中央空调节能改造

一、系统构成及原理
投资管理集团中央空调系统主要由制冷压缩机系统（主机）、冷媒循环水系统、冷却循环水系统、热交换站、风机盘管系统、冷却塔、水处理系统等组成。

夏季制冷系统启动，制冷压缩机组使常温水变成低温冷冻水，在循环泵的作用下传送到各个房间，再通过风机盘管将冷气与室内热空气交换，达到降温目的。

制冷压缩机产生的热量再通过冷却循环泵、冷却塔实现能量交换，把热量散发到大气中，使冷却水变回常温。

冬季供热时热源由热力公司提供，通过热交换站、热循环泵把热量传入大楼循环系统。

二、系统工作现状和节能改造可行性分析
1.制冷系统：主机2台，上海开利螺杆机，额定功率182KW，可并联运行，目前单机运行。

冷媒循环泵3台，额定功率37KW，两主一备运行。

冷却泵2台，额定功率37KW，一主一备运行。

冷却塔风扇2台，电机额定功率15KW。

各房间风机盘管电机额定功率60W。

2.供热系统：由2台热循环泵，一主一备运行。

目前运行状态下，空调循环泵一直处于固定运行状态下，系统流量固定不变，不能随室内温度的下降而改变，而室内温度下降到设定温度后并不需要多大流量就能满足，这就为通过智能控制运行达到节能目的创造了条件。

如果再配合室内温度开关对风机进行调节，效果就会更好。

三、智能控制运行技术的原理分析
对于风机、水泵等变换转矩负载特性实施智能控制调速在原理上属于减少流体动力节电方法，是一种较好的、被广泛采用的节电方法。

无数实例证明，它比通常所采用的风门或挡板调节方式有着显著的节电
中央空调系统智能化节能改造
摘要：针对现代建筑物中央空调系统满负荷运行时间短，循环泵不能随季节、天气等条件变化而自动调节负载，易造成电能大量浪费、设备无
为运行的实际，根据水泵的工作特性，提出了通过控制循环泵的转
速，使冷媒水系统和冷却水系统处于最优运行状态的控制思路，结合
投资管理集团公司中央空调系统的实际情况，给出了节能控制改造
方案，从而实现了中央空调系统的智能化节能改造，达到了明显的节
能效果。

关键词：中央空调调速节能改造：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：
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效果。

根据水泵的消耗功率公式：
P=KQH/η
式中,K为功率因数，Q为流量，H为扬程，η为系统效率）
由此可以看出，水泵的消耗功率与流量成正比。

当采用智能调速控制流量时，随着系统流量的下降，泵的功率将会下降。

四、中央空调系统智能控制运行节能技术改造方案
构建一个可靠的、智能随动的智能控制系统是保障电能节约的基础。

中央空调系统是典型的多变量、纯滞后、强耦合的控制系统，如果不能在控制策略和软件实现上很好地解决多变量解耦关系和滞后响应问题，实施智能控制系统改造后同样也无法实现预期的目标。

根据实际情况，本着节省投资、改造后系统能与原系统随时切换的原则，在控制系统设计上采用集中控制、分散驱动（P-T方案）的集散控制思路，把控制系统分为三层：
a)信息管理层：具有系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、报警与故障的提示处理等功能。

它主要由触摸屏、应用程序、通讯模块等组成。

b)控制层：具有各种控制动作的采样与处理、连锁动作的关联表达、控制算法的实现、异常现象的自动处理等功能。

它主要由可编程逻辑控制器的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、风机水泵专用变频器、转矩矢量变频器、PLC应用程序等组成。

c)设备层：主要接受来自PLC的控制命令，执行相应的动作或提供的检测数据。

它主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、模拟信号隔离分配器等组成。

在软件设计上，采用以变转矩特性为对象的冷媒循环水系统的控制。

对于冷媒循环水系统，以泵的出口压力为基准控制参考点，吸收PID离散控制原理实现稳定工作点的寻优控制。

控制系统同时还具备软启动、水泵均衡使用、自动轮值、故障切除、低频续流等功能。

为避免控制系统局部损坏带来的全面停机现象，制定了控制系统自动修复和自动应急处理方案，实现局部故障不停机功能。

系统同时还保留了手动工频操作方式，以便于在控制系统调试和检修期内实现手动操作，减少停机时间。

对于冷冻水系统，则以类同于冷却循环水控制思想完成需求控制。

五、智能控制节能系统的主要特点及注意事项
1.控制系统的主要特点
⑴采用SPWM变频闭环控制，可按需要进行软件组态，并设定温度或温差进行PID调节，使电机转速随空调热负载的变化而变化，在满足使用要求的前提下，达到最大限度的节能。

⑵由于软启动、软停机和降速运行，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），并减少对电网的冲击，提高了系统的可靠性。

⑶由于采用了智能控制调速系统主回路与原水泵主回路并联，智能控制系统控制回路与原水泵工频控制回路互锁，智能控制系统并入，可不影响其原系统的正常使用。

智能控制系统需检修，可立即切换到原工频状态运行。

⑷本系统的保护功能较为完善，还设有自动重新启动功能，选择自动重新启动以后，智能控制系统在跳开后自动启动，提高了系统自动化操作能力，使系统的运转率和安全可靠性大大提高。

⑸采用最优工作点的（下转第14页）
综合其他
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（上接第47页）域控制方案，既不影响系统动态响应性能又提高了系统的抗扰动能力。

⑹双闭环控制策略提供了误操作状态下的健壮运行特性。

2.注意事项
由于水泵系统最低转速必须满足系统正常工作最小的水流量要求，因此，智能控制器必须设定一个能够满足空调运行的最低频率下限，使之转速下降到一定程度不再下降。

频率下限的设定必须根据中央空调冷水机组的参数，耐心细致的调整，直到能够保证启动转矩为止。

经反复试验，集团公司的设备最低下限频率设为42Hz。

六、结束语
由于改造方案采用了空调负荷作为控制依据，并实现了各子系统间数据共享，可在基本不影响空调效果的前提下获得中央空调系统较高的运行效率，具有良好的节能效果。

经一个制冷和制热周期的实际运行，节电率达到36.5%，改造成本3年内能收回。

该改造方案可广泛应用于大型建筑、厂房等的空调节能改造。

郑铁科技通讯4/2008
发展，已使准的测量达到很高的精度。

该激光测距仪采用数字测相原理来求得准。

在上述一般情况下，相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束，为了获得测距高精度还需配置合作目标，即反光盘，可达到毫米级精度，测程已经超过100m，且能快速准确地直接显示距离。

四、系统特性
1.电源容量：24V，100mA
2.测量距离：黑色目标2—3米，亮色目标5米，反射板式目标50米,信号灯熄灭说明超出检测距离。

3．输出响应时间：高速设定时，平均1毫秒发出一个脉冲；中速设定时，平均10毫秒发出一个脉冲；慢速设定时，平均100毫秒发出一个脉冲。

4．模拟量输出线性度：±3mm，0.3—1.5m；±2mm，1.5—5m。

5．温度漂移：2mm/℃。

6．使用环境温度：-10—50℃。

7．测量周期：在列车速度V=250km/h，即V=69.4m/s，在传感器实际响应时间t= 1ms,那么每个测量周期的长度L为：
250km/h=250*1000m/3600s=69.4m/s
L=V*t=69.4m/s*1ms=69.4mm
测量周期L=69.4mm小于200mm的单位测量长度，可满足高速测量需要。

五、具体的实施方案
在动车组受电弓弓头的滑板处安装反光板，距接触网导线为固定距离，不受弓头弹簧的影响。

在弓头下方车顶处安装激光测距仪，实现激光测距仪在低压侧供电和信号传输，输出的信号直接通过信号电缆进入数据处理的计算机。

六、结束语
我局这套接触网高速受流测量系统在动车组试运行中发挥了重要作用，大量的接触网导线高度数据用于指导接触网调整，使得我局京广线、东陇海线提速区段，在完成适应改造后，达到部颁提速区段接触网线路运行标准，确保了4.18新图的顺利实施。

同时这套激光检测方法为今后高速动态测量接触网导线高度提供了良好方案，具有很高的参考价值。

参考文献：
《激光应用技术基础》国防工业出版社作者：朱林泉朱苏磊
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