中央空调水循环系统变频节能控制方法

　　【冷水机】空调水系统的能耗在整个空调系统中占很大部分，因此，研究空调水系统节能具有重要意义。采用变频控制技术的变频空调，可实现快速、节能和舒适的温度控制效果。本文s*先分析了空调水系统的组成和工作原理，并探讨了冷水变流量的节能控制，z*后使水泵工作在高效率区域的一些关键设计提出了建议。

根据空燃气终端的需求，可以根据环境温度自动选择制热、制冷、除湿的运行模式，使房间在短时间内快速达到所需温度，在低转速、低能耗的情况下，以较小的温差波动调节冷媒泵和冷却水泵的工作频率，从而改变系统中的冷媒水和冷却水的量，达到节能的目的。变电流节能控制方式也叫中央空可调能量控制。本文重点介绍了中央空输水循环系统变频节能控制的原理分析及相关设计要点。

一、[/k0/]输水系统工作原理。

空输水系统主要设备包括:制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔及风机盘管等。空。空输水系统是一个复杂的系统，各组成部分相互关联，相互影响。

1.风机盘管水系统。

风机盘管的组成及工作原理，风机盘管主要由风机、盘管和空空气过滤器、电机及室温控制装置等组成。风机常采用顺向多翼离心式风机或横流式风机，而盘管为翅片盘管换热器。风机盘管水系统的主要功能是输送和分配冷流体，以满足终端设备或机组的负荷要求。该配置应具有足够的输送能力，经济合理地选择泵、管道和管径，在水力工况下具有良好的稳定性，便于空调节系统负荷变化时的运行调整，实现空调节系统的节能运行要求，便于管理、检修和维护。

2.冷水机的工作原理。

当自然冷源不能满足空调节需要时，采用人工制冷。主要有以下几种类型:

1)蒸汽压缩制冷。

蒸汽压缩制冷系统的组成和工作过程:蒸汽压缩制冷系统主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要装置组成，通过管道连接，形成一个封闭的循环系统。

2)吸收式制冷。

吸收式制冷和蒸汽制冷一样，是利用液体汽化时需要吸热的物理特性来实现的。不同的是，蒸汽压缩制冷是通过消耗机械能来补偿，而吸收制冷是通过消耗热能来补偿，热能将热量从低温热源传递到高温热源。

3.冷却塔。

制冷剂在冷凝器中冷却和冷凝过程中释放的热量通常被空气体和水带走。以空气体为冷却介质的冷凝器多用于小型制冷系统和缺水地区。大中型制冷系统中的大多数冷凝器都使用水作为冷却介质。制冷装置的冷却回水从冷却塔上部喷至塔内填充床，以增加水与空气体的接触面积和时间。冷却水从填料床流到下部集水箱，然后由循环水泵送回制冷装置循环使用。冷却塔顶部安装通风器，使空气体以一定流量自下而上通过填料层，以增强水的蒸发冷却效果。

二是冷水变流量的节能控制。

1、变流量系统的主要控制措施。

冷水流量变化后，为了在新流量下达到稳定平衡，水系统需要对管道系统和水泵进行调整，即调整阀门的开度和水泵的转速。不同的控制策略会产生不同的控制效果，进而水泵的能耗也会不同。分别进行以下比较。冷水系统变流量运行的控制方式主要有温差控制方式和压差控制方式。

1)温差控制法。

温度传感器测量主供水管和回水管上的温差。与设定值相比，温差大时冷水泵的水流量增加，温差小时水流量减少。当负载下降时，流量将会减少。通过温差控制器和变频器，将泵的转速降低以减少流量。随着系统总水量的减少，功能相近的空调度室内终端设备的水流量成比例减少，适应负荷的变化，适用于系统小、房间功能简单、整体能耗变化规律一致的情况，如国内目前空调度系统中广泛采用的风机盘管系统。风机盘管系统水路基本不受控制，或由三通阀、电磁阀控制，部分负荷下系统压差几乎恒定，压差信号难以采集，因此风机盘管系统压差控制精度较差，系统多采用温差控制。

2)压差控制方法。

差压控制是利用被测点压差的变化来控制泵的供水。压力传递速度快，差压控制响应快。目前，冷水系统采用的主要方法是主管道的定压差。主定压差控制仅用压力传感器代替温度传感器，末端负荷降低，冷冻水流量减少，使得主供回水压差增大。控制器将控制水泵减少水流量，保持主供水和回水压差不变。这样，对于负荷不变的其他末端，主供回水压差基本不变，各支管压差基本不变(由于流量减小，对主管道的阻力损失减小，支管)。

2.变流量系统原理。

空冷冻水调节系统z*的重要目的是为空调节系统的各个末端装置提供能量交换。如何在满足这一要求的同时尽可能地节约能源，是冷冻水系统发展中不断完善的问题。在冷水系统的发展和完善过程中，总会遇到新的问题，如冷水温差过小、水系统阻力损失过大、管网水力失调等。如果供回水温差保持不变，对冷冻水流量的需求就会降低，通过减少冷冻水的输送量可以降低泵的能耗，这就是所谓的变流量技术。

三.方案设计。

就目前的一般改造设计而言，一般采用温控。在中央空调节系统改造过程中，保留了原中央空调节系统，增加了热泵机组、板式换热器、储热罐和热水箱、循环泵和调节阀。还开发了具有通用功能的变频调速智能控制节能工作站。

1)冷冻水泵的控制。

冷冻水泵电机应采用软启动。水泵电机启动频率系统设置为45Hz。为保护空调节系统的安全运行，冷温水系统z*低运行频率的设定值为30Hz。

在温差调节器上设置上限报警输出信号，当末端负荷突然变化，温差达到5℃时，直接将频率切换到45Hz。增加水泵输出至z*大流量，提高负荷跟踪速度。冷冻水泵启动后，根据智能控制器输出的控制参数值，调节冷冻水泵变频器的运行频率，控制冷冻水泵的转速，动态调节冷冻水的流量，使冷冻水的供回水温度接近智能控制器给出的z*最优值。夏季:冷冻水额定供水温度7℃，额定回水温度12℃，温差△t = 5℃；冬季:冷温水供应温度50℃，回水温度45℃，温差△T=5℃。

2)冷却水泵的控制。

冷却水泵启动后，根据智能控制器输出的控制参数值，调节冷却水泵变频器的工作频率，控制冷却水泵的转速，动态调节冷却水流量，使冷却水进出口温度接近智能控制器给出的z*最优值。

3)冷却塔风机的控制。

风机启动时，将冷却塔风机频率设置为45Hz的上限并保持运行30分钟后，系统根据主机空冷却水进出口温度传感器的输入值，通过变频调节风机转速，使冷却水进口温度接近设定值，从而保证中央空主机随时处于z*良好运行状态。实现冷却塔风机和空调节机在z*有利工况下的节能运行。