中央空调节能改造方案

中央空调节能改造方案一、概述

在中央空调系统中，冷冻水泵、冷却水泵及冷却风机的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。一般中央空调控制系统中，水泵及风机一年四季都是在工频状态下全速运行，采用节流或回流的方式来调节流量或风量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵或风机电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。

由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。据统计，67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2，而实际上83%的工程热负荷只有58-93

W/m2，满负荷运行时间每年不超过10-20小时。

实践证明，在中央空调的循环系统（冷却泵、冷冻泵及冷却风机）中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。二、中央空调系统工作原理1.1中央空调系统简图1.2中央空调工作原理简述

⑴、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水中的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温度升高。⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间由室内风机加速进行热交换，带走房间内的热量使房间内的温度降低后，又流回冷冻水端。⑶、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔，由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作，温度回升到一定值后又控制其运行。三、中央空调存在的问题3.1冷却水系统的不足从设计角度考虑,冷却水泵电机的容量是按照最大换热量(即环境气温最高,且所有场所的空调都开足)的情况下,再取一定的安全系数来确定的。而通常情况下,由于季节和昼夜气温的变化以及开机数目的不足,实际换热量远小于设计值,因此,电机容量远大于实际负荷,出现了大马拉小车的情况。再从冷却水流量考虑,冷却水的作用是要及时将冷凝器中的热量带走,以保证制冷机能正常工作。从节能的角度看,只要能保证制冷机能正常工作,冷却水流量越小,所做的无用功就越少,节能也就越明显。根据流量公式:Q=SV,过去由于交流电机的转速不可调,只能通过调节节流阀,改变管道截面积S的方式来调节流量Q,节流阀的存在对水流产生阻力,从而产生节流损耗,并且会引起机械振动和产生噪音。3.2冷冻水系统的不足冷冻水泵的作用是将经制冷机降温的冷冻水通过输送管道送到中央空调的各出风口处的风机盘管组件中,对环境起降温作用,冷冻水的流量与冷冻水泵的转速成正比,当冷冻水泵转速高时,冷冻水的流量大,流速也快。因此,当冷冻水流过风机盘管组件时,还没有充分的时间将所携冷量全部释放完,就又返回制冷机去了,因此冷冻水泵电机做了很多无用功,这些都是不必要的能耗。若能够调节冷冻水泵电机的转速,根据实际热负荷的大小来调节冷冻水的流量(实际上是调节交换冷量的大小)和流速,以便让冷冻水在风机盘管组件中有充分的时间释放与热负荷大小相当的冷量,冷冻水泵电机的功耗可大大降低。3.3冷却风机系统的不足冷却塔是冷冻机组的冷却水最主要的热交换设备之一，它主要靠冷却塔风机对冷却水降六、水循环系统工作原理6.1系统组成系统主要由变频器、可编程控制器PLC、切换控制器、机械联锁接触器和水泵电机组成,水泵电机的个数可以是任意个。通过PLC和切换控制器的控制,可使任一台电机处于变频工作状态,从而实现在任何时候都有一台电机处于容量可调状态,而其余电机根据实际负载的需要,或是处于停机状态,或是工作在工频状态。并且,这种组合可以是任意的,完全由PLC检测运行温度差通过PLC内部做PID运算来控制变频及工频自由组合。机械联锁接触器是为了在切换过程中从硬件上确保三相交流电源不会串入变频器的输出端而设置的。否则,当三相交流电源串入变频器的输出端时,变频器会被损坏。6.2工作原理当热负荷较小、只需一台电机工作在低于工频状态就能满足要求时,根据操作者的意愿,可通过PLC控制器和切换控制器使任一台电机工作在变频状态,且运行频率可根据实际负荷的大小任意设定。当热负荷增大,开一台电机不够,而开两台电机又有余时,由PLC检测运行温度差通过PLC内部做PID运算来控制变频及工频自由组合，PLC发出起动另一台电机的指令,PLC控制器和切换控制器会自动地将原来工作在变频状态的电机的频率从运行频率提升至工频50Hz,然后将它从变频器上切除并直接挂接到工频电源上,再将第二台电机挂接到变频器上,使第二台电机实现平滑软起动,运行频率由操作者根据实际需要设定。热负荷进一步增大,上述切换控制过程不断重复,直至所有电机全部投入。系统能提供的最大容量是全部电机均工作在工频满负荷状态。七、中央空调系统进行变频改造的优点变频节能改造后除了可以节省大量的电能外还具有以下优点：（1）、电机起动是软起动，电流从OA到额定电流变化，减小了大电流对电机的冲击；（2）、电机软起动转速从0开始缓慢升速，可以有效减少水泵或风机的机械磨损；（3）、变频器是高性能的电力电子设备，具有较强的电机保护功能