中央空调节控制系统能改造———----SANCH变频器在空调节能改造

对于中央空调来说，按照国家标准，系统最大负载能力是按照气温最高，负荷最大的工作环境来设计的，就系统本身来说，存在着很大的储备空间，而实际上系统又很少在这些极限条件下工作。根据有关资料统计，中央空调97%的时间在70%负荷以下波动运行，所以实际负荷总不能达到满负荷（即通常说的‘大马拉小车’），特别是冷气需求量较小的情况下，主机负荷最低。
为了保证有较好的运行状态和较高的运行效率，主机能在一定范围内根据负载的变化合理的加载和卸载，不让与之相配套的冷却水泵和冷冻水泵一直在高负荷状态下运行，提高中央空调冷却水，冷冻水系统运行效率低，降低能耗较大且运行时间较长的设备的工作时间，所以，进行中央空调节能技术改造是完全必要的！
节能控制系统特点:
      ▲ 采用SANCH-S3000系列中央空调节电柜控制水泵电机，可按需要进行软件组态并设定参数进行PID调节，使电机输出功率随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。
      ▲ 由于降速运行和软启动，减少了电流对电机的冲击以及设备的振动、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）值，并减少对电网冲击，提高了系统的可靠性。
      ▲ 先进的设置和监控及调节功能改善了系统运行特性使系统使用方便。
      ▲ 系统具有各种保护措施（过流、过压、过载、过热、电机相间和对地短路等），且系统具有BIT（自检测）功能，使系统的运转率和安全可靠性大大提高。
      ▲ 系统可选择自动或手动方式控制，可选择工频或节能方式运行。在需要时，节能系统可切换到原系统控制方式控制，不影响原系统的正常使用。
      ▲ 节能系统全年平均节能率不低于30%。
节能原理
由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵、风机的转速就，水泵、风机的功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。


由以上内容可以看出，用S3000系列变频器进行流量（风量）控制时，可节约大量电能。中央空调系统在设计时是按现场最大冷量需求量来考虑的，其冷却泵，冷冻泵按单台设备的最大工况来考虑的，在实际使用中有90%多的时间，冷却泵、冷冻泵都工作在非满载状态下。而用阀门、自动阀调节不仅增大了系统节流损失，而且由于对空调的调节是阶段性的，造成整个空调系统工作在波动状态；而通过在冷却泵、冷冻泵上加装变频器则可一劳永逸地解决该问题，还可实现自动控制，并可通过变频节能收回投资。同时S3000系列变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对系统的平稳调节，使系统工作状态稳定，并延长机组及网管的使用寿命。
因此，随热负荷而改变水量的变流量空调水系统显示了巨大的优越性，因而得到越来越广泛的应用，采用SPWM变频器调节泵的转速，可以方便地调节水的流量，根据负荷变化的反馈信号经PID调节与变频器组成闭环控制系统，使泵的转速随负荷变化，这样就可以实现节能，其节能率通常都在20%以上。改造的节电率与用户的使用情况密切相关，一般情况下，春、秋两季运行节电率较高，可达40%以上，夏季由于用户本身需要的电能就大，可节省的空间有限，一般在20%左右。
改造方案
采用S3000系列变频器配合温度传感器及PID智能温控仪表组成控制单元，其中冷却水泵，冷冻水泵均采用温度自动闭环调节即用温度传感器对冷却水、冷冻水的水温进行采样，并转换成电信号（一般为4—20mA，0—10V等）后送至PID智能温控仪表,PID智能温控仪表将该信号比较运算后决定变频器输出频率，以达到改变冷冻水泵、冷却水泵转速从而达到节能目的。冷却塔风机变频驱动：温度传感器根据回水温度信号控制变频器驱动风机，使风机工作在最经济状态而节约大量电能。
其中冷却水循环系统，回水与出水温度之差，反应了需要进行交换的热量；根据回水和出水温度之差，通过控制循环水的速度来控制热交换的速度，在满足系统冷却需要的前提下，达到节电的目的。温差大说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，增大循环速度，加速冷却水的降温；温差小，说明冷冻机组产生的热量小，可降低冷却泵的循环速度，以节约电能。
在冷冻循环系统中，由于出水温度比较稳定，因此仅回水温度就足以反应了房间的温度，所以温度传感器可根据回水温度进行控制。回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵转速，加快冷冻水的循环；反之回水温度低说明房间温度低，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度，以节约能源
中央空调改造后的性能
1、供水压力的保障
冷却（冷冻）水循环系统的变频节能在实际使用中要考虑水泵的转速与扬程的平方成正比的关系及水泵的转速与管损平方成正比的关系；在水泵的扬程随转速的降低而降低的同时管道损失也在降低，因此，系统对水泵扬程的实际需求一样要降低；而通过设定变频器下限频率的方法又可保证系统对水泵扬程的最低需求；
2、控制性能的提高
系统设备运行稳定，抗干扰能力强，软启动，高效节能，保护功能完善，可逻辑控制，操作简单安装方便，可实现工频、变频双回路控制，可自动切换，安全运行有保证，低噪音，环保效果显着等；
3、节电效果显着
采用SANCH-S3000系列中央空调节电柜对泉州XX酒店的中央空调22kW冷却水泵进行改造效果如下：


由以上内容可以看出，用S3000系列变频器进行流量（风量）控制时，可节约大量电能。中央空调系统在设计时是按现场最大冷量需求量来考虑的，其冷却泵，冷冻泵按单台设备的最大工况来考虑的，在实际使用中有90%多的时间，冷却泵、冷冻泵都工作在非满载状态下。而用阀门、自动阀调节不仅增大了系统节流损失，而且由于对空调的调节是阶段性的，造成整个空调系统工作在波动状态；而通过在冷却泵、冷冻泵上加装变频器则可一劳永逸地解决该问题，还可实现自动控制，并可通过变频节能收回投资。同时S3000系列变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对系统的平稳调节，使系统工作状态稳定，并延长机组及网管的使用寿命。
因此，随热负荷而改变水量的变流量空调水系统显示了巨大的优越性，因而得到越来越广泛的应用，采用SPWM变频器调节泵的转速，可以方便地调节水的流量，根据负荷变化的反馈信号经PID调节与变频器组成闭环控制系统，使泵的转速随负荷变化，这样就可以实现节能，其节能率通常都在20%以上。改造的节电率与用户的使用情况密切相关，一般情况下，春、秋两季运行节电率较高，可达40%以上，夏季由于用户本身需要的电能就大，可节省的空间有限，一般在20%左右。