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变频技术在中央空调系统中的节能应用

导读: 在我国经济快速发展的大背景下,由于房地产的快速发展需求,中央空调的市场需求呈现强劲的增长趋势。在市场容量不断增大的吸引下,越来越多的厂家加入到商用中央空调的领域。

  在我国经济快速发展的大背景下,由于房地产的快速发展需求,中央空调的市场需求呈现强劲的增长趋势。在市场容量不断增大的吸引下,越来越多的厂家加入到商用中央空调的领域。节能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、减少对电网的冲击、延长机械及管网的使用寿命,都具有重要的意义。

  中央空调系统已广泛应用于工业与民用领域。据统计,中央空调的用电量占各类大厦总用电量的70%以上,因此中央空调的节能改造显得尤为重要。 由于设计时,中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计,并且留10-20%设计余量,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自动加载或减载,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。

  中央空调主要是由风机和水泵组成,采用变频调速技术不仅能使商场室温维持在所期望的状态,让人感到舒适满意,更重要的是其节能效果高达30%以上,能带来良好的经济效益。

  中央空调系统的构成及工作原理

  它主要由制冷机、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。其工作原理如下图所示:

  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口的冷却盘管中,由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后的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。

  

  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(负荷变小时水泵仍接近全功率运行),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。还有水泵电机的起动电流均为其额定电流的3~4倍,对能耗和电器寿命皆有不利的影响。为了节约能源和费用,需对水泵系统进行改造,经市场调查与了解采用成熟的变频器来实现,以便达到节能和延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。

  

  变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵(甚至于包括冷却塔风机)负载变化随之调整电机的转速,在满足中央空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵作出相应调节,以达到节能目的。水泵电机转速下降,电机从电网吸收的电能就会大大减少。

  变频器控制系统应在首次起动时设置为低速起动、全速运行,使冷冻水系统充分交换一段时间,再根据冷冻回水温度对频率进行无极调速,变频器输出频率是通过检测回水温度信号及温度设定值经PID运算而得出的。直接通过设定变频器参数使系统温度调控在需要的范围内。

  

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