中央空調系統節能方案及原理

　　■ 冷凍水循環系統節能方案

　　1、節能控制的主要依據

　　在冷凍水系統的節能方案中，提出的控制依據主要有兩種：

　　(1)壓差控制

　　即以出水壓力和回水壓力之間的壓差作為控制依據，基本考慮是使z*高樓層的冷凍水能夠保持足夠的壓力。但這種方案沒有把環境溫度變化的因素考慮進去，就是說，冷凍水所帶走的熱量與房間溫度無關，這明顯地不大合理。

　　(2)溫度或溫差控制

　　嚴格地說，冷凍主機的回水溫度和出水溫度之差表明了冷凍水從房間帶走的熱量，應該作為控制依據。但由于冷凍主機得出水溫度一般較為穩定，故實際上，只需根據回水溫度進行控制就可以了。

　　為了確保z*高樓層具有足夠的壓力，在回水管上接一個壓力表，如果回水壓力低于規定值，電動機的轉速將不再下降。

　　2、控制方案

　　綜合上述分析，可以改進的控制方案有兩種：

　　(1)壓差為主溫度為輔的控制

　　以壓差信號為反饋信號，進行恒壓差控制。而以回水溫度信號作為目標信號，使壓差的目標值可以在一定范圍內根據回水溫度進行適當調整。就是說，當房間溫度較低時，使壓差的目標值適當下降一些，減小冷凍泵的平均轉速，提高節能效果。這樣一來，既考慮到了環境溫度的因素，又改善了節能效果。

　　(2)溫度(差)為主壓差為輔的控制

　　以溫度(或溫差)信號為反饋信號，進行恒溫度(差)控制，而以壓差信號作為目標信號。就是說，當壓差偏高時，說明負荷較重，應適當提高目標信號，增加冷凍泵的平均轉速，確保z*高樓層具有足夠的壓力。

　　根據大廈的空調系統、樓層高度，對于冷凍水系統我們采用全閉環溫度控制。根據具體情況，用一臺節能器控制一臺冷凍電機或一臺節能器切換控制二臺互為備用冷凍電機。具體方法是：在保證冷凍機組冷凍水流量所需前提下，確定一個冷凍泵節能器工作的z*小工作頻率，可將其設定為下限頻率。水泵電機頻率調節是通過安裝在系統管道上溫度傳感器測回水溫度。溫控器將其與設定值進行比較。當冷凍回水溫度大于設定值時，節能器輸出上限頻率，水泵電機高速運轉;當冷凍回水溫度小于設定溫度時電機以設定的頻率曲線工作。

　　■ 溫度信號的轉換

　　一般來說，由于溫度較低，變化范圍也不大，故溫度傳感器以鉑電阻(Pt100)為宜，信號轉換我們直接采用AL808溫差PID，不但將溫度信號轉換0～10V的標準模擬量信號，而且可以顯示回水溫度、進水溫度、溫差值使用起來很方便。

　　■ 節能改造后對循環水的水溫及主機制冷功率的影響

　　因為冷凍水回水溫度及冷卻水溫差都是預先設定好的，在室內和外界熱負荷發生變化的情況下，溫度PID控制器會自動調節電機轉速，以維持設定的溫度/溫差不變。

　　通常，節電運行時的水流量沒有市電運行時的大，循環速度降低，所以水溫會有所上升，但這不意味著主機的制冷功率一定會上升。

　　因為在熱負荷降低的情況下，熱交換量減少，市電運行時的循環水流量始終維持不變，才使得的水溫較低，這樣必然會使室內溫度比需要的低，實際上是白白浪費很多制冷功率。而節電運行時，因為PID調節器可以根據設定值自動調節電機轉速，不論熱負荷怎樣變化，室內的設定溫度始終維持恒定，這樣就會節約因外界熱負荷變化而無端消耗的制冷功率。而且通過適當的節能器參數設定，電機轉速只會在一定頻率上變化，這樣就不會使循環水溫升溫過高。同時，由于制冷量的減少，從而使得主機的能耗也隨之而減少。

　　■ 節能改造后中央空調的性能

　　1、采用閉環控制，可按需要進行軟件組態并設定溫度進行PID調節，使電機輸出功率隨熱負載的變化而變化，在滿足使用要求的前提下達到z*大限度的節能。

　　2、由于降速運行和軟啟動，減少了振動、噪音和磨損，延長了設備維修周期和使用壽命，提高了設備的MTBF(平均故障維修時間)值，并減少了對電網沖擊，提高了系統的可靠性。

　　3、節能器控制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。

　　4、節能器控制系統與原控制系統互為互鎖，不影響原系統的運行，且在節能器控制系統檢修或故障時，原控制系統照樣可以正常運行。

　　5、節能器全自動控制，運行頻率由PID自動給定，無需人工調節，提高了自動化水平，運行安全可靠。