時間:2011-05-04 16:30:22來源:caijuan
中央空調(diào)節(jié)能概述
在中央空調(diào)系統(tǒng)中,冷凍泵和冷卻泵的容量是根據(jù)建筑物最大設(shè)計熱負荷選定的,且留有一定的設(shè)計余量。在沒有使用調(diào)速的中央空調(diào)系統(tǒng)中,水泵一年四季在工頻狀態(tài)下全速運往地,只好采用節(jié)流或回流的方式來調(diào)節(jié)流量,產(chǎn)生大量的節(jié)流或回流損失,對于水泵電機而言,由于它是在工頻下全速運行,因此造成了能量的大大浪費。
實踐證明,在中央空調(diào)的循環(huán)系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng),利用變頻技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量和壓力的變化用來取代閥門控制流量,能取得明顯的節(jié)能效果。
中央空調(diào)節(jié)能原理
中央空調(diào)上的水泵和風(fēng)機的運行工況由負荷情況決定,根據(jù)流體力學(xué)理論,電機軸功率P和流量Q、壓力H之間的關(guān)系為P=K*H*Q/η
其中K為常數(shù);η為效率。
它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為
Q1/Q2=N1/N2
H1/H2=(N1/N2)²
P1/P2=(N1/N2)³
圖中曲線1為風(fēng)機在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線,曲線2是管網(wǎng)風(fēng)阻特性(閥門開度為100%)。假設(shè)風(fēng)機在設(shè)計時工作在A點的效率最高,輸出風(fēng)量Q1為100%,此時的軸功率P1=Q1*H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求,當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2(例如70%)時,如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力,使管網(wǎng)阻力特性變到為 曲線3,系統(tǒng)由原來的工況A點變到新的工況B點運行,由圖中可以看出,風(fēng)壓反而增加了,軸功率P2與面積BH20Q2成正比,減少不多。
圖4-4 節(jié)能效果示意圖
如果采用變頻調(diào)速控制方式,將風(fēng)機轉(zhuǎn)速由N1降到N2,根據(jù)風(fēng)機的比例定律,可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示,可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下,風(fēng)壓H3將大幅度降低,功率P3(相等于面積CH30Q2)也隨著顯著減少,節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比,節(jié)能的效果是十分明顯的。
由流體力學(xué)可知,風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比,風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比,當(dāng)風(fēng)量減少,風(fēng)機轉(zhuǎn)速下降時,起功率下降很多。
例如風(fēng)量下降到80%,轉(zhuǎn)速也下降到80%時,則軸功率下降到額定功率的51%;如風(fēng)量下降到50%,功率P可下降到額定功率的13%,當(dāng)然由于實際工況的影響,節(jié)能的實際值不會有這么明顯,即使這樣,節(jié)能的效果也是十分明顯的。
因此在有風(fēng)機、水泵的機械設(shè)備中,采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量,在節(jié)能上是一個最有效的方法。
中央空調(diào)節(jié)能方案實例
用戶中央空調(diào)機組的水泵組一共有4臺30KW電機,在正常情況下,一般用三臺水泵給中央空調(diào)機組供水,一臺備用。
圖4-5原水泵系統(tǒng)
原供水系統(tǒng)是采用恒溫控制水泵的增減,并通過旁通閥來調(diào)節(jié)壓力的變化,中間存在一定的浪費。
現(xiàn)在采用變頻技術(shù),在供水管道中取壓力信號,以此控制4臺電機的運行,當(dāng)外部的需求發(fā)生了變化引起壓力變動,變頻器上的PLC將根據(jù)壓力的變化自動調(diào)節(jié)水泵電機轉(zhuǎn)速,并自動根據(jù)工藝的需求增減水泵的數(shù)量,以保證管道的壓力保持恒定,始終讓系統(tǒng)工作在最佳的狀態(tài)。
水泵控制系統(tǒng)方框圖
圖4-6 改造后水泵系統(tǒng)
VVVF:變頻器 IWS: 中央空調(diào)控制基板 PT:壓力變送器
P5參數(shù)設(shè)置
參數(shù)設(shè)置 |
注釋 |
F003=1 |
端子控制 |
F004=1 |
端子模擬量輸入 |
F005=2 |
端子模擬電壓0~5V |
F015=90 |
最大頻率 |
F016=50 |
基本頻率 |
F017=65 |
上限頻率 |
F018=30 |
下限頻率 |
F023=0 |
轉(zhuǎn)矩提升 |
F024=1 |
曲線有效 |
F025=0 |
第一個點電壓百分比 |
F026=0 |
第一個點頻率 |
F027=35 |
第二個點電壓百分比 |
F028=30 |
第二個點頻率 |
F029=95 |
第三個點電壓百分比 |
F030=90 |
第三個點頻率 |
F036=1 |
自由停車 |
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