中央空调变频节电改造项目

合集下载

英威腾CHF100变频器用于中央空调节能改造

英威腾CHF100变频器用于中央空调节能改造

英威腾CHF100变频器用于中央空调节能改造前言中央空调是现代大厦物业、宾馆、商场不可缺少的设施,它能带给人们四季如春,温馨舒适的每一天,由于中央空调功率大,耗能大,加上设计上存在“大马拉小车”的现象,支付中央空调所用电费是用户一项巨大的开支。

因为季节的变化、昼夜的变化、宾馆酒楼客人入住率的变化、娱乐场所开放时间的变化等等,从而导致中央空调系统对室内热源吸收量的变化,再加之工艺设计上电机功率设计有相当的富裕量,因此,存在明显的节电空间。

将变频技术引入中央空调系统,保持室内恒温,对其进行的节能改造是降本增效的一条捷径。

一、中央空调系统图1所示为一典型中央空调机组系统图,主要由冷冻水循环系统、冷却水循环系统及主机三部分组成:● 冷冻水循环系统该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。

从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道(出水),进入室内进行热交换,带走房间内的热量,最后回到主机蒸发器(回水)。

室内风机用于将空气吹过冷冻水管道,降低空气温度,加速室内热交换。

● 冷却水循环部分该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。

冷冻水循环系统进行室内热交换的同时,必将带走室内大量的热能。

该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水,使冷却水温度升高。

冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔(出水),使之与大气进行热交换,降低温度后再送回主机冷凝器(回水)。

● 主机主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒(制冷剂)等组成,其工作循环过程如下:首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。

在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能,这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上,最终释放到大气中去。

随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时,因为压力的突变而气化,形成气液混合物进入蒸发器。

冷媒在蒸发器中不断气化,同时会吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。

最后,蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体,重新进入了压缩机,如此循环往复。

中央空调系统变频节能改造方案

中央空调系统变频节能改造方案

中央空调系统变频节能改造方案目录1中央空调变频节能方案介绍.。

.。

..。

...。

...。

.。

..。

.。

.。

...。

.。

.。

..。

21。

1 变频节能原理。

..。

.。

..。

..。

.。

.。

....。

.。

...。

.。

..。

...。

.。

.。

..2 1。

2 中央空调节能空间。

....。

..。

......。

.。

..。

.。

.。

..。

.......。

31.2.1 设计余量。

.。

.。

...。

..。

.。

..。

.。

.。

..。

.。

.。

..。

.。

..3 1.2.2 末端的负荷变化。

.。

.。

.。

...。

.。

.。

..。

.。

..。

..。

.。

.。

.3 1.2.3 水泵和风机定流量控制方式。

.......。

.。

...。

.。

.。

.。

. (3)2中央空调水泵变频控制。

..。

.。

.。

..。

.。

..。

....。

......。

.。

.。

.。

...。

..。

42。

1 冷冻泵、冷却泵主回路设计.。

...。

.。

.。

.。

.。

.。

.。

.。

.。

...。

.4 2。

2 冷冻水泵控制电路设计.。

.。

.。

..。

.。

.。

..。

..。

.。

.。

...。

.。

.。

(5)2。

3 冷却水泵控制电路设计。

...。

....。

.。

...。

.。

...。

.。

..。

.。

.。

.。

.5 3中央空调末端风柜变频控制.。

..。

..。

.。

..。

.。

......。

...。

.。

....。

...。

.6 3.1 风机变频主回路设计...。

.。

.。

....。

.。

.。

...。

....。

.。

.。

.。

.。

.。

....。

63。

2 风柜变频控制电路设计。

..。

..。

...。

.。

.。

...。

..。

.....。

.。

...。

..。

63.3 风柜节能改造前后比较.。

.......。

.。

.。

..。

...。

.。

.。

.....。

..。

..。

74节能设备选型。

..。

.。

.。

...。

..。

.。

..。

.。

.。

.。

..。

.。

.。

...。

84.1 变频器的选用。

..。

..。

..。

...。

.。

.。

.。

........。

.。

.........。

.。

中央空调系统变频节能改造控制技术的与实现.

中央空调系统变频节能改造控制技术的与实现.

随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高,中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑领域,在宾馆、酒店、写字楼、商场、住院部大楼、工业厂房的中央空调系统,其制冷压缩机组、冷媒循环水系统、冷却循环水系统、冷却塔风机系统、盘管风机系统等的容量大多是按照建筑物最大制冷溴冷机、制热负荷或新风交换量需求选定的,且留有充足余量。

在没有使用具备负载随动调节特性的控制系统中,无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化,各电机都长期固定在工频状态下全速运行,尽管有的系统采用了闸阀档板节流方式,但其能量的浪费仍是显而易见的。

近年来由于电价的不断上涨,造成中央空调系统运行费用急剧上升,致使它在整个大厦营运电费成本中占据越来越大的比例,因此,电能费用的控制显然已经成为经营管理者所关注的问题所在。

据统计,中央空调的用电量占各类大厦总用电量的60%以上,其中,中央空调溴冷机水泵的耗电量约占总空调系统耗电量的20~40%,故节约低负荷时主压缩机系统和水泵、风机系统的电能消耗,具有极其重要的经济意义。

所以,随着负荷变化而自动调节变化的变流量变频中央空调水泵、风机系统和自适应智能负荷调节的主压缩机系统应运而生,并逐渐显示其巨大的性能优越性和经济性,得到了广泛的推广与应用。

采用变频调速技术不仅能提高系统自动化控制水平,使中央空调系统达到更加理想的工作状态,而且,更重要的是能给用户带来良好的投资回报。

作者曾先后成功地完成了联合国工业发展组织全额投资的上海新亚制药厂中央空调机组冷却循环水系统、上海东方航空宾馆中央空调系统冷媒循环水和冷却循环水系统、上海市中医院住院部大楼中央空调系统冷却循环水和冷媒循环水系统等多项中央空调系统变频节能改造项目,并曾为众多用户进行中央空调系统节能改造做前期工况调研、可行性方案论证及系统规划设计。

在业已实施的项目中,各项目的节电率均高达30%以上,有的系统节电率高达60%。

下面就以具有典型结构特征的中央空调系统为例,来表述变频节能改造控制技术在中央空调系统中的节能指标预测方法与自动化控制过程实现方法,以期供用户在实施中央空调变频节能改造时作为对比参考。

中央空调变频节能改造设计实施

中央空调变频节能改造设计实施

中央空调变频节能改造设计实施摘要:本文通过对中央空调系统的变频节能改造的指标设计、方案实施以及实际运行效果分析,旨在使变频器在工业领域中得到广泛推广和应用,以达到节能减排、降低能耗和生产成本的目的。

具有一定的实用价值。

关键词:中央空调;变频节能;设计一、概述在中央空调系统中,各种类型和不同功能的风机水泵的容量是根据建筑物最大设计冷热负荷设计选定的,并留有一定的设计余量。

由于四季的变化,阴晴雨雪及白天与黑夜时,外界温度不同,使得中央空调的冷热负荷在绝大部分时间时远比设计负荷低。

也就是说,中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。

据有关资料统计,67%的工程设计热负荷值为94~165/m2,而实际上83%的工程热负荷只有58~93W/m2,满负荷运行时间非常少。

各种风机水泵一年四季在工频状态下全速运行,采用节流或回流挡板等方式来调节流量和风量,产生大量的节流或回流损失,因此造成了能量的较大浪费。

随着科技的发展,变频器已广泛应用于各行各业,其较高的性价比和成熟的技术,在中央空调的各种风机水泵等电机拖动系统中接入变频系统,利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力以及温度等参数的变化以取代阀门控制流量,将取得显著的节能效果。

二、现场工作概况某生物药品有限公司是一家新建生物药品的生产厂家,新建的厂区已投入生产,为进一步提高公司产品的竞争力、节能降耗、最大限度的降低生产和人员成本,准备对公司生产运行中的能源大户进行节能改造,提高工艺设备的自动化程度,以满足GMP生产车间工艺要求。

目前,现场涉及到的中央空调系统设备都是人为控制,设备的启动、停止、控制都是在人为干预的情况下进行操作,各个风机、水泵开机运行就在额定状态下运行,只是通过调整风道和管道上的各种阀门开度进行调节,能耗非常大,造成生产成本增大。

根据现场设备运行情况分析,将以上设备进行变频自动化改造将有效地节约能源、提高设备的运行效率、并对设备和电网进行有效的保护,同时系统运行的自动化程度也得到了进一步提高。

普通中央空调水泵变频改造节能方案

普通中央空调水泵变频改造节能方案

普通中央空调水泵变频改造节能方案普通中央空调水泵变频改造节能方案:在中央空调系统中,冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的,且留有一定的设计余量。

在没有使用调速的系统中,水泵一年四季在工频状态下全速运行,只好采用节流或回流的方式来调节流量,产生大量的节流或回流损失,且对水泵电机而言,由于它是在工频下全速运行,因此造成了能量的大大浪费。

由于四季的变化,阴晴雨雪及白天与黑夜时,外界温度不同,使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。

也就是说,中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。

据统计,67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2,而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2,满负荷运行时间每年不超过10-20小时。

实践证明,在中央空调的循环系统(冷却泵和冷冻泵)中接入变频系统,利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量,能取得明显的节能效果。

一、普通中央空调工作系统1、工作简述⑴、中央空调启动后,冷冻单元工作,蒸发器吸收冷冻水中的热量,使之温度降低;同时,冷凝器释放热量使冷却水温度升高。

⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道,在各个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。

⑶、而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,流回冷却水端。

⑷、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。

二、普通中央空调存在的问题1、冷冻水,冷却水循环泵不能根据实际需求来调整循环量,电机工作效率低下,造成大量电力浪费,并加速机组磨损;2、其控制接触器等电器动作频繁,导致使用寿命短,维修量大;而对于大容量系统,传统的控制线路复杂,可靠性差,需专人负责;3、整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿命短;在维护管理,检修调整方面工作量大,维护费用高。

中央空调节能改造方案(变频)

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%。

中央空调变频节能改造

中央空调变频节能改造系统概述:中央空调系统在现代企业及生活环境改善方面极为普遍,但是电能的消耗非常之大,几乎占了用电量50%以上,其中风机水泵的耗电占全部电能的30%,日常开支费用很大。

由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计,而实际上在一年中,满负载下运行最多只有十多天,几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。

通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载,而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载,几乎长期在100%负载下运行,造成了能量的极大浪费。

近年来随着电力电子技术的发展,变频调速技术越来越成熟,利用变频器、PLC、温度传感器等器件构成自动控制系统,自动调节水泵的输出流量,不仅能使室温维持在所期望的状态,让人感到舒适满意,可使整个系统工作状态平缓稳定,更重要的是其节能效果高达30%以上,能带来很好的经济效益。

因此推广变频调速在风机、泵类设备上的应用,对于减少能源浪费具有重要意义。

节能改造原理图:系统性能特点:管理节能:提供了与楼宇BAS控制系统相互通讯的串行接口,采用集中监控管理技术可使空调系统自动合理启、停,公司总部及机房空调管理人员可以通过远程监控系统,及时了解中央空调运行工况和室内温度情况。

技术节能:根据负荷(末端对冷量的需求)的变化自动调整水泵电机和风机的转速,做到“所供即所需”,降低水泵和风机的电能消耗。

采用系统优化控制技术,确保主机、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机、风柜电机等全方位系统优化和协调运行,实现系统节能。

变频节能改造后除了可以节省大量的电能外还具有以下优点:1、采用变频器控制电机的转速,取消挡板调节,降低了设备的故障率,节电效果显著;2、变频实现了电机的软启动,延长了设备的使用寿命,避免了对电网的冲击;3、具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能;4、变频器是高性能的电子设备,具有较强的电机保护功能,能延长系统的各部件使用寿命;5、经过改造后,可以使系统具有较高的可靠性,减少了环境噪音,减少了维修维护工作量。

中央空调系统水泵变频节能改造方案

中央空调系统水泵变频节能改造方案三、中央空调系统构成及工作原理1、冷冻机组:通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”作用,使冷冻水降温为5~7℃。

并通过循环水系统向各个空调点提供外部热交换源。

内部热交换产生的热量,通过冷却水系统在冷却塔中向空气中排放。

内部热交换系统是中央空调的“制冷源”。

2、冷冻水塔:用于为冷冻机组提供“冷却水”.3、“外部热交换"系统:由两个循环水系统组成:⑴、冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻管道组成。

从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道,在各个房间内进行热交换,带走房间内的热量,使房间内的温度下降。

⑵、冷却水循环系统由冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。

冷冻机组进行热交换,使水温冷却的同时,必将释放大量的热量,该热量被冷却水吸收,使冷却水温度升高,冷却泵将升了温的冷却水压入水塔,使之在冷却塔中与大气进行热交换,然后再将降了温的冷却水,送回到冷冻机组,如此不断循环,带走冷冻机组成释放的热量。

4、冷却风机⑴、室内风机:安装于所有需要降温的房间内,用于将由冷冻水冷却了的冷空气吹入房间,加速房间内的热交换;⑵、冷却塔风机用于降低冷却塔中的水温,加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。

中央空调系统的四个部分都可以实施节电改造.但冷冻水机组和冷却水机组的改造改造后节电效果最为理想,文章中我们将重点阐述对冷冻机组和冷却机组的变频调速技术改造。

四、中央空调变频系统改造方案现将内蒙古某饭店的中央空调系统的变频节能改造方案做一具体介绍。

1.中央空调原系统简介:1.1该集饭店中央空调系统改造前的主要设备和控制方式:450冷吨冷气主机2台,型号为特灵二极式离心机,两台并联运行;冷冻水泵2台,扬程28米配有功率45KW,冷却水泵有2台,扬程35米,配用功率75KW。

均采用两用一备的方式运行。

冷却塔2台,风扇电机11KW,并联运行。

室内风机4台,5。

5KW,并联运行。

1。

2原系统的运行及存在问题:该饭店是一家五星饭店,为了给客入营造一个良好的居住环境,饭店大部空间采用全封密的,且饭店大部分空间自然通风效果不好,所以对夏季冷气质量的要求较高.由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计,且留有10%—20%左右的设计余量.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的调节.这样,冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行,造成了能量的极大浪费。

中央空调变频节能改造设计实施方案实施

摘要我国经济快速发展地大背景下,能源地消耗在企业中所占地比重越来越大,也受到愈来愈高地重视.同时由于房地产地快速发展,中央空调地市场需求呈现强劲地增长趋势.在市场容量不断上升地吸引下,越来越多地厂家加入到商用中央空调地领域.变频技术应用于中央空调系统,对提升中央空调自动化水平、降低能耗、减少对电网地冲击、延长机械及管网地使用寿命,都具有重要地意义.本文通过对中央空调系统地变频节能改造地指标设计、方案实施以及实际运行效果分析,旨在使变频器在工业领域中得到广泛推广和应用,以达到节能减排、降低能耗和生产成本地目地.具有一定地实用价值. b5E2R。

China's rapid economic development background, the energy consumption share in the enterprise increases, attention has also been rising. At the same time as the rapid development of real estate, central air-conditioning demand shows strong growth trend.Increasing capacity in the market, attracted more and more manufacturers to join the field of commercial central air conditioning. Frequency technology used in central air conditioning system, central air conditioning to enhance the level of automation to reduce energy consumption and reduce the impact on power and prolong the service life of mechanical pipe network, are of great significance. Based on the central air conditioning system, energy-saving target frequency design, program implementation and analysis of actual operating results to the drive in the industrial field has been widely promoted and applied in order to achieve energy conservation, reducing energy consumption and production costs purposes. Has some practical value. p1Ean。

普通中央空调水泵变频改造节能方案

普通中央空调水泵变频改造节能方案普通中央空调水泵变频改造节能方案:在中央空调系统中,冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的,且留有一定的设计余量。

在没有使用调速的系统中,水泵一年四季在工频状态下全速运行,只好采用节流或回流的方式来调节流量,产生大量的节流或回流损失,且对水泵电机而言,由于它是在工频下全速运行,因此造成了能量的大大浪费。

由于四季的变化,阴晴雨雪及白天与黑夜时,外界温度不同,使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。

也就是说,中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。

据统计,67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2,而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2,满负荷运行时间每年不超过10-20小时。

实践证明,在中央空调的循环系统(冷却泵和冷冻泵)中接入变频系统,利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量,能取得明显的节能效果。

一、普通中央空调工作系统1、工作简述⑴、中央空调启动后,冷冻单元工作,蒸发器吸收冷冻水中的热量,使之温度降低;同时,冷凝器释放热量使冷却水温度升高。

⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道,在各个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。

⑶、而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,流回冷却水端。

⑷、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。

二、普通中央空调存在的问题1、冷冻水,冷却水循环泵不能根据实际需求来调整循环量,电机工作效率低下,造成大量电力浪费,并加速机组磨损;2、其控制接触器等电器动作频繁,导致使用寿命短,维修量大;而对于大容量系统,传统的控制线路复杂,可靠性差,需专人负责;3、整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿命短;在维护管理,检修调整方面工作量大,维护费用高。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

医院中央空调系统变频节能改造项目昆山市中医医院唐亚哲设计目录一、前言 (3)二、问题的提出 (3)三、可行性分析 (5)四、节能改造的具体方案 (9)五、主要设备的特性简介 (12)六、变频节能技术框图及改造原理分析 (13)七、三菱FR-F540-37K-CH变频器主要参数的设定 (15)八、控制器与变频器的接线以及I/O分配 (15)九、三菱FX2N-64MR PLC主要部分程序分析 (17)十、实际调试及遇到的问题 (21)一、前言我国是一个人均能源相对贫乏的国家,人均能源占有量不足世界水平的一半,随着我国经济的快速发展,我国已成为世界第二耗能大国,但能源使用效率普通偏低, 造成电能浪费现象十分严重。

尽管我国电网总装机容量和发电量快速扩容,但仍赶不上用电量增加的速度,供电形势严峻, 节能节电已迫在眉睫。

中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一,电能的消耗非常大,约占建筑物总电能消耗的50%。

由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计,而实际上在一年中,满负载下运行最多只有十多天,甚至十多个小时,几乎绝大部分时间负载都在7 0%以下运行。

通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载,而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载,几乎长期在100%负载下运行,造成了能量的极大浪费,也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。

随着变频技术的日益成熟,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量,达到节能目的提供了可靠的技术条件。

二、问题的提出1、原系统简介我院的中央空调系统改造前的主要设备和控制方式:热水两级型溴化锂吸收式冷水机组,两台并联运行;冷冻水泵和冷却水泵各有4台,型号均为TS-200-150315,扬程32米,配用功率37KW。

均采用两用一备的方式运行。

冷却塔4台,风扇电机7.5KW,并联运行。

2、原系统的运行及存在问题因医院是一个比较特殊的场所,对就诊病人的舒适度要求比较高,且医院大部分空间都是密闭的,所以无论是冬天还是夏天,无论是节日还是假日,一年两季必须供应冷气。

由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计,且留有10%-20%左右的设计余量。

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的调节。

这样,冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行,造成了能量的极大浪费。

而且冷冻、冷却水泵采用的均是Y—△起动方式,电机的起动电流均为其额定电流的3—4倍,在如此大的电流冲击下,接触器的使用寿命大大下降;同时,启动时的机械冲击和停泵时的水锤现象,容易对机械器件、轴承、阀门和管道等造成破坏,从而增加维修工作量和备件费用。

另外,由于冷冻泵轴输送的冷量不能跟随系统实际负荷的变化,其热力工况的平衡只能由人工调整冷冻主机出水温度,以及大流量小温差来掩盖。

这样,不仅浪费能量,也恶化了系统的运行环境、运行质量。

特别是在环境温度偏低、某些末端设备温控稍有失灵或灵敏度不高时,将会导致大面积空调室温偏冷,感觉不适,严重干扰中央空调系统的运行质量。

利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。

对冷冻、冷却水泵进行改造,以节约电能。

此项计划获得院领导批准。

我们于2008年选择在空调负荷较低期间(2月份)进行改造工程。

三、可行性分析改造方案主要有:方案一是通过关小水阀门来控制流量,经测试达不到节能效果。

且控制不好会引起冷冻水未端压力偏低,造成高层用户温度过高,也常引起冷却水流量偏小,造成冷却水散热不够,温度偏高;方案二是根据制冷主机负载较轻时实行间歇停机,但再次起动主机时,主机负荷较大,实际上并不省电,且易造成空调时冷时热,令人产生不适感;方案三是采用变频器调速,由人工根据负荷轻重调整变频器的频率,这种方法人为因素较大,虽然投资较小,但达不到最大节能效果;方案四是通过变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等构成温差闭环自动控制,根据负载轻重自动调整水泵的运行频率,排除了人为操作错误的因素。

虽然一次投入成本较高,但这种方法在社会上已经被广泛应用,已经证实是切实可行的高效节能方法。

最后决定采用方案四对院冷冻、冷却泵进行节能改造。

以下是分析过程:1、中央空调系统简介中央空调系统结构图图一中央空调系统的工作过程是一个不断进行能量转换以及热交换的过程。

其理想运行状态是:在冷冻水循环系统中,在冷冻泵的作用下冷冻水流经冷冻主机,在蒸发器进行热交换,被吸热降温后(7。

C)被送到终端盘管风机或空调风机,经表冷器吸收空调室内空气的热量升温后(12。

C),再由冷冻泵送到主机蒸发器形成闭合循环。

在冷却水循环系统中,在冷却泵的作用下冷却水流经冷冻机,在冷凝器吸热升温后(37。

C)被送到冷却塔,经风扇散热后(32。

C)再由冷却泵送到主机,形成循环。

在这个过程里,冷冻水、冷却水作为能量传递的载体,在冷冻泵、冷却泵得到动能不停地循环在各自的管道系统里,不断地将室内的热量经冷冻机的作用,由冷却塔排出。

如图一所示。

在中央空调系统设计中,冷冻泵、冷却泵的装机容量是取系统最大负荷再增加10%—20%余量作为设计安全系数。

据统计,在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%—24%,而在冷冻主机低负荷运行时,冷却水、冷冻水循环用电就达30%—40%。

因此,实施对冷冻水和冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调系统节能改造及自动控制的重要组成部分。

2、泵的特性分析与节能原理泵是一种平方转矩负载,其转速 n 与流量 Q, 扬程 H 及泵的轴功率 N 的关系如下式所示:Q1=Q2(n1/n2) H1=H2(n12/n22) N1=N2(n13/n23) (1-1)上式表明,泵的流量与其转速成正比,泵的扬程与其转速的平方成正比, 泵的轴功率与其转速的立方成正比。

当电动机驱动泵时,电动机的轴功率P(kw) 可按下式计算:P=ρQH/ηcηF×10-2 (1-2)式中: P:电动机的轴功率(KW)Q:流量(m3/s)ρ:液体的密度(Kg/m-2)ηc:传动装置效率ηF:泵的效率H:全扬程(m)调节流量的方法:图二如图二所示,曲线1是阀门全部打开时,供水系统的阻力特性;曲线2是额定转速时,泵的扬程特性。

这时供水系统的工作点为A点:流量QA,扬程HA;由(1-2)式可知电动机轴功率与面积OQAAHA成正比。

今欲将流量减少为QB,主要的调节方法有两种:(1)转速不变,将阀门关小这时阻力特性如曲线3所示,工作点移至B点:流量QB,扬程HB,电动机的轴功率与面积OQBBHB成正比。

(2)阀门开度不变,降低转速,这时扬程特性曲线如曲线4所示,工作点移至C点:流量仍为QB,但扬程为HC,电动机的轴功率与面积OQBCHC成正比。

对比以上两种方法,可以十分明显地看出,采用调节转速的方法调节流量,电动机所用的功率将大为减小,是一种能够显著节约能源的方法。

根据异步电动机原理n=60f/p(1-s) (1-3)式中:n:转速 f:频率 p:电机磁极对数 s:转差率由(1-3)式可见,调节转速有3种方法,改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。

在以上调速方法中,变频调速性能最好,调速范围大,静态稳定性好,运行效率高。

因此改变频率而改变转速的方法最方便有效。

根据以上分析,结合院中央空调的运行特征,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等组成温差闭环自动控制,对中央空调水循环系统进行节能改造是切实可行,较完善的高效节能方案。

四、节能改造的具体方案1、主电路的控制设计根据具体情况,同时考虑到成本控制,原有的电器设备尽可能的利用。

冷冻水泵及冷却水泵均采用两用一备的方式运行,因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致,均为一个月转换一次,切换频率不高,决定将冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备,通过接触器、启停按钮、转换开关进行电气和机械互锁。

确保每台水泵只能由一台变频器拖动,避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事故;并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵,以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载。

以下为冷冻水泵与冷却水泵一、二次接线图:图三(冷却泵一次接线图)图四(冷却泵二次接线图)图五(冷冻泵一次接线图)图六(冷冻泵二次接线图)2、变频器的控制方式变频器的启停及频率自动调节由PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块进行温差闭环控制,手动/自动切换和手动频率上升、下降由PLC控制。

3、主要设备选型考虑到设备的运行稳定性及性价比,以及水泵电机的匹配。

选用三菱FR-F540-37K-CH变频器;PLC所需I/O点数为:输入24点、输出14点,考虑到输入输出需留一定的备用量,以及系统的可靠性和价格因素,选用FX2N-64MR三菱PLC;温度传感器模块FX2N-4AD-PT,该模块是温度传感器专用的模拟量输入A/D转换模块,有4路模拟信号输入通道(CH1、CH2、CH3、CH4),接收冷冻水泵和冷却水泵进出水温度传感器输出的模拟量信号;温度传感器选用PT-100 3850RPM /℃电压型温度传感器,其额定温度输入范围-100℃—600℃,电压输出0—10V,对应的模拟数字输出-1000—6000;模拟量输出模块型号为FX2N-4DA,是4通道D/A转换模块,每个通道可单独设置电压或电流输出,是一种具有高精确度的输出模块。

4、改造需要增加的设备:五、主要设备的特性简介1、变频器随着微电子技术,电力电子技术,全数字控制技术的发展,变频器的应用越来越广泛。

变频器能均匀的改变电源的频率,因而能平滑的改变交流电动机的转速,由于兼有调频调压功能,所以在各种异步电动机调速系统中效率最高,性能最好。

变频器分为间接变频和直接变频,变频水泵采用间接变频方式。

间接变频装置的特点是将工频交流电源通过整流器变成直流,再经过逆变器将直流变成频率可控的交流电。

变频器以软启动取代Y-△降压启动,降低了启动电流对供电设备的冲击,减少了振动及噪音。

2、PLCPLC是一种以微处理器为核心,综合了计算机技术,半导体存储技术和自动控制技术的新型工业控制器。

PLC与传统的继电器控制比较,有以下特点:(1)通用性好,接线简单,通过选配相应的模块,可适应用于各控制系统。

(2)功能强,可以通过编程实现任意复杂的控制功能。

除逻辑控制功能外,还具有模拟量控制,顺序控制,位置控制,高速计数以及网络通信等功能。

(3)可靠性高,无机械触点,消除了电弧损害,接触不良等,使用寿命长。

(4)定时准确,定时范围宽。

(5)体积小,耗电小。

相关文档
最新文档