一、前言
大部份建筑物一年當中，幾十天時間，中央空調處于比較大負荷。中央空調冷負荷，始終處于動態變化之中，如每天早晚、每季交替、每年輪回、環境及人文等因素都實時影響著中央空調冷負荷。一般，冷負荷5~60%范圍內波動，大多數建筑物每年至少70%時間是處于這種情況。而大多數中央空調，因系統設計多數以比較大冷負荷為比較大功率驅動。這樣，就往往造成實際需要冷負荷與比較大功率輸出之間矛盾，實際造成巨大能源浪費，給使用方造成巨額電費支出，增加經營者成本，降低經營競爭力。
本文介紹了AB變頻器PF400中央空調系統水循環、變頻風機和冷卻塔風機中設計和應用。
二、PF400中央空調水循環系統設計
中央空調系統水循環系統主要分為冷凍水（或熱水）循環系統、冷卻水循環系統，智能變頻柜主要控制對象為冷凍水（熱水）回路和冷卻水回路。如下圖所示。

圖一 中央空調水循環控制原理

1、冷凍水循環控制
由冷凍泵及冷凍水管道組成，從冷水機組流出冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，個房間內進行熱交換，帶走房間內熱量，使房間內溫度下降。
冷凍水泵控制方式為：比較高層（或比較不利端）壓力控制
高層中央空調系統中，各層空調機想對應于熱負載變動開閉冷水進口閥，以此調節室溫。冷凍水流量經常發生變化，引起比較高層水壓較大變化，解決該問題，需要控制冷水泵出水閥，以保持比較高層水壓大致恒定，但大多數應用場合，都是保持出水閥門開度一定，任隨壓力變化。這樣，會導致壓力損失大，效率低。此時若采用轉速控制，以保持比較佳壓力，可防止壓力損失并較大幅度提高效率并取好節能效果。河南廣潤自動化設備有限公司  專業銷售維修變頻器、鄭州直流調速器維修、鄭州軟啟動器維修、鄭州PLC（可編程序控制器）、 維修電話：0371- 56700815  15515598858
2、冷卻水循環控制
由冷卻泵及冷卻水管道及冷卻塔組成。冷水機組進行熱交換，是水溫冷卻同時，必將釋放大量熱量。該熱量被冷卻水吸收，是冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫冷卻水壓入冷卻塔，使之冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再降了溫冷卻水，送回到冷水機組。如此不斷循環，帶走冷水機組釋放熱量。
冷卻水泵控制方式為：恒溫差控制。
冷卻塔水溫是隨環境溫度而變化，其單側水溫不能準確反映冷凍機組產生熱量多少。，冷卻水泵，以進水和回水溫差作為控制依據，實現進水和回水間恒溫差控制是比較合理。溫差大，說明冷凍機組產生熱量大，應提高冷卻泵轉速，增大冷卻水循環速度；反之則應該降低轉速。
3、變頻控制原理
從以上分析可以知道，中央空調水循環系統變頻控制一般都采用恒壓力差或恒溫差閉環控制，PF400變頻器有一個內置PID控制回路，用來使過程反饋壓力差或溫度差與設定值保持一致。具體示意如圖二：

圖二  水循環變頻控制示意

PF400PID控制中，比例運算是指輸出控制量與偏差比例關系。積分運算目是消除靜差，偏差存，積分作用將控制量向使偏差消除方向移動。比例作用和積分作用是對控制結果修正動作，響應較慢。微分作用是消除其缺點而補充。微分作用偏差產生速度對輸出量進行修正，使控制過程盡快恢復到原來控制狀態，微分時間是表示微分作用強度單位。
4、節能預估
流體力學原理，流量Q與轉速n一次方成正比，管壓H與轉速n二次方成正比，軸功率與轉速n三次方成正比。即
Q=K1*n
H=K2*n2
Ps=K3*n3
當所需流量減少，離心泵轉速降低時，其功率按轉速三次方下降。如所需流量80%，則轉速也下降為額定轉速80%，而軸功率降51。2%；當所需流量為而額定流量50%時，而軸功率降12。5%。當然，轉速降低時，效率也會有所下降，同時還應考慮控制裝置附加損耗等影響。如此，這種節電效果也非常可觀。實際證明，水泵類，節能40%-50%。
綜合實際運行效果，對冷凍泵拖動系統、冷卻泵拖動系統實施變頻控制后基本節能效果為35%～55%左右。
三、PF400中央空調變頻風機控制設計
目前中央空調系統中，變頻風機正被廣泛使用，其有如下突出優點：節能潛力大，控制靈活，可避免冷凍水、冷凝水上頂棚麻煩等。變頻風機系統需要精心設計，精心施工，精心調試和精心管理，否則有可能產生諸如新風不足、氣流組織不好、房間負壓或正壓過大、噪聲偏大、系統運行不穩定、節能效果不明顯等一系列問題。
中央空調中變頻風機控制方式主要有以下幾種：
1、變頻風機靜壓PID控制方式
送風機空氣處理裝置是采用冷熱水來調節空氣溫度熱交換器，冷、熱水是冷、熱源裝置對水進行加溫或冷卻而到。大型商場、人員較集中且面積較大場所常使用此類裝置。圖一所示給出了一個空氣處理裝置中送風機靜壓控制系統。
第一個空氣末端裝置75%到100%處設置靜壓傳感器，改變送風機入口導葉或風機轉速辦法來控制系統靜壓。送風干管一條，則需設置多個靜壓傳感器，比較，用靜壓要求比較低傳感器控制風機。風管靜壓設定值（主送風管道末端比較后一個支管前靜壓）一般取250-375Pa之間。若各通風口擋板開啟數增加，則靜壓值比給定值低，控制風機轉速增加，加大送風量；若各通風口擋板開啟數減少，靜壓值上升，控制風機轉速下降，送風量減少，靜壓又降低，形成了一個靜壓控制PID閉環。

圖三  中央空調送風機靜壓控制

靜壓PID控制算法中，通常采用兩種方式，即定靜壓控制法和變靜壓控制法。定靜壓控制法是系統控制器設于主風道2/3處靜壓傳感器檢測值與設定值偏差,變頻調節送風機轉速,以維持風道內靜壓一定。變靜壓控制法即利用DDC數據通訊技術，系統控制器綜合各末端閥位信號，來判斷系統送風量盈虧，并變頻調節送風機轉速，滿足末端送風量需要。變靜壓控制法部分負荷下風機輸出靜壓低，末端風閥開度大、噪聲低，風機節能效果好，同時又能充分保證每個末端風量需要。
控制管道靜壓好處是有利于系統穩定運行并排除各末端裝置調節過程中相互影響。此種靜壓PID控制方式特別適合于上下樓或被隔開各個房間內用一臺空氣處理裝置和公用管道進行空氣調節場合，如商務大廈標準辦公層都到了廣泛應用。
2、變頻風機恒溫PID控制方式
室內空調要求有諸如舒適性等要求較高而空間又太過于大空調區域內，可以使用恒溫控制。恒溫控制中必須注意以下幾個方面：
（1）溫控系統熱容量比較大，控制指令發出后，瞬間響應，響應速度慢；
（2）外界條件如氣溫、日照等對溫控系統影響很大；
（3）控制對象為氣體，溫度檢測傳感器安裝位置非常重要。
本控制方式也是利用了變頻器PF400內置PID算法進行溫度控制，當傳感器采集被測溫度偏離所希望給定值時，PID程序可測量信號與給定值偏差進行比例（P）、積分（I）、微分（D）運算，輸出某個適當控制信號給執行機構（即變頻器），提高或降低轉速，促使測量值室溫恢復到給定值，達到自動控制效果。
恒溫控制中必須要注意PID正作用和反作用，也就是說夏季（使用冷氣）和冬季（使用暖氣）是不一樣。使用冷氣中，檢測到溫度高于設定溫度時，變頻器就必須加快輸出頻率；而使用暖氣中，檢測到溫度高于設定溫度時，變頻器就必須降低輸出頻率。，必須控制系統增設夏季/冬季切換開關以保證控制準確性。河南廣潤自動化設備有限公司  專業銷售維修變頻器、鄭州直流調速器維修、鄭州軟啟動器維修、鄭州PLC（可編程序控制器）、 維修電話：0371- 56700815  15515598858