中央空调节能改造变频技术应用
变频技术在中央空调系统节能中的应用
变频技术在中央空调系统节能中的应用摘要：随着建筑数量的逐渐增多，中央空调得到广泛的应用，为了更好的促进中央空调的应用，基于此，本文探讨了变频技术在中央空调系统节能之中的应用。
关键词：变频技术；中央空调；系统节能引言当前房地产业发展的速度比较快，而与此同时全球气候逐渐变暖。
在现代建筑之中已经广泛使用中央空调，带给人们提舒适的学习、工作以及生活环境，然而在运行之上会因为时间长，耗电多，中央空调的能耗占据到建筑物总能耗之中的50%左右，同时表现出逐年上升的趋势。
然而在能源日趋紧张的时代，一方面需要确保建筑物内部可以达到一定的舒适度，同时也可以最大限度的降低空调能耗，而这则是当前一个亟待解决的问题。
1、变频技术概述1.1、变频技术概念变频技术就是将工频电源变换成所需频率的交流电源，从而实现电机的调速。
我国的电网电压为220V、50Hz，显然，电网的频率就是50Hz。
而交流异步电动机的转速与交流电源频率存在着这样的关系。
其中p为极对数，f为电机两端的电网频率，s为转差率。
显然，电机的转速与交流电源的频率成正比关系，当p、s一定的情况下，就可以通过改变交流电源的频率来改变电机的频率，这就是变频调速技术。
1.2、变频器的结构变频器分为两类，分别是交-交变频和交-直-交变频。
其中交-交变频只有一个环节，并且采用反并联的可逆线路，因此需要大量的功率元件，除此之外，还因为受到脉动转矩和谐波电流的限制，所以其最高的输出频率往往不能超过电网频率的一半，这些情况导致交-交变频器的应用不能得到推广。
为此常用的变频器采用交-直-交变频器。
这种变频器按中间直流环节分为电压源型和电流源型。
区分的办法则观查是使用大电容滤波还是大电感滤波，使用大电容滤波的是电压源型，直流电压平直，可多机传动，但是动态响应慢，不能实现回馈制动。
而使用大电感滤波的是电流源型，电流波形平直，动态响应快，可以实现四象限运行，适用于单电机的可逆传动。
SPWM波形是变频器逆变回路常常采用的一种调制波形，采用正弦脉宽调制波形可以方便的控制等效正弦波的幅值以及频率。
中央空调变频技术在节能降耗中的应用
中央空调变频技术在节能降耗中的应用摘要：随着中央空调系统普及程度的不断提高，能耗问题逐渐成为社会各界共同关注的焦点。
变频节能技术作为中央空调系统中常用的节能降耗技术，对其进行优化调整成为推进中央空调系统节能减排的重要途径。
本文主要针对变频技术在中央空调节能降耗中的应用进行了浅要分析。
关键词：中央空调；变频节能技术；节能降耗；应用目前空调在人们的生活中逐渐普及开来，而中央空调作为商用及大型民用建筑的首选，其市场前景也愈加明朗，但节能减排以及可持续发展化政策使得空调制造企业开始将研发重心转向节能技术，从技术层面来看，只要制冷系统正在运行，就势必会释放出热量，而想要冷却内部线圈及铁芯，就需要循环冷却装置来冷却空调的制冷系统，进而会消耗更多的电量，所以变频技术的目的便是提高空调制冷系统的效率、降低空调的功耗。
1中央空调系统的构成中央空调的构成：①冷水发电机组。
中央空调机组的制冷源通过所有房间循环水由冷水发电机组完成室内交流，降温为冷冻水。
②冷却水塔。
用来为冷水发电机组供应冻结用水。
同时冷却风机用来减低冻结塔的温度控制，加快将回水带回的热能排放到大气环境中去。
③室外热交换系统。
由二个环流水控制系统构成：第一，冻结水环流控制系统。
从冷水发电机组排出的冷冻水由若干个台冷冻风泵加压送到冷冻水管内，在各房间内完成热交流，带来房间内热能，使房间内的气温快速减少。
第二，供热量循环系统。
通过冷水发电机组完成逆流热转换，是在温度控制逐渐快速冻结的同时，也将放出大量的热能。
该热能被制冷水吸收后，使制冷水的循环系统温度上升。
由若干台冷却水泵把升了温的冷却水压进冷却塔，使其在冷却水塔中和大气环境发生热交换，接着又将降了些气温的制冷水，送返回冷水机组。
就这样不断循环系统，带来了冷水机组所放出的全部热能。
2中央空调系统的工作原理从中央空调系统的工作原理来看，整个工作流程可以简单理解为室内外空气进行热能交流与转化的过程。
系统利用压缩机直接将冷媒压成液态后，将其送入蒸发器中，然后通过冷冻泵将冷冻循环系统中已有的常温水泵入蒸发器盘管中，常温水与冷媒完成冷热交换，促使常温水逐步转化为低温冷冻水，通过冷冻泵将生成的冷冻水传输到风机口的冷却盘，冷却盘直接吸收周围环境的热量，生成低温空气，最后通过风机将低温空气运输到功能间，最终实现降低温度的目标。
PLC和变频器在中央空调节能改造中的应用
调 节 能改造 中的应 用 ［ Ｊ １ ． 建 筑工程 技 术
与设 计 ， ２ ０ １ ６ （ １ ６ ） ： １ Ｉ ２ ３ － Ｉ ｉ ２ ３ ．
用模式 。其中 电机 功率为 ８ ５ ｋ ｗ，采用 自耦
． ２控 制程序设计 变压器的启动方式 ，并且冷却水泵和冷冻 水泵 ３ 保持电机全年恒速运行状态 ，进 出水 的温 差在 ２ ． １ ～ ２ ． ４ ＂ Ｃ之间 ， 通过继 电接触器 实现全 面控制 。 并且，该系统按照天气最热且室 内热负荷 最高 的情况设计 ，在运行 中存在 能源浪 费情 况。因 此应根据大厦 的实际情况 ，采取有 效措施对 中 控制程序主要包括： （ １ ）Ｄ ／ Ａ 转换程 序，在 系统 中，数模 转
Ｏ ～１ ０ ｖ。
【 关键 词 】Ｐ Ｌ Ｃ 变频器 中央空调 节能改造
水定温差控制原理类似 ，其 中注意控制进 出水 温度即可，控制范围为 ５ ± Ｏ ． ４ ＂ Ｃ。
近年来，我国大型建筑数量不断增加，为
３中央空调节能改造具体设计
３ ． １硬 件 设 计 方 案
了调节建筑 内部 的温度 ，建筑 单位通 常会 在建
筑 中安装 中央空调系统 。但是 中央 空调往 往会 存在耗 电量大等 问题 ， 造成不必要的能源浪费。 而 当前变频技术 发展迅 速，为中央空调的节能
改 造提 供 了基础 支 持，在改 造 中可 通过 Ｐ Ｌ Ｃ
４ 结 束 语
综 上所 述，随 着社 会 发展 和经 济进 步 ， 选择 触摸 屏、变频 器和 Ｐ Ｌ Ｃ组 成控制 系 统，对系统 中的 ２台冷却 泵和 ２台冷冻 泵进行 改造 ，具体 的硬 件设 计方 案为 ：利 用 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系 统 中冷 却 泵 的变 频 接 触 器 ， 并通过控制器 ． 继 电系统控制 工频接触 器，并在 两者之间设置 大型建筑 中中央空调 系统 日渐普 及，在有效调 节建筑 内部温度的 同时 ， 也消耗 了大量的能源 。 因此在 中央 空调运行 中，工作人员应结合建筑
变频器在中央空调节能改造中的应用
变频器在中央空调节能改造中的应用一、前言随着经济的发展，人们生活水平的提高，大家对自己的工作，生活环境也越来越重视，现在兴建的高档商住楼，宾馆，大型商场在基建时都是采用了中央空调系统。
该系统在设计时是按照最热天气，最大负荷来设计，通常还留有10－15%的设计余量。
该系统在整幢建筑里可以说是耗电大户，电能耗费一般在50%-60%，所占比重很大。
但在实际工作过程中，大部分时间该系统都不是需要满负荷工作，有着较大的富裕空间，因此有必要对旧有系统进行节能降耗改造。
利用变频器通过对中央空调的末端空调风机箱、冷冻水/ 冷却水水泵、冷却塔风机、甚至主机驱动电机转速等进行控制调节，从而使空调各子系统风量、水流量等负荷工况参数按负荷情况得到适时调节，不但能改善系统的调节品质，达到阀门、风门调节/ 回流调节、变极调速等落后调节方式所不能相比的调节性能，改善空调的舒适性；还能节省大量电能。
二、中央空调循节能改造的必要性中央空调是大厦里的耗电大户，每年的电费中空调耗电占60%左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。
中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。
水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成中央空调最末端达不到合理效果的情况。
为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。
再因水泵采用的是Y-△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3～4倍，一台90KW的电动机其起动电流将达到500A，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击和停泵时水垂现象，容易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。
紫日变频在中央空调节能系统的应用
紫日变频在中央空调节能系统的应用1、中央空调概况：中央空调系统在现代工矿企业及生活环境改善方面极为普遍，而且某此生活环境或生产工序中是属必须的，即所谓人造环境，不仅是温度的要求，还有湿度、洁净度等。
至所以要中央空调系统，目的是提高产品质量，提高人的舒适度，集中供冷供热效率高，便管理，节省投资等原因，为此几乎工矿企业、高层商厦、商务大楼、会场、剧场、办公室、图书馆、宾馆、商场、超市、酒店、娱乐场、体育馆等中大型建筑上都采用中央空调的，是用电大户，几乎占了用电量60~70％，日常开支费用很大，因此中央空调是用电大户，亦是节电大户，是节能降耗、降低成本的关键，决不可等闲视之。
因此不少单位使用变频器后都获得大于20％以上的节电效果，经济效益十分显著的，纷纷迫切地要求进行节能技术改造。
2、中央空调系统的组成见图：中央空调是按照最大需要冷（热）量再加10~20％来设计的一般富余度较大，负荷率β正常最大可能亦是有70~80％许，因此节电潜力较大而运行时冷冻水、冷却水的回收温度大都亦过低运行，这就造成能量的浪费。
目前不少单位都已采用变频调速，但仍有不少单位未做到经济运行，我们建议应及早采用这一新技术的应用，肯定对用户有较大的收益。
3、中央空调系统使用变频器对象：A、制冷压缩机B、而冷冻泵、冷却泵、冷却塔风扇、回风装置多数都尚未采用变频调速节能控制，调节压力、流量都是采用阀门、挡风板的方法因此是不经济的，浪费了不少电能，属节电的主要对象。
4、中央空调系统使用变频器目的及功效：从以上可知中央空调系统大量使用水泵及风机，它们都是平方减转矩负载，因此流量Q∝n（转速），压力H∝n2,功率P∝n3,故系统运行时要在工艺允许条件下，既不要过大流量，压力，又能保证系统正常，选取合理，经济的运行参数就可较大幅度节电，按不少单位实践结果，大部分都可能有20~50％的节电功效（与工况条件有关，要现场调查后而定），经济效益十分明显的，应大力推广的。
中央空调节能改造方案(变频)
中央空调节能改造方案（变频）1.中央空调工作原理中央空调系统主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成，其系统结构如:(图1所示)制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风中的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。
经蒸发后制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。
2.中央空调应用背景中央空调系统是一个庞大的设备群体，大量的统计结果表明，空调系统所消耗的电能，约占楼宇电耗的40～60%。
就任何建筑物来说，选用空调系统都是按当地最热天气时所需的最大制冷量来选取择机型的，且留有10%～15%的余量，各配套系统按最大负载量配置，这种选择不是最合理的。
在组成空调系统的各种设备中，水泵所消耗的电能约占整个空调系统的四分之一左右。
早期空调的水泵普遍采用定流量工作，能源浪费非常严重。
而实际运行时，中央空调的冷负荷总是在不断变化的，冷负荷变化时所需的冷媒水、冷却水的流量也不同，冷负荷大时所需的冷媒水、冷却水的流量也大，反之亦然。
我们根据中央空调机组运行状态的数据分析，中央空调机组90%的运行时间处于非满负荷运行状态。
而冷冻水泵、冷却水泵以及风机在此90%的时间内仍处于100%的满负荷运行状态。
这样就导致了“大流量小温差”的现象，使大量的电能白白浪费。
3. 中央空调节能原理我们知道中央空调的水循环系统主要由冷却水泵和冷冻水泵组成。
从水泵的工作原理可知：水泵流量与水泵（电机）转速的一次方成正比，水泵扬程与水泵（电机）转速的两次方成正比，水泵轴功率与水泵转速的三次方成正比（既水泵的轴功率与供电频率的三次方成正比）。
根据上述原理可知只要改变水泵的转速就可改变水泵的功率。
例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，功率只有原来的72.9%。
浅析变频技术在中央空调节能降耗中的应用
（ ） 节 能 的 角 度 看 ， 于 制 冷 压 １从 南 缩 机 、 泵 机 组 不 能 排 除 在 满 负 荷 状 态 热
下长 时 间运 行 的 可 能性 ． 以设 计 按最 所
调 所 属 的 风 机 采 用 变 频 技 术 后 ． 据 流 根 体 力 学 原 理 ， 量 ０ 与 转 速 Ｎ 的 一 次 方 风
种 途 径 ． 样 不 仅 提 高 了 空 调 房 间 的 这
舒 适 程 度 、 少 了 噪 声 ． 且 最 重 要 一 减 而 点 就 是 能 够 达 到 节 能 的 目的
２ 变 频 技 术 及 中央 空 调 系统
变 频 器 的 １ 作 原 理 就 是 把 Ｔ 频 电 ＝ 源 （０ 或 ６ Ｈｚ变 换 成 各 种 频 率 的 交 ５ Ｈｚ ０ ）
成 正 比 ．风 压 Ｈ 与 转 速 Ｎ 的 二 次 方 成
大 需 求 来 决 定 电 动 机 的 容 量 在 实 际 运 行 中 ． 载 运 行 的 时 间 所 占 的 比例 是 非 轻 常 高 的 ． 果 提 高轻 载 运 行 时 的Ｔ 作效 如 率 ． 节 能 潜 力 是 很 大 的 。有 些 调 节 方 则 式 ． 使 在 需 求 量 较 小 的 情 况 下 ， 不 即 也
流 电源 ．以 实 现 电 机 的 变 速 运 行 的设
能 减少 电 动机 的运 行 功率 采 用变 频调
速 后 ． 需 求 量 较 小 时 ． 降 低 电 动 机 当 可 的 转 速 ． 少 电 动 机 的 运 行 功 率 从 而 实 减
现 节 能 无 论 是 空 调 一 冷 水 机 组 的 类
使如 此 ． 过 实 际ห้องสมุดไป่ตู้１ 程 中运用 的 变频 技 通 二
中央空调变频节能改造
冷却塔风机变频控制：风机功率一般都较小，节电不如水泵明显。但风机采取变频控制能极大地有助于冷却水恒温，这对于机组制冷恒温极为关键；且能使机组溶液循环稳定，获得最大限度的节省燃料。冷却塔风扇低转速运行还能大幅度减少漂水，节省水源、延缓水质劣化、减少水雾对周围的影响。 4、采用变频器的其他益处：由于变频器的启动、停止过程是渐强、渐弱式，能消除电机启动对电网的冲击。并可
压力可直接通过更改变频器的运行频率来完成，可减少或取消挡板、阀门。·若采用温度闭环控制方式，系统可通过检测环境温度，自动调节风量，随天气、热负荷的变化自动调节，温度变化小，调节迅速。·系统可通过现场总线与中央控制室联网，实现集中远程监控二、供水系统变频节能改造：无论是溴化锂机组或电制冷（氟利昂）机组的中央空调系统，主机自身的能量消耗有机组控制，机外的电力消耗组
积小，可靠性稳定性高。目前，变频控制器以其特有的优势，正被中央空调业内人士所青睐。
省机组及系统总运行费用的 12%~20%，十分惊人。1、冷却水泵变频控制：中央空调的冷却水泵的功率是根据空调冷冻机组的压缩机满负荷设计的，当环境温度及各种外界因素，冷冻机组不需要开启全部压缩机组，此时空调的冷凝系统所需要的冷却量也相应地减小，这时就可以通过变频调速器来调节冷却水泵的转速，降低冷却水的循环速度及流量，使冷却水的冷负荷被冷凝系统充分利用，从而达到节能目的。
避免电机因过载而引起的故障。由于电机经常处于低负荷运行，能大幅度延长电机及水泵、风机的寿命，同时因没有启动、停止的冲击，加上流量的减少，管路承压及所受冲击力减小，故对管道、阀门、末端设备也起到了保护作用。另一方面，设备噪音、震动均减小，保护了环境。 5、中央空调机组外变频器的控制方式：·根据冷却水出/入口的温度改变水泵转速，调整流量；·根据冷却水入口温度改变冷却塔风机转
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中央空调节能改造的变频技术应用摘要：中央空调的变频改造具有显著的节能效果，是一种理想的调速控制方式。
既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且还大大减少了设备维护、维修费用，另外当采用变频调速时，由于变频装置内的直流电抗器能很好的改善功率因数，也可以为电网节约容量。
直接和间接经济效益十分明显。
关键词：中央空调；节能；变频技术
前言
中央空调是现代化大厦、宾馆、酒店、商场、车间等企事业单位不可缺少的重要运营设备之一。
中央空调系统保障内部区域的舒适环境，运行时间长，耗电量大，最大负载能力一般是按天气冷热负荷最大的条件设计的，存在着很大的余量。
而中央空调系统的在实际运行中，系统极少在这种条件下运行，所以实际总不能达到满负荷，加之由于一些控制上的缺陷，使中央空调系统的能源浪费现象十分普遍，因此在带来良好的内部环境的同时，也带来了巨大的能源消耗，大大增加了运营成本。
中央空调的变频改造运用先进的计算机技术、模糊控制技术、系统集成技术与变频调速技术，实现了对中央空调负荷的动态跟踪与运行的实时控制，变流量控制系统对中央空调的运行进行优化控制，实现最佳节能效果，节电率15%—60%，具有显著的节能效果，变频器原理介绍
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另
一频率的电能控制装置。
低压变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为igbt三相桥式逆变器，且输出为pwm波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
通过变频器可以自由调节电机的速度。
如图1为变频器内的控制电路框图。
图1变频器内的控制电路框图
节能分析
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量q，压力h以及轴功率p具有如下关系：q∝n，h∝n2，p∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
如下图示为压力h-流量q曲线特性图:风机、泵类在管路特性曲线r1工作时，工况点为a，其流量压力分别为q1、h1，此时风机、泵类所需的功率正比于h1与q1的乘积，即正比于ah1oq1的面积。
由于工艺要求需减小流量到q2，实际上通过增加管网管阻，
使风机、泵类的工作点移到r2上的b 点，压力增大到h2，这时风机、泵类所需的功率正比于h2与q2的乘积，即正比于bh2oq2的面积。
显然风机、泵类所需的功率增大了。
这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大，不利于节能，是以高运行成本换取简单控制方式。
n1-代表电机在额定转速运行时的特性；n2-代表电机降速运行在n2转速时的特性；r1-代表风机、泵类管路阻力最小时的阻力特性；r2-代表风机、泵类管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。
若采用变频调速，风机转速由n1下降到n2，这时工作点由a点移到c点，流量仍是q2，压力由h1降到h3，这时变频调速后风机所需的功率正比于 h3与q2的乘积，即正比于ch3oq2的面积，由图可见功率的减少是明显的。
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果，通常采用以下两种方式进行计算：若采用变频调速，风机转速由n1下降到n2，这时工作点由a点移到c点，流量仍是q2，压力由h1降到h3，这时变频调速后风机所需的功率正比于h3 与q2的乘积，即正比于ch3oq2的面积，由图可见功率的减少是明显的。
3 实用案例
da-zkt系列中央空调变频调节器针对空调系统的运行特性，在多年丰富的实践经验和数据的基础上，以当今先进的模糊控制理论为指导，以计算机技术、系统集成技术、变频变流量调节技术等为控制手段，科学地实现了中央空调能量供应按末端负荷需要提供，
最大限度地减少了空调系统能源浪费，从而有效地解决能源浪费问题，达到节约能耗的目的。
技术特性：产品系列：7.5kw-250kw 控制方式：空间矢量控制的正弦波pwm 保护功能：过压、欠压、过流、电量限幅、电子热过载继电器、过压失速、数据保护、外部故障、故障保护后定时重起额定输入：三相380+-20%、50—60hz+-5% 过载能力：150%1分钟、180%0.2秒、100%连续压力控制：0—1.6mpa 温差控制：2℃—20℃控制柜防护等级：ip20
操作方式：就地、远程、自动、手动
在中央空调、柜式空调、空压机、风机、水泵的节能改造中，按照中央空调主机所要求的最佳运行参数去控制中央空调系统的
运行，根据系统的运行工况及制冷剂工质参数的变化，通过模糊控制器动态调整空调系统运行参数，确保空调主机始终处于优化的最佳工作点上，使主机始终保持具有较高的热转换效率，通过自动监测冷冻水温度压力、冷却水温度压力、环境温度、电机转速、电压、电流等参数，模拟人类思维方式，自动控制压缩机组、冷冻水泵、冷却水泵的风机转速，从而调节制冷量及整个系统的功率平衡，以达到整个系统与之协调、消除无用功损耗、减少系统电耗。
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