中央空调加变频改造.doc

中央空调系统变频节能改造一、概述变频调速技术作为一种成熟的节能手段已在国民经济的各个领域得到了广泛的应用，利用变频调速技术对空调系统进行节能改造、可以大幅度降低电力消耗，减少庞大的电费支出。采用希望森兰科技股份有限公司生产的SB200系列变频调速器对空调的循环水泵进行变频调速，调速后的节电率在1570，可大大地降低了空调系统的运营成本。二、中央空调工作原理2.1中央空调工作简图2.2工作简述、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水回水中的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温度升高。、降了温的冷冻水通过冷冻水泵送入冷冻水管道，在各个楼层或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，送入空调主机蒸发器进水端。、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，又流回冷却水端。、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、中央空调目前存在的问题中央空调系统含冷冻泵。根据季节变化人为决定水泵的运行台数，启动方式大多为星三角降压启动。工作时泵一直工频运转，不会因室温变化而降速，能源浪费严重。水泵直接起动对设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作量大。制冷风机一旦工作不会因室温变化而降速，能源浪费严重。四、中央空调系统节能分析中央空调是大型商场、宾馆、超市、写字楼、工厂等许多用电场所里耗电最大的单元，在总电费支出中，仅中央空调就占去了60左右，因此中央空调节电就显得尤其重要。但节电不是再生能源，而是提高用电效率，节电一定要有一个节电的空间存在。中央空调在设计和设备选型时通常是按照当地历史上气温最高的天气来设计，且留有1520的余量，也就是说即使是在天气最热的季节，空调也是有余量的（个别特殊情况例外），这部分余量为设计余量。除此之外，一年当中需要开空调的几个月当中，温差也很大，如5月份开空调与8月份开空调相比，5月份就有更大的余量。蓝色部分为设计余量，红色部分为季节变化产生的余量，这部分余量就是节电空间。单独就一天而言，气温也有高低，中午和晚上所需制冷量也是不一样的。红色部分为时差温度变化产生的余量，也是一个可以节电的空间。任何一个系统如果没有节电的空间，再谈节电就没有意义，而中央空调正好存在以上分析的节电空间，所以说中央空调节电有很大的空间是完全可能的。据权威部门调查分析，全国90以上的中央空调基本是运行在70的负荷以下，考虑季节气温变化和时差变化因素节电空间就更大。大部分中央空调的主机有自动加载和卸载的功能，且主机有螺杆式、活塞式、离心式等多种机型，不全是平方转矩负载，对其进行节电改造投资大，投资回收期长，一般不改动空调的主机。因此，中央空调的改造主要把目光集中在了循环系统上。如果对循环系统进行节电改造，使主机也能间接节电，将是一个很好的节能方案。事实证明，通过对冷冻泵与冷却泵的合理化控制，不但循环系统本身可节能3060，而且可以促进主机间接节能510。中央空调系统中的循环系统、冷却泵与冷冻泵除个别小型机型外，大部分为多泵，随着天气变化而启动不同数量的泵，即：气温高时多开泵，气温低时少开泵，表面上看已经采取了节能手段，但是有些情况是没有办法解决的，例如开一台泵不够开两台泵浪费的问题，开0.7台泵就能满足的情况,但只能开一台泵而造成浪费。中央空调节能系统就是以冷冻水与冷却水的进出水温度为控制依据，对冷冻泵、冷却泵及送风系统的风机进行变频控制，使中央空调系统始终运行在最佳的状态，从而达到节电的目的。我们知道，离心式水泵及风机流量压力与轴功率之间存在以下关系：流量与转速的一次方成正比。压力（扬程）与转速的二次方成正比。轴功率与转速的三次方成正比。当降低水泵风机的转速时，流量也同比例下降，但功率却以转速的立方迅速下降，它们之间的关系如下表所示：频率Hz5045403530252015转速10090807060504030压力1008164493625169扬程1008164493625169流量10090807060504030功率10072.951.234.321.612.56.42.7 节电率027.148.865.778.487.593.697.3根据以上规律，可以得出对水泵进行节电改造，可以使系统在经济合理的状态下运行达到节能的目的。冷冻水冷却水系统是按最大冷负荷进行设计的，但实际宾馆的冷负荷不仅在不同的季节是变化很大的，而且在同一季节不同的天气（晴天和阴雨天）也是变化的，而且在同一天的早中晚各个不同的时刻也都是在变化之中，未采用变频以前只能通过阀门来进行调节，尽管能减少部分负荷但仍造成了很大的电能浪费，采用变频后可以根据冷负荷的变化来调整电机转速和流量，电机的转速发生变化后，所消耗的电能大大减少。节电率=1-(f/50)3³f为运行频率尽管调节阀门后也能节省部分能量，但通过变频调节后能大幅度的节省电能，这正是变频器在中国乃至世界大量采用变频节能技术的原因所在.采用变频后变频器运行频率为40Hz，其节电率约50。按保守估计节电率为35。五、实施方案：对循环水泵电机（45KW）进行变频器改造。1、 不改变原来的配电系统，不增加原来配电系统的容量。2、 2、不改变原来的环控系统。3、变频节能控制系统采用独立的温度传感系统与原空调系统的温度传感不发生关系。4、将冷冻水泵的输入电源线断开后串入变频控制系统，冷冻水泵控制的温度取样点为冷水机组蒸发器的入水和出水温度，在集水管上装温度传感器。5、将冷却水泵的输入电源线断开后串入变频控制系统，冷却水泵控制的温度取样点为冷水机组冷凝器的入水和出水温度，在集水管上装温度传感器。6、有变频和工频切换功能。7、控制系统根据温度变化,自动改变物质循环泵的运行速度。循环水泵变频器控制原理框图：六、45KW 循环水泵控制说明变频器选用森兰牌SB200-45T4变频器；功率45KW。循环水泵采用变频器与温差控制器配合使用。温差控制器：检测空调系统的出水与回水温度，并设定进出水温度差值；将温差转换为变化的电量。变频器：根据温差控制器送出的变化电量实时调速水泵的运转速度，以达到节约电能的目的。工频回路：当变频器检修时水泵可以转换至工频状态运行，不影响整套空调系统的正常运行。七、投资与成本回收 循环水泵变频控制投资：序号变频器控制柜功率数量/套单价/元1SB-200-4545KW 3合计 节约电能 节电量估算表：频率Hz5045403530252015转速10090807060504030压力1008164493625169扬程1008164493625169流量10090807060504030功率10072.951.234.321.612.56.42.7 节电率027.148.865.778.487.593.697.345KW循环水泵按照平均节约电能15%计算、平均每天用10小时、年平均使用率9个月;节约电能（P1）KW.P1=45(kw)*15%*10(小时)*270（天）*3（台）=54675(kw ).45KW循环水泵按照平均节约电能20%计算、平均每天用10小时、年平均使用率9个月;节约电能（P1）KW.P1=45(kw)*20%*10(小时)*270（天）*3（台）=72900(kw ).按上述节电率估算约 能回收投资成本。八、总结 变频改造后的系统不改变原来现有系统，与原来现有系统兼容并能方便的实现切换。这是一个综合的空调水泵综合节能控制系统，通过对系统各部分进行优化控制，达到整个系统综合节能的目的。可方便的设定温度，系统自动测量目前的温度与设定温度进行比较运算，采用模糊控制技术自动调节水泵的转速，对温度进行精确的调节，达到保持恒温的目的。实现自动节能运行，是一个高集成、高可靠、节能效率极高的空调变频节能控制系统，它具有极高的运算速