中央空调系统节能方案及原理

　　■ 冷冻水循环系统节能方案

　　1、节能控制的主要依据

　　在冷冻水系统的节能方案中，提出的控制依据主要有两种：

　　(1)压差控制

　　即以出水压力和回水压力之间的压差作为控制依据，基本考虑是使z*高楼层的冷冻水能够保持足够的压力。但这种方案没有把环境温度变化的因素考虑进去，就是说，冷冻水所带走的热量与房间温度无关，这明显地不大合理。

　　(2)温度或温差控制

　　严格地说，冷冻主机的回水温度和出水温度之差表明了冷冻水从房间带走的热量，应该作为控制依据。但由于冷冻主机得出水温度一般较为稳定，故实际上，只需根据回水温度进行控制就可以了。

　　为了确保z*高楼层具有足够的压力，在回水管上接一个压力表，如果回水压力低于规定值，电动机的转速将不再下降。

　　2、控制方案

　　综合上述分析，可以改进的控制方案有两种：

　　(1)压差为主温度为辅的控制

　　以压差信号为反馈信号，进行恒压差控制。而以回水温度信号作为目标信号，使压差的目标值可以在一定范围内根据回水温度进行适当调整。就是说，当房间温度较低时，使压差的目标值适当下降一些，减小冷冻泵的平均转速，提高节能效果。这样一来，既考虑到了环境温度的因素，又改善了节能效果。

　　(2)温度(差)为主压差为辅的控制

　　以温度(或温差)信号为反馈信号，进行恒温度(差)控制，而以压差信号作为目标信号。就是说，当压差偏高时，说明负荷较重，应适当提高目标信号，增加冷冻泵的平均转速，确保z*高楼层具有足够的压力。

　　根据大厦的空调系统、楼层高度，对于冷冻水系统我们采用全闭环温度控制。根据具体情况，用一台节能器控制一台冷冻电机或一台节能器切换控制二台互为备用冷冻电机。具体方法是：在保证冷冻机组冷冻水流量所需前提下，确定一个冷冻泵节能器工作的z*小工作频率，可将其设定为下限频率。水泵电机频率调节是通过安装在系统管道上温度传感器测回水温度。温控器将其与设定值进行比较。当冷冻回水温度大于设定值时，节能器输出上限频率，水泵电机高速运转;当冷冻回水温度小于设定温度时电机以设定的频率曲线工作。

　　■ 温度信号的转换

　　一般来说，由于温度较低，变化范围也不大，故温度传感器以铂电阻(Pt100)为宜，信号转换我们直接采用AL808温差PID，不但将温度信号转换0～10V的标准模拟量信号，而且可以显示回水温度、进水温度、温差值使用起来很方便。

　　■ 节能改造后对循环水的水温及主机制冷功率的影响

　　因为冷冻水回水温度及冷却水温差都是预先设定好的，在室内和外界热负荷发生变化的情况下，温度PID控制器会自动调节电机转速，以维持设定的温度/温差不变。

　　通常，节电运行时的水流量没有市电运行时的大，循环速度降低，所以水温会有所上升，但这不意味着主机的制冷功率一定会上升。

　　因为在热负荷降低的情况下，热交换量减少，市电运行时的循环水流量始终维持不变，才使得的水温较低，这样必然会使室内温度比需要的低，实际上是白白浪费很多制冷功率。而节电运行时，因为PID调节器可以根据设定值自动调节电机转速，不论热负荷怎样变化，室内的设定温度始终维持恒定，这样就会节约因外界热负荷变化而无端消耗的制冷功率。而且通过适当的节能器参数设定，电机转速只会在一定频率上变化，这样就不会使循环水温升温过高。同时，由于制冷量的减少，从而使得主机的能耗也随之而减少。

　　■ 节能改造后中央空调的性能

　　1、采用闭环控制，可按需要进行软件组态并设定温度进行PID调节，使电机输出功率随热负载的变化而变化，在满足使用要求的前提下达到z*大限度的节能。

　　2、由于降速运行和软启动，减少了振动、噪音和磨损，延长了设备维修周期和使用寿命，提高了设备的MTBF(平均故障维修时间)值，并减少了对电网冲击，提高了系统的可靠性。

　　3、节能器控制系统具有各种保护措施，使系统的运转率和安全可靠性大大提高。

　　4、节能器控制系统与原控制系统互为互锁，不影响原系统的运行，且在节能器控制系统检修或故障时，原控制系统照样可以正常运行。

　　5、节能器全自动控制，运行频率由PID自动给定，无需人工调节，提高了自动化水平，运行安全可靠。