编程控制器、数模转换模块、温度传感器、温度模块等设备的有机结合,形成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量。采用变频调速技术,不仅能使室内温度保持在理想状态,使人感到舒适和满足,还能使整个系统工作平稳。更重要的是,其节能效果高达30%以上,可带来良好的经济效益。
中央空调系统的组成和工作原理 1.制冷机组:通向各个房间的循环水通过制冷机组进行“内部热交换”,使冷冻水的温度降低到5~7℃。并且通过循环水系统向每个空调点提供外部热交换源。内部热交换产生的热量通过冷却水系统排放到冷却塔的空气中。内部热交换系统是中央空调的“冷源”。 2.冷冻水塔:用于为冷冻装置提供“冷却水”。 3.“外部热交换”系统:由两个循环水系统组成: (1)冷冻水循环系统由冷冻泵和冷冻管道组成。从制冷机组流出的冷冻水由制冷泵加压,并送至冷冻水管道,在每个房间进行热交换,以带走房间内的热量并降低房间内的温度。 ⑵冷却水循环系统由冷却水泵、冷却水管道和冷却塔组成。制冷机组进行热交换以冷却水温,同时会释放大量热量。热量被冷却水吸收,从而提高冷却水的温度。冷却泵将加热的冷却水泵入水塔,与冷却塔中的大气进行热交换。然后,冷却的冷却水将被送回制冷单元,从而持续循环并带走制冷单元释放的热量。 4.冷却风扇 (1)室内风扇:安装在所有需要冷却的房间,用于将被冷水冷却的冷空气吹入房间,以加速房间内的热交换; ⑵冷却塔风机用于降低冷却塔内的水温,加速“回水”带回来的热量散发到大气中。 中央空调系统的四个部分可以改造以节约电力。然而,冷冻水机组和冷却水机组改造后,节能效果最好。本文将重点介绍冷水机组和冷水机组的变频调速技术改造。 二级 1.2原系统的运行及存在的问题:本集团为合资企业。为了给员工创造一个良好的工作环境,大部分办公建筑都是全封闭的,公司大部分空间的自然通风效果不好,所以对夏季空调的质量要求很高。因此,除了一些假期,中央空调在其他时间是完全开放的。由于中央空调系统必须根据最热的天气和最大负荷进行设计,设计裕度约为10%-20%。其中,制冷主机可以根据负荷变化进行加载或卸载,但制冷水泵和冷却水泵不能根据负荷变化进行相应的调整。这样,冷冻水和冷却水系统在大流量、小温差的条件下几乎长时间运行,造成能源的极大浪费。此外,冷冻和冷却水泵采用Y-△启动方式。电动机的起动电流是其额定电流的3-4倍。在如此大的电流冲击下,接触器的使用寿命大大降低。同时,启动时的机械冲击和停泵时的水锤很容易损坏机械设备、轴承、阀门和管道,从而增加维护工作量、维护成本和设备老化。此外,由于冷冻泵轴输送的冷却能力不能随系统实际负荷的变化而变化,因此只能通过手动调节冷冻主机出口水温和大流量小温差来平衡其热力工况。这不仅浪费能源,还会恶化系统的运行环境和质量。特别是当环境温度较低时,一些终端设备的温度控制稍有失灵或灵敏度不高,会导致空调房间大面积温度偏低和不舒适,严重干扰中央空调系统的运行质量。因为空调太冷,所以经常会收到员工的投诉。处理这些投诉会造成大量人力资源的浪费。 根据实际情况,我们向集团负责人提出:由变频器、人机界面、可编程控制器、数模转换模块、温度模块、温度传感器等组成的温差闭环自动调速系统。为节约电能,稳定系统,延长设备使用寿命,对制冷和冷却水泵进行了改造。 2.中央空调系统节能改造的具体方案 2.1中央空调节能系统具体安装清单见表2: 2.2介绍变频节能原理: 变频节能原理:根据流体传动设备(水泵和风机)的工作原理,水泵和风机的流量(风量)与其转速成正比;水泵和风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比,而水泵和风机的轴功率等于流量和压力的乘积,因此水泵和风机的轴功率与其转速的立方成正比(即功率频率的立方)。变频器的节能效果非常明显,这种节能回报也很明显。特别地,对于具有大调节范围和大启动电流的系统和设备,从图3中可以直观地看出,当流速改变时,只有转速(频率)的微小变化将使水泵的轴功率改变到更大的程度。因此,这些特点使变频调速装置成为一种趋势,并在各行各业的调速领域得到不断的深化和应用。 根据上述原理,可以通过改变水泵和风扇的转速来改变水泵和风扇的输出功率。 2.3介绍系统电路设计和控制方法 根据中央空调冷却水系统的总体安装情况,建议冷却水系统和冷冻水系统分别安装两套SD-YP系列集成变频调速柜。其中,冷却变频调速控制柜用于切换(循环)两台冷冻水泵,冷冻变频调速控制室 根据具体情况并考虑到成本控制,应尽可能使用原有的电气设备。冷冻水泵和冷却水泵都以一用一备模式运行。由于备用泵的切换时间与空调主机的切换时间相同,为每月一次,切换频率不高,决定利用原有电气设备切换冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制,通过接触器、启停按钮和切换开关进行电气和机械联锁。确保每台水泵只能由一台变频器驱动,避免两台变频器同时驱动同一台水泵造成交流短路事故;每台变频器在任何时候只能拖动一台水泵,避免一台变频器同时拖动两台水泵造成过载。 2.系统功能控制模式 上位机监控系统主要通过人机界面完成过程参数检测、各单元协调控制、数据处理和分析等任务。下位机PLC主要完成数据采集、现场设备控制和联锁功能。具体工作流程:启动;启动冷水和冷却水泵;可编程控制器控制冷水和冷却水泵的启动和停止;冷水和冷却水泵的接触器向冰箱发送联锁信号以启动冰箱;由变频器、温度传感器和温度模块组成的温差闭环控制电路调节水泵的转速来控制工作流量;同时,可编程控制器根据温度传感器的信号控制冷却塔自动选择要启动的机组数量。当过滤网前后压差超过设定值时,可编程控制器发出过滤堵塞报警信号。将回风温度与系统设定值进行比较后,用PID方法控制风机的转速,调节风机的转速,达到调节回风温度的目的。关机:延时15分钟后,自动关闭冰箱、冷水、冷却水泵和冷却塔。保护:压力传感器控制冷水和冷却水的缺水保护。当压力低时,补给泵将自动启动以补充水。2.4介绍系统节能改造的原理 1.阐述了制冷泵变频改造的控制原理:PLC控制器通过温度模块和温度传感器将冰箱的回水温度和出水温度读入控制器存储器,并计算温差值;然后根据冰箱回水和出水的温差,控制变频器转速,调节出水流量,控制换热速度;温差大表示室内温度高,系统负荷重,因此应提高冷冻泵的转速,加快冷冻水的循环速度和流量,加快换热速度。另一方面,小温差表示室内温度低和系统负荷小,这可以降低冷冻泵的转速,降低冷冻水的循环速度和流速,并降低热交换速度以节省电能。 2.冷却泵的变频改造。制冷机组运行时,其冷凝器的换热能力从冷却水转移到冷却塔进行冷却,然后从冷却泵转移到冷凝器进行连续循环。 冷却水入口和出口之间的大温差表明冰箱负载大,冷却水需要携带大量热量。冷却泵的转速应提高,以增加冷却水的循环。如果温差小,则意味着冰箱的负荷小,带走的热量小,这可以降低冷却泵的转速和冷却水的循环量,从而节约电能。 3.冷却塔风机变频控制对冷却塔风机进行变频调速闭环控制 冷(冻)水系统变频节能系统应考虑水泵转速与扬程平方的关系,以及实际使用中水泵转速与管道损耗平方的关系。当泵头随着转速的降低而降低时,管道损失也随之降低。因此,系统对泵头的实际要求也应降低。然而,设置变频器下限频率的方法可以确保系统对泵升程的最小需求。供水压力的稳定和调节可以通过PID参数来调节。当供水需求减少时,管道压力逐渐增加,内部PID调节器的输出频率降低。当变频器输出频率低至0HZ,且在设定时间内管道仍高于设定压力时,变频器切断当前变频控制泵,控制下一台原工频控制泵。在水泵控制转换过程中,变频器逐渐轮流使用水泵,使每台水泵的利用率相等,增加了系统和管道压力的稳定性和可靠性。 中央空调系统变频改造的优势 变频节能改造除了节约大量电能外,还有以下优点: (1)电机的启动是软启动,电流从0A变为额定电流,减少了大电流对电机的影响;
(2)电机软启动速度从0缓慢增加,可有效减少水泵或风机的机械磨损。
(3)、变频器是一种高性能的电力电子设备,具有强大的电机保护功能,可以延长系统各部分的使用寿命; (4)保持室温恒定,让人感觉舒适; (5)改造后的系统可靠性更高,降低了环境噪声,减少了维护工作量。 YP系列集成逆变器的优势 1.采用独特的空间矢量调制方法; 2.操作简单,键盘锁定功能,防止误操作; 3.内置的PID功能可以接受各种给定和反向信号; 4.具有节电、市电和停止三位锁定开关,便于转换和管理。
5。完善的保护功能和远程控制; 6.降低电机噪声的超静音优化设计: 7.安装相对方便,不破坏原有配电设施和环境; 8.整个系统稳定正常运行,抗干扰能力强; 9.具有过载、过压、过流、欠压、缺电自动保护功能和声光报警功能。
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