中央空調變頻控制柜

大型場館，寫字樓的電耗中，中央空調系統占據了一個很大的比例（暖通空調設備是建筑中的用電大戶，其裝機容量約占建筑中用電設備總容量的60%，其耗電量約占總耗電量的50%）。對于一般性集中空調系統，冷熱源使用能量占40%，輸送系統使用能量占60%。

常規中央空調系統的重要組成部分：風機和冷凍冷卻水泵為工頻運行，同時由于系統設備容量選型、以及不能根據實際用冷量及天氣的冷暖變化等因素的影響自動調節循環水量，同時大多數系統都不同程度存在著溫差偏小、揚程過高、流量過大等現象而白白消耗了大量電能。這些現象的存在再次為我們實施節能技術改造提供了節能空間保障。

山東新壬設計的中央空調智能控制系統主要由變頻器、可編程控制器(PLC)、溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等控制單元組成。它可根據中央空調系統各關鍵部位的溫度和壓力，控制調整壓縮機、冷卻水、冷凍水、風機等機組拖動單元的轉速，在精確地進行溫度控制的同時，延長空調系統壽命(15-20倍)，可較大幅度地節約電能。

主要性能和特點：

■  節電效果顯著，節電率一般可達30%-60%

■  多泵智能切換運行，變頻－工頻系統可相互切換，減少投資和確保設備安全使用。

■  系統閉環控制：使設備隨熱負荷的變化自動調節電機轉速，準確地進行溫度控制，在較佳控制狀態下提供較大限度的節能。

■ 實現降速運行和軟啟動，減少振動、噪聲和磨損，延長了使用壽命，減少公害，保護環境。

■  先進的設置和監控及調節功能改善了系統運行特性，使系統使用方便。

■  系統具有各種保護措施，使系統的運轉率和安全可靠性大大提高。

■  系統具有故障報警及故障自動停機功能，保證了運行的可靠性。

1、中央空調系統耗電的現狀：

一般來說，中央空調系統的負載能力是按照天氣，負荷等各類條件來設計的，存在著很大寬裕量，但實際上系統極少在這些極限條件下工作，根據有關資料統計，空調設備95%的時間運行在70%負荷以下波動，所以實際負荷總不能達到滿負荷，特別是冷氣需求量少的情況下，主機負荷量低，為了保證有較好的運行狀態和較高的運行效率，主機能在一定范圍根據負載的變化加載和卸載，但與之相配套的冷卻水泵和冷凍水泵卻仍在高負荷狀態下運行，這樣會帶來以下一系列問題：
● 水流量過大使冷水系統進水和回水溫差降低，惡化了主機的工作條件、引起主機熱交換效率下降，電能浪費嚴重；
● 水泵壓力過大，通常都是通過調整管道上的閥門開度來調節冷卻水和冷凍水流量，因此閥門上存在著很大的能量損失。
由于中央空調冷卻水、冷凍水系統運行效率低，能耗較大且屬長期運行，進行節能技術改造是完全必要的。

2、中央空調調節冷凍/冷卻泵轉速的節電原理：

采用交流變頻技術控制冷凍/冷卻泵的運行，是目前中央空調系統節能改造的有效途經之一。泵的負載功率與轉速成3次方比例關系，即P∝N3，其中P為功率，N為轉速；可見用變頻調速的方法來減少水泵流量的經濟效益是十分顯著的，當所需流量減少，水泵轉速降低時，其電動機的所需功率按轉速的三次方下降。例如：
A． 當水泵流量下降10％（跟蹤輸出頻率為45Hz）
則電動機軸功率P′=(0.9)3P=0.729P 即節電率27.1％
B.  當水泵流量下降30％（跟蹤輸出頻率為35Hz）
則電動機軸功率P′=(0.7)3P=0.343 即節電率65.7％
當冷水機負荷下降時，所需的水流量減少，通過電動機的調速裝置降低泵的轉速來減少水的流量，泵的軸功率相應減少，電動機的輸入功率也隨之減少。當用冷量增加，冷機負荷量增大，冷凝器進出水溫差增大，變頻器運行頻率增加，水泵轉速加快，水流量增加，從而維持溫差恒定。反之亦然。從而達到理想的節能效果。

3、節電控制原理：

變頻中央控制器通過溫度模塊及溫度傳感器將冷凍/冷卻泵的回水溫度和出水溫度讀入內存，并計算出溫差值；然后根據其溫差值來控制變頻器的轉速，調節出水的流量，控制熱交換的速度；溫差大，說明室內溫度高，應提高冷凍/冷卻泵的轉速，加快冷凍/冷卻水的循環速度和流量，加快熱交換的速度；反之溫差小，則說明室內溫度低，可降低冷凍/冷卻泵的轉速，減緩冷凍/冷卻水的循環速度和流量，減緩熱交換的速度以節約電能；變頻器的啟動、停止、運行頻率的改變及監控顯示數據如變頻器輸出功率、變頻器輸出頻率、輸出電流，輸出電壓等都是由變頻中央控制器通過485通信協議實現的。

4、應用范圍：

各類中央空調冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風機、送風風機等;

5、節電控制過程：

變頻器的上限頻率設為50Hz，變頻器的下限頻率為30Hz（根據現場情況而定），自動控制時按照圖一的控制曲線，并結合先進的智能模糊控制技術。
（1）當溫差≤1℃時，變頻器將在30Hz頻率運行，隨著室內溫度的不斷升高，冷凍/冷卻回水的溫度也不斷上升，變頻器的運行頻率也隨著溫差的增大而自動升高；
（2）當溫差≥5℃時，變頻器將在50Hz頻率運行，這時1臺變頻器已無法滿足控制要求；需要啟動M2冷凍/冷卻泵（第2臺泵），M2啟動過程完成后，共同調節冷凍水的流量，控制熱交換的速度，實現了出水和回水間的恒溫差控制；
（3）當溫差繼續升高并≥5℃時， 要啟動M1、M2冷凍/冷卻泵進行工頻運行，共同調節冷凍/冷卻水的流量，控制熱交換的速度，實現了出水和回水間的恒溫差控制；
（4）如果當溫差降低到≤1～2℃時，可關閉其中的1泵，保留1臺變頻器自動運行，實現較大限度的節能。
冷凍/冷卻泵在運行后，控制系統會自動給主機發出運行允許信號，從而保證主機開機運行時不會出現如管道結冰的危險，從而保證了變頻節能部分能很好地配合整個中央空調系統的運行。

6、節電設備特點:

●變頻系統采用勵磁控制方式，對勵磁電流進行調整, 使電動機的效率得到更大幅度的提高，更進一步實現高效節能；
●配備觸摸屏人機介面，操作控制簡捷，各種數據顯示直觀；
●配備可編程控制器、RS485通信模塊，節電/旁路自動切換，操作方便；
●內置瞬時停電再啟動功能及再試啟動功能，在無人看管的情況下，完全自動化運行；
●對水泵實現軟停和軟起，可完全消除網管水錘效應；
●可隨時調節管路中的壓差，保證在合適的范圍內；
●運行合理，電機、水泵、聯軸器的使用壽命將大大提高；
●冷凍和冷卻泵的節電率在20%以上，甚至可達60%