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上海市浦東新區(qū)宣橋鎮(zhèn)滬南公路8763號(hào)
1.1 概述
變頻調(diào)速技術(shù)作為一種成熟的節(jié)能手段已在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，利用變頻調(diào)速技術(shù)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造、可以大幅度降低電力消耗，減少龐大的電費(fèi)支出。變頻調(diào)速器對空調(diào)風(fēng)機(jī)、冷凍水泵冷卻水泵的節(jié)電率在30-60%，可降低了企業(yè)的運(yùn)營成本。
2.1中央空調(diào)目前存在的問題
中央空調(diào)系統(tǒng)含冷凍泵。根據(jù)季節(jié)變化人為決定水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，啟動(dòng)方式大多為星--三角降壓啟動(dòng)。工作時(shí)泵一直工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)因室溫變化而降速，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。水泵直接起動(dòng)對設(shè)備的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)工作量大。
制冷風(fēng)機(jī)一旦工作不會(huì)因室溫變化而降速，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。
2.2中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析
中央空調(diào)是大型商場、賓館、超市、寫字樓、工廠等許多用電場所里耗電較大的單元，在總電費(fèi)支出中，中央空調(diào)就占去了60%左右，因此中央空調(diào)節(jié)電就顯得尤其重要。但節(jié)電不是再生能源，而是提高用電效率，節(jié)電一定要有一個(gè)節(jié)電的空間存在。中央空調(diào)在設(shè)計(jì)和設(shè)備選型時(shí)通常是按照當(dāng)?shù)貧v史上氣溫較高的天氣來設(shè)計(jì)，且留有15～20%的余量，也就是說即使是在天氣較熱的季節(jié)，空調(diào)也是有余量的(個(gè)別特殊情況例外)，這部分余量為設(shè)計(jì)余量。 除此之外，一年當(dāng)中需要開空調(diào)的幾個(gè)月當(dāng)中，溫差也很大，如5月份開空調(diào)與8月份開空調(diào)相比，5月份就有更大的余量。
任何一個(gè)系統(tǒng)如果沒有節(jié)電的空間，再談節(jié)電就沒有意義，而中央空調(diào)正好存在以上分析的節(jié)電空間，所以說中央空調(diào)節(jié)電有很大的空間是完全可能的。 據(jù)有關(guān)部門調(diào)查分析，全國90%以上的中央空調(diào)基本是運(yùn)行在70%的負(fù)荷以下，考慮季節(jié)氣溫變化和時(shí)差變化因素節(jié)電空間就更大。
大部分中央空調(diào)的主機(jī)有自動(dòng)加載和卸載的功能，且主機(jī)有螺桿式、活塞式、離心式等多種機(jī)型，不全是平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，對其進(jìn)行節(jié)電改造投資大，投資回收期長，一般不改動(dòng)空調(diào)的主機(jī)。因此，中央空調(diào)的改造主要把目光集中在了循環(huán)系統(tǒng)上。如果對循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)電改造，使主機(jī)也能間接節(jié)電，將是一個(gè)很好的節(jié)能方案。事實(shí)證明，通過對冷凍泵與冷卻泵的合理化控制，不但循環(huán)系統(tǒng)本身可節(jié)能30～60%，而且可以促進(jìn)主機(jī)間接節(jié)能5～10%。中央空調(diào)系統(tǒng)中的循環(huán)系統(tǒng)、冷卻泵與冷凍泵除個(gè)別小型機(jī)型外，大部分為多泵，隨著天氣變化而啟動(dòng)不同數(shù)量的泵，即：氣溫高時(shí)多開泵，氣溫低時(shí)少開泵，表面上看已經(jīng)采取了節(jié)能手段，但是有些情況是沒有辦法解決的，例如開一臺(tái)泵不夠開兩臺(tái)泵浪費(fèi)的問題，開0.7臺(tái)泵就能滿足的情況, 但只能開一臺(tái)泵而造成浪費(fèi)。中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)就是以冷凍水與冷卻水的進(jìn)出水溫度為控制依據(jù)，對冷凍泵、冷卻泵及送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制，使中央空調(diào)系統(tǒng)始終運(yùn)行在較佳的狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)電的目的。
我們知道，離心式水泵及風(fēng)機(jī)流量壓力與軸功率之間存在以下關(guān)系：
流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比。
壓力(揚(yáng)程)與轉(zhuǎn)速的二次方成正比。
軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。
當(dāng)降低水泵風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，流量也同比例下降，但功率卻以轉(zhuǎn)速的立方迅速下降，它們之間的關(guān)系如下表所示：
|
頻率Hz |
50 |
45 |
40 |
35 |
30 |
25 |
20 |
15 |
|
|
轉(zhuǎn)速％ |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
|
|
壓力％ |
100 |
81 |
64 |
49 |
36 |
25 |
16 |
9 |
|
|
揚(yáng)程％ |
100 |
81 |
64 |
49 |
36 |
25 |
16 |
9 |
|
|
流量％ |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
|
|
功率％ |
100 |
72.9 |
51.2 |
34.3 |
21.6 |
12.5 |
6.4 |
2.7 |
|
|
節(jié)電率％ |
0 |
27.1 |
48.8 |
65.7 |
78.4 |
87.5 |
93.6 |
97.3 |
|
|
舉 |
揚(yáng)程m |
150 |
121.5 |
96 |
73.5 |
54 |
37.5 |
24 |
13.5 |
|
流量m3 |
2000 |
1800 |
1600 |
1400 |
1200 |
1000 |
800 |
600 |
|
|
功率kw |
110 |
80.19 |
56.32 |
37.73 |
23.76 |
13.75 |
7.04 |
2.97 |
|
根據(jù)以上規(guī)律，可以得出對于風(fēng)機(jī)、水泵進(jìn)行節(jié)電改造，可以使系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)合理的狀態(tài)下運(yùn)行達(dá)到節(jié)能的目的。
冷凍水冷卻水系統(tǒng)是按較大冷負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但實(shí)際賓館的冷負(fù)荷不但在不同的季節(jié)是變化很大的，而且在同一季節(jié)不同的天氣(晴天和陰雨天)也是變化的，而且在同一日的早中晚各個(gè)不同的時(shí)刻也都是在變化之中，未采用變頻以前只能通過閥門來進(jìn)行調(diào)節(jié)，盡管能減少部分負(fù)荷但仍造成了很大的電能浪費(fèi)，采用變頻后可以根據(jù)冷負(fù)荷的變化來調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速和流量，電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，所消耗的電能減少。
節(jié)電率=1-(f/50)33 f為運(yùn)行頻率
盡管調(diào)節(jié)閥門后也能節(jié)省部分能量，但通過變頻調(diào)節(jié)后能大幅度的節(jié)省電能，這正是變頻器在中國乃至世界大量采用變頻節(jié)能技術(shù)的原因所在.
采用變頻后變頻器運(yùn)行頻率為40Hz，其節(jié)電率約50%。按保守估計(jì)節(jié)電率為35%
2.3 實(shí)施方案
1、不改變原來的配電系統(tǒng)，不增加原來配電系統(tǒng)的容量。
2、不改變原來的環(huán)控系統(tǒng)。
3、變頻節(jié)能控制系統(tǒng)采用單獨(dú)的溫度傳感系統(tǒng)與原空調(diào)系統(tǒng)的溫度傳感不發(fā)生任何關(guān)系。
4、將冷凍水泵的輸入電源線斷開后串入變頻控制系統(tǒng)，冷凍水泵控制的溫度取樣點(diǎn)為冷水機(jī)組蒸發(fā)器的入水和出水溫度，在集水管上裝溫度傳感器。
5、將冷卻水泵的輸入電源線斷開后串入變頻控制系統(tǒng)，冷卻水泵控制的溫度取樣點(diǎn)為冷水機(jī)組冷凝器的入水和出水溫度，在集水管上裝溫度傳感器。
6、將制冷風(fēng)機(jī)的輸入電源線斷開后串入變頻控制系統(tǒng)，在風(fēng)機(jī)入風(fēng)口安裝溫度傳感器;
7、有變頻和工頻切換功能。
8、控制系統(tǒng)根據(jù)溫度變化,自動(dòng)改變泵/風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度。
改造后的系統(tǒng)不改變原來現(xiàn)有系統(tǒng)，與原來現(xiàn)有系統(tǒng)兼容并能方便的實(shí)現(xiàn)切換。這是一個(gè)綜合的空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)綜合節(jié)能控制系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)各部分進(jìn)行優(yōu)化控制，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)綜合節(jié)能的目的?？煞奖愕脑O(shè)定溫度，系統(tǒng)自動(dòng)測量目前的溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行比較運(yùn)算，采用模糊控制技術(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速，對溫度進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)，達(dá)到保持恒溫的目的。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行，是一個(gè)高集成、高可靠、節(jié)能效率極高的空調(diào)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，它具有極高的運(yùn)算速度，并采用智能控制技術(shù)，在每一個(gè)運(yùn)行的頻率點(diǎn)尋找較好的節(jié)能曲線進(jìn)行運(yùn)行，其杰出的性能和極高的節(jié)能效率超出了現(xiàn)行所有的同類系統(tǒng)。真正的智能化無人值守系統(tǒng)，系統(tǒng)可設(shè)置為自動(dòng)開/關(guān)機(jī)。
完善的參數(shù)監(jiān)視功能，可方便的監(jiān)視變頻器的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行頻率、設(shè)定溫度、實(shí)際溫度(集中式風(fēng)機(jī)水泵變頻器 )、故障信息等。
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