普傳科技PI500系列變頻器在中央空調(diào)上的應(yīng)用

概述：
  中央空調(diào)是現(xiàn)代大廈物業(yè)、賓館、商場不可缺少的設(shè)施，它能帶給人們四季如春，溫馨舒適的每一天，由于中央空調(diào)功率大，耗能大，加上設(shè)計上存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，中央空調(diào)所產(chǎn)生的電費是用戶一項巨大的開支。由于季節(jié)變化、晝夜變化以及賓館酒樓客人入住率的變化、娛樂場所開放時間的變化等等，導(dǎo)致中央空調(diào)系統(tǒng)對室內(nèi)熱源吸收量的變化，再加上工藝設(shè)計上電機功率都留有相當(dāng)?shù)母辉Ａ?。因此，存在一定的?jié)電空間。將變頻技術(shù)引入中央空調(diào)系統(tǒng)、保持室內(nèi)恒溫，使人們感到更加舒適的同時又可以減少電能損耗節(jié)省電費一舉兩得。
    一、中央空調(diào)系統(tǒng)簡介
    圖1所示為一典型中央空調(diào)機組系統(tǒng)圖，主要由冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及主機三部分組成：

 1、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)：該部分由冷凍泵、室內(nèi)風(fēng)機及冷凍水管道等組成。從主機蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道（出水），進入室內(nèi)進行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，*后回到主機蒸發(fā)器（回水）。室內(nèi)風(fēng)機用于將空氣吹過冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內(nèi)熱交換。

2、冷卻水循環(huán)部分：該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進行室內(nèi)熱交換的同時，必將帶走室內(nèi)大量的熱能。該熱能通過主機內(nèi)的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔（出水），使之與大氣進行熱交換，降低溫度后再送回主機冷凝器（回水）。
    3、主機：該部分由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成，其工作循環(huán)過程如下：
    首先低壓氣態(tài)冷媒被壓縮機加壓進入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過程中冷媒會釋放出大量熱能，這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上，*終釋放到大氣中去。隨后冷凝器中的高壓液態(tài)冷媒在流經(jīng)蒸發(fā)器前的節(jié)流降壓裝置時，因為壓力的突變而氣化，形成氣液混合物進入蒸發(fā)器。冷媒在蒸發(fā)器中不斷氣化，同時會吸收冷凍水中的熱量使其達到較低溫度。*后，蒸發(fā)器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體，重新進入了壓縮機，如此循環(huán)往復(fù)。

 

二、節(jié)能改造方案：
  中央空調(diào)各循環(huán)水系統(tǒng)的回水與出水的溫差，反映了整個系統(tǒng)所需要進行的熱交換量。因此，根據(jù)回水與出水的溫差來控制循環(huán)水的流量，從而控制熱交換的速度，是節(jié)能改造的可行依據(jù)。
    1、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)
  冷凍水的出水溫度是由主機的制冷效果決定的，通常比較穩(wěn)定，因此冷凍回水溫度可以準(zhǔn)確的反映室內(nèi)的熱負荷情況。由此，對于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能改造，可以取回水溫度作為控制對象，通過變頻器對冷凍泵流量的自動調(diào)節(jié)來實現(xiàn)對室內(nèi)溫度的控制。
    2、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)
  冷卻水循環(huán)系統(tǒng)同時受室外環(huán)境溫度及室內(nèi)熱負荷兩方面影響，循環(huán)水管道單側(cè)的水溫不能準(zhǔn)確反映該系統(tǒng)的熱交換量，因此以出水與回水之間的溫差作為控制室內(nèi)溫度的依據(jù)比較合理。在外界環(huán)境溫度不變的情況下，溫差大，說明室內(nèi)熱負荷較大，應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，增大冷卻水循環(huán)的速度；相應(yīng)的，溫差小則減小冷卻泵轉(zhuǎn)速。分別在主機蒸發(fā)器回水處、冷凝器出水及回水處安裝溫度傳感器，實時檢測管網(wǎng)的溫度，以模擬信號（0~10V或者4~20mA）反饋給變頻器，通過變頻器內(nèi)置的PID運算，輸出對應(yīng)的頻率指令自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)各循環(huán)水的熱交換速度，*終實現(xiàn)對室內(nèi)的恒溫控制。需要特別說明的是，變頻器內(nèi)部在設(shè)計上集成了PID處理功能，系統(tǒng)無須另配專用控制模塊。
    3、變頻器控制方案
    中央空調(diào)機組變頻器配置如下表：

機組		電機功率	變頻器型號	數(shù)量
中央空調(diào)	冷凍泵電機	45KW（380V）	Pi500 045f3	3臺
	冷卻泵電機	75KW（380V）	Pi500 075F3	3臺

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兩組三臺水泵，春秋季節(jié)是一用二備的工作模式、夏季高峰時是二用一備工作模式。要求，其中一臺變頻運行，且可以通過手動方式進行切換，其它二臺可通過手動方式直接切換到工頻運行。
    設(shè)計：3臺水泵電機選配1臺變頻器。工作時可選擇任意一臺水泵做主泵、由變頻器直接拖動并且變頻運行（由內(nèi)置PID進行閉環(huán)控制）；其余兩臺水泵做輔泵、依據(jù)制冷情況手動投入工頻運行。

選用普傳科技生產(chǎn)的PI500系列通用變頻器，配置電控柜（保留原軟啟動控制回路），可選擇“市電”、“節(jié)電”運行方式。

三、小結(jié)

變頻節(jié)能系統(tǒng)具備下述特點：
1、變頻器操作界面為LED顯示，監(jiān)控參數(shù)豐富；鍵盤布局簡潔、操作方便；
2、變頻器具有過流、過載、過壓、過熱、欠壓、缺相等多種電子保護裝置，并具有故障報警輸出功能，可有效保護供水系統(tǒng)的正常運作；
3、加裝變頻器后，電機具有軟啟動及無極調(diào)速功能，可使水泵和電機的機械磨損大為降低，延長管組壽命；
4、變頻器內(nèi)部裝有大容量濾波電容，可有效提高用電設(shè)備的功率因數(shù)；
5、該系統(tǒng)實現(xiàn)了對溫度的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，室內(nèi)溫度變化平穩(wěn)，人體感覺更加舒適。
    將變頻技術(shù)應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)，對提升中央空調(diào)自動化水平、降低能耗、減少對電網(wǎng)的沖擊、延長機械及管網(wǎng)的使用壽命，都具有重要的意義，可以大力進行推廣。