變頻器在中央空調應用的控制原理
發布時間：2019-07-14 16:02:30來源：
變頻器在中央空調應用的控制原理
變頻器在中央空調應用的控制原理
（1）冷卻塔風機變頻柜：該產品采用變頻器與溫度變送器組成的閉環系統控制冷卻塔的風機風量，根據冷卻塔降溫的冷卻水溫度與給定溫度相比較，實現閉環自動控制風機的轉速，達到節電和延長設備大修周期及使用壽命的目的。
（2）空調機組風機變頻柜：該產品采用變頻器與微差壓變送器組成的閉環系統自動控制送風機的風量，根據空調室內所要求的設定壓力與空調室內反饋壓力相比較實現閉環控制送風機的轉速，使空調室內風壓保持一個比較佳的正壓值，達到滿足空調室對風量的要求和節約電能的目的。
（3）空調冷卻水泵變頻柜：該產品采用變頻器與溫差變送器組成的閉環系統自動控制冷卻水泵的循環水量。溫差大，則冷卻水泵的轉速提高；反之溫差小，則冷卻水泵的轉速降低。
（4）空調冷凍水泵變頻柜：該產品采用變頻器與溫度變送器組成的閉環系統自動控制冷凍水泵的循環水量。回水溫度高，則冷凍水泵的轉速提高；反之回水溫度低，則冷凍水泵轉速降低。
中央空調調速節能原理
制冷機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態后送蒸發器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍水泵將冷凍水送到各風機風口的冷卻盤管中，由風機吹送冷風達到降溫的目的。經蒸發后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環水進行熱交換，由冷卻水泵將帶來熱量的冷卻水帶到散熱水塔上由水塔風扇對其進行噴淋冷卻，與大氣之間進行熱交換，將熱量散發到大氣中去。
舊操作系統為“星-三角轉換起動”全壓運行，此時空調機組在滿負荷狀態下工作，系統在起動電機時不能平滑起動，起動時對電網沖擊大，長時間頻繁起動將造成電機的絕緣性下降，電機溫升過高，在運行過程中不能有效的根據病房與辦公樓的需求，對溫度進行有效的調節，只能工頻比較大量進給，這將勢必造成能量的浪費。
而通過變頻頻改造后，能根據房間的制冷及制熱的需求自動調節冷凍泵及冷卻泵的流量而達到節能降耗的目地。
（1）由于目前冷卻水循環泵為工頻滿負荷運轉，在制冷周期的前期和后期，環境溫度較低，冷卻水回水溫度較低，會造成溴化鋰結晶，導致空調機組效率降低，甚至保護。采用變頻恒溫差控制后，回水溫度得到有效控制，將大大提高空調機組的效率，達到節能目地
（2）由于冷凍水循環泵也在工頻滿負荷運轉，而不能根據室內溫度的要求自動調節流量，而通過變頻改造后冷凍泵能根據室外溫度及室內溫度要求能自動調節流量，提高效率，達到節能目地。
（3）減小空調開機、停機時對供電和系統的沖擊
減小空調開/停機對電網的沖擊，由于循環水泵的功率較大，工頻起/停泵時，對電網的沖擊較大，影響其他設備的運行。采用變頻控制后，水泵實現軟起動、軟停止，其電流均小于額定電流，對電網不再產生沖擊。
減小停泵時循環水的水垂效應，由于是變頻軟停止，且停泵過程可控制，可以完全消除停泵時的水垂效應，消除水垂對空調系統管網的沖擊。
（4）降低設備的故障率
采用變頻控制后，循環水泵大部分時間工作在額定功率以下，這將有力的降低設備的故障率，減少設備維修和維護。
（5）提高設備的自動化程度
實現對循環泵的過載、過流保護
對冷水機組的冷卻水、冷凍水的溫度進行自動控制，保證機組的安全高效運行。
綜上，中央空調的循環水泵采用變頻控制具有明顯的經濟效益，對系統進行變頻改造非常必要。
三、中央空調變頻改造方案設計
3.1冷卻水循環泵的變頻改造方案
3.1.1變頻控制方式，專業的冷卻泵變頻控制理論??恒溫差控制
3.1.2變頻節能控制原理
變頻控制系統根據冷凍機的回水和出水的溫度差，改變冷卻水循環泵的轉速，即改變冷卻水的流量，從而保持冷凍機的回水與出水的溫度差恒定。
水泵消耗的功率與轉速是立方關系，即
P ∝ n3 n??冷卻泵的轉速
由此可見，水泵消耗的功率在理想狀態下，與冷水機組的制冷量成正比，即
P ∝ Q Q??,冷水機組的制冷量
3.1.4控制系統功能
1.冷卻出水、回水溫度檢測、顯示
2.恒溫差自動控制
3.節能率：可達20％以上
4.運轉泵與備用泵切換
5.冷卻水過溫差、欠壓力報警
6.冷卻水泵過載報警
3.2冷凍水循環泵的變頻改造方案
3.2.1變頻控制方式
1、 冷凍水泵系統的閉環控制
〔1〕、制冷模式下冷凍水泵系統的閉環控制
該方案在保證比較末端設備冷凍水流量供給的情況下，確定一個冷凍泵變頻器工作的比較小工作頻率，將其設定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調節是通過安裝在冷凍水系統回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經由溫度控制器設定的溫度來控制變頻器的頻率增減，控制方式是：冷凍回水溫度大于設定溫度時頻率無極上調。
〔2〕、制熱模式下冷凍水泵系統的閉環控制
該模式是在中中央空調中熱泵運行（即制熱）時冷凍水泵系統的控制方案。同制冷模式控制方案一樣，在保證比較末端設備冷凍水流量供給的情況下，確定一個冷凍泵變頻器工作的比較小工作頻率，將其設定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調節是通過安裝在冷凍水系統回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經由溫度控制器設定的溫度來控制變頻器的頻率增減。不同的是：冷凍回水溫度小于設定溫度時頻率無極上調，當溫度傳感檢測到的冷凍水回水溫越高，變頻器的輸出頻率越低。
3.2.2控制系統功能
1.冷凍水/熱水的出水、回水溫度檢測、顯示
2.恒溫差控制/恒溫控制可選
3.運轉泵與備用泵切換
4.冷凍泵與熱水泵切換控制
5.水溫過溫差、欠壓力報警
鏈接：中央空調系統簡介
主要的組成設備 一.按負擔室內熱濕負荷所用的介質可分為:
1.全空氣系統 2.全水系統 3.空氣-水系統 4.冷劑系統
二.按空氣處理設備的集中程度可分為:
1.集中式 2.半集中式
三.按被處理空氣的來源可分為:
1.封閉式 2.直流式 3. 混合式(一次回風 二次回風)
主要組成設備有空調主機(冷熱源) 風柜 風機盤管等等。
從本質上講，均由空氣處理設備，空氣輸送設備，空氣分布裝置三大部分組成。此外還有制冷系統，供熱系統及自動調節系統。
空氣熱濕處理設備空氣熱濕處理設備主要是對空氣進行加熱、加濕、冷卻、除濕等處理。
（1）噴水室。在民用建筑中不再采用，但在以調節濕度為主要目的的紡織廠和卷煙廠空調中仍大量使用。
（2）表面式換熱器。冷卻器、加熱器、蒸汽盤管統稱為表面式換熱器。
l) 盤管表面式換熱器有光管式和肋管式兩種。根據加工方法不同，肋片管又可分成繞片管、串片管和軋片管。
為了便于使用和維修，冷、熱煤管路上應設閥門、壓力表和溫度計。在蒸汽加熱器的蒸汽管路上還要設蒸汽調節閥門和疏水器。為了保證表面式換熱器正常工作，在水系統的比較高點應設排空氣裝置，而在比較低點應設泄水閥門和排污閥門。
2) 電加熱器。它有結構緊湊、加熱均勻、熱量穩定、控制方便的優點。但是電加熱器利用的是高品位的熱能，它只宜在一部分空調機組和小型空調系統中使用。在恒溫精度要求較高的大型空調系統中，也常用電加熱器控制局部加熱或作末級加熱使用。
常用的電加熱器有裸線式和管式兩種。
為了確保安全，設計安裝電加熱系統特別是采用裸線式電加熱器時，必須滿足下列要求：
①電加熱器宜設在風管中，盡量不要放在空調器內。
②電加熱器應與送風機聯鎖。
③安裝電加熱器的金屬風管應有良好的接地。
④電加熱器前后各0．8m范圍內的風管，其保溫材料均應采用絕緣的不燃材料。
⑤安裝電加熱器的風管與前后風管連接法蘭中間須加耐熱不燃材料的襯墊。
⑥暗裝在吊頂內風管上的電加熱器，在相對于電加熱器位置處的吊頂上應開設檢修孔。
⑦在電加熱器后的風管中應安裝超溫保護裝置。
（3）常用空氣濕處理設備。
空氣的加濕方法一般有噴水加濕、噴蒸汽加濕、電加濕、超聲波加濕、遠紅外線加濕等。利用外熱源使水變成蒸汽和空氣的混合過程為等溫加濕過程，而水吸收空氣本身的熱量變成蒸汽的空氣加濕過程為絕熱加濕過程或等培加濕過程。
l) 等溫加濕。
①蒸氣噴管和干蒸氣噴管。
②干蒸汽加濕器。
③電熱式加濕器。
2) 等烙加濕設備。直接向空調房間空氣中噴水的加濕裝置有壓縮空氣噴霧器、電動噴霧機、超聲波加濕器。
3) 空氣的減濕。
①冷凍減濕機。在既需要減濕又需要加熱的場所使用冷凍減濕機較合適。而在室內產濕量大、產熱量也大的地方，比較好不采用冷凍減濕機。
②氯化程轉輪除濕機。氯化理轉輪除濕機利用一種特別的吸濕紙來吸收空氣中的水分。
4）固體吸濕在空調工程中比較常用的吸附劑是硅膠。
硅膠失去吸濕能力后，可以加熱再生，再生后的硅膠仍可重新使用。