第一篇：宿舍生活熱水系統(tǒng)節(jié)能改造方案

宿舍生活熱水系統(tǒng)節(jié)能改造方案

一、項目概況

深圳市卓益節(jié)能設備有限公司利用自主研發(fā)的卓益中央熱水機及控制系統(tǒng)，推出中央熱水節(jié)能解決方案。方案可完全替代各類型熱水鍋爐。產(chǎn)品廣泛用于賓館、酒店、洗浴中心、學校、機關、住宅公寓、醫(yī)院等需要需要大量生活熱水的場所?？赏耆娲鷩嵰韵碌男⌒蜔崴仩t。也可作為太陽能、空氣能熱泵的輔助供熱，以彌補太陽能、空氣能熱泵難以在低溫下供熱的情況。具有出熱水速度快、節(jié)能環(huán)保、自動控制無需專人值守、山水量配置靈活、檢修方便等優(yōu)點。經(jīng)濟性和環(huán)保性能遠優(yōu)于普通鍋爐（無須辦理繁雜的消防安檢手續(xù)和特許使用證件）可單機或聯(lián)機模塊組合使用，是替代鍋爐、電煤等傳統(tǒng)供熱設備節(jié)能改造的最佳產(chǎn)品。

二、公司簡介

深圳市卓益節(jié)能環(huán)保設備有限公司是業(yè)內(nèi)技術(shù)領先的綜合節(jié)能解決方案提供商。公司通過為酒店、賓館、桑拿洗浴、餐飲、食品加工、機關、學校、醫(yī)院等企事業(yè)單位提供供熱、供暖、供蒸汽、供開水解決方案及相關產(chǎn)品，解決傳統(tǒng)煤電供熱設備環(huán)境污染嚴重和能源利用效率低下等問題。卓益節(jié)能擁有業(yè)界最完整的燃氣節(jié)能產(chǎn)品和節(jié)能綜合解決方案，通過全系列的節(jié)能蒸汽機、節(jié)能熱水機、節(jié)能開水機、節(jié)能湯桶、節(jié)能油炸機等產(chǎn)品和節(jié)能綜合解決方案及服務，靈活滿足不同行業(yè)、不同客戶的差異化需求。

卓益公司堅持以持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新為客戶不斷創(chuàng)造價值，公司研發(fā)團隊由具有國內(nèi)領先的熱交換技術(shù)專家、設計工程師組成，憑借研發(fā)成員多年的供暖、供熱、供蒸汽、鍋爐從業(yè)背景，結(jié)合最新的軟件技術(shù)、先進的企業(yè)管理理念，形成業(yè)內(nèi)一流的研發(fā)和管理團隊。研發(fā)中心在引進國外尖端技術(shù)的同時，結(jié)合國內(nèi)行業(yè)應用經(jīng)驗，經(jīng)過多年潛心實驗、摸索、研發(fā)改進，推出業(yè)內(nèi)領先的六大系列燃氣節(jié)能產(chǎn)品。產(chǎn)品采用先進的計算計輔助設計和仿真軟件，整機一體化成型、模塊化設計。公司擁有激光切割、CNC機加中心、自動噴涂等先進生產(chǎn)設備，通過先進的工業(yè)化設計和生產(chǎn)方式，為客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。

相對于傳統(tǒng)的煤電加熱設備，卓益公司節(jié)能產(chǎn)品的節(jié)能率達30%～60%，節(jié)能蒸汽機、節(jié)能熱水機、節(jié)能開水機、中央開水系統(tǒng)、節(jié)能湯桶等系列產(chǎn)品采用模塊化設計，具有一鍵式操作、自動化控制、安全可靠、易維護、長壽命、低運行成本等特點。設備常壓工作，無須辦理繁雜的高壓容器使用許可證，無需專人值守，無需專用機房。協(xié)助客戶從人力配置、場地要求、使用成本、設備成本、維護成本五大方面減少投入、增加效益。

經(jīng)營范圍：節(jié)能熱水機、中央熱水機、商用熱水機、節(jié)能中央開水機、節(jié)能蒸汽設備、供暖熱水設備、節(jié)能燃氣具的研發(fā)、銷售、及上門安裝，國內(nèi)貿(mào)易，合同能源管理，節(jié)能工程的設備，軟件系統(tǒng)集成。

主營產(chǎn)品或服務：炊事設備, 其他節(jié)能設備, 其他鍋爐及配件, 生活飲用水處理設備

三、中央熱水機系統(tǒng)原理

燃氣節(jié)能中央熱水機/爐系列，整機由燃氣電磁閥（可調(diào)節(jié)控制火力大小）、不銹鋼高效燃燒器、電子脈沖點火器、不銹鋼盤管換熱器、強排抽風機、智能控制總成、安全保護裝置等要件構(gòu)成。使用液化石油氣、天然氣、人工煤氣等氣體燃料，運用最新燃燒熱交換技術(shù)設計制造，熱效率達95%以上，出水升溫速度快，流量大，具有節(jié)能環(huán)保、不易結(jié)水垢、24小時不間斷出水、自動控制無需專人值守、檢修方便等優(yōu)點。經(jīng)濟性和環(huán)保性能比遠優(yōu)于普通鍋爐（無須辦理繁雜的消防安檢手續(xù)和特許使用證件）可單機或聯(lián)機模塊組合使用，單機每小時可供熱水5噸（溫升25度），是替代鍋爐、電煤等傳統(tǒng)供熱設備節(jié)能改造的最佳產(chǎn)品。

產(chǎn)品廣泛用于賓館、酒店、洗浴中心、學校、機關、住宅公寓、醫(yī)院、圖書館、商場、蔬菜大棚等需要大量生活熱水或需要集中供暖、供熱、生活分戶式供暖、供熱的各種場所。可完全替代2噸以下的小型鍋爐。也可作為太陽能、空氣能熱泵的輔助供熱，以彌補太陽能、空氣能熱泵難以在低溫下供熱的情況。

中央熱水機功能特點：

1、操作方便：一鍵式開關，電子自動點火，隨開隨關，自動進水，使用方便；

2、開水供應量大：可連續(xù)不間斷提供大量開水，單機最大可供應5噸熱水，可多機并聯(lián)使用，3、恒溫控制：連續(xù)恒溫開水輸出，溫度最高80度，任意可調(diào)；

4、噪音低：采用自然引風方式，比傳統(tǒng)鼓風式降低噪音60%以上，小于國家標準26倍；

5、環(huán)保、低排放：CO的排放量僅為國家標準的0.0029%，低于國家標準69倍；

四、生活熱水系統(tǒng)

根據(jù)公寓樓的布置情況，因地制宜將每棟公寓樓劃分為各自熱水系統(tǒng)，每棟樓單獨為一個系統(tǒng)，地源熱泵生活熱水系統(tǒng)圖如圖1所示。

圖1 每棟公寓樓有約300間宿舍，住宿學生1500人，設計熱水需求量為每人50升/天，學生使用熱水系數(shù)為0.6，4棟公寓樓總共熱水需求量為180噸左右。室內(nèi)熱水供水管網(wǎng)設計。

熱水供水管網(wǎng)主要用于將熱水從機房保溫水箱輸送至每個宿舍供學生使用，宿舍內(nèi)熱水供水管網(wǎng)如圖2所示。

圖2 每棟宿舍的熱水供水管網(wǎng)都設計采用上供下回的供回方式，供回水管采用同程連接,保證每個宿舍學生一打開熱水閥便有熱水。每個宿舍安裝一套預付費熱水計量系統(tǒng)，學生均需通過自己的校園一卡通按預設的單價購置熱水后方可使用，學生用水按流量計費，用多少水收多少費，避免糾紛，

第二篇：中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造方案

中央空調(diào)系統(tǒng)水泵變頻節(jié)能改造方案

一、概述

中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代企業(yè)及生活環(huán)境改善方面極為普遍，而且某此生活環(huán)境或生產(chǎn)工序中是屬必須的，即所謂人造環(huán)境，不僅是溫度的要求，還有濕度、潔凈度等。至所以要中央空調(diào)系統(tǒng)，目的是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高人的舒適度，集中供冷供熱效率高，便管理，節(jié)省投資等原因，為此幾乎企業(yè)、高層商廈、商務大樓、會場、劇場、辦公室、圖書館、賓館、商場、超市、酒店、娛樂場、體育館等中大型建筑上都采用中央空調(diào)的，它是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設施之一，電能的消耗非常之大，是用電大戶，幾乎占了用電量50%以上，日常開支費用很大。

由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負載并增加一定余量設計，而實際上在一年中，滿負載下運行最多只有十多天，甚至十多個小時，幾乎絕大部分時間負載都在70%以下運行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機的負荷能隨季節(jié)氣溫變化自動調(diào)節(jié)負載，而與冷凍主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動調(diào)節(jié)負載，幾乎長期在100%負載下運行，造成了能量的極大浪費，也惡化了中央空調(diào)的運行環(huán)境和運行質(zhì)量。

隨著變頻技術(shù)的日益成熟，利用變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結(jié)合，構(gòu)成溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)水泵的輸出流量；采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能使商場室溫維持在所期望的狀態(tài)，讓人感到舒適滿意，可使整個系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，更重要的是其節(jié)能效果高達30%以上，能帶來很好的經(jīng)濟效益。

二、水泵節(jié)能改造的必要性

中央空調(diào)是大廈里的耗電大戶，每年的電費中空調(diào)耗電占60% 左右，因此中央空調(diào)的節(jié)能改造顯得尤為重要。

由于設計時，中央空調(diào)系統(tǒng)必須按天氣最熱、負荷最大時設計，并且留10-20% 設計余量，然而實際上絕大部分時間空調(diào)是不會運行在滿負荷狀態(tài)下，存在較大的富余，所以節(jié)能的潛力就較大，其中，冷凍主機可以根據(jù)負載變化隨之加載或減載，冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化作出相應調(diào)節(jié)，存在很大的浪費。

水泵系統(tǒng)的流量與壓差是靠閥門和旁通調(diào)節(jié)來完成，因此，不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象，不僅大量浪費電能，而且還造成中央空調(diào)最末端達不到合理效果的情況。為了解決這些問題需使水泵隨著負載的變化調(diào)節(jié)水流量并關閉旁通。

再因水泵采用的是Y-△起動方式，電機的起動電流均為其額定電流的3 ～ 4倍，一臺90KW的電動機其起動電流將達到500A，在如此大的電流沖擊下，接觸器、電機的使用壽命大大下降，同時，起動時的機械沖擊和停泵時水垂現(xiàn)象，容易對機械散件、軸承、閥門、管道等造成破壞，從而增加維修工作量和備品、備件費用。

采用變頻器控制能根據(jù)冷凍水泵和冷卻水泵負載變化隨之調(diào)整水泵電機的轉(zhuǎn)速，在滿足中央空調(diào)系統(tǒng)正常工作的情況下使冷凍水泵和冷卻水泵作出相應調(diào)節(jié)，以達到節(jié)能目的。水泵電機轉(zhuǎn)速下降，電機從電網(wǎng)吸收的電能就會大大減少。

其減少的功耗 △ P=P0 〔 1-(N1/N0)3 〕（1）式

減少的流量 △ Q=Q0 〔 1-(N1/N0)〕（2）式

其中N1為改變后的轉(zhuǎn)速，N0為電機原來的轉(zhuǎn)速，P0為原電機轉(zhuǎn)速下的電機消耗功率，Q0為原電機轉(zhuǎn)速下所產(chǎn)生的水泵流量。由上式可以看出流量的減少與轉(zhuǎn)速減少的一次方成正比，但功耗的減少卻與轉(zhuǎn)速減少的三次方成正比。如：假設原流量為100個單位，耗能也為100個單位，如果轉(zhuǎn)速降低10個單位，由（2）式△ Q=Q0 〔 1-(N1/N0)〕 =100 ＊〔 1-(90/100)〕 =10可得出流量改變了10個單位，但功耗由（1）式△ P=P0[1-(N1/N0)3]=100 ＊〔 1-(90/100)3 〕 =27.1可以得出，功率將減少27.1個單位，即比原來減少27.1%。

再因變頻器是軟啟動方式，采用變頻器控制電機后，電機在起動時及運轉(zhuǎn)過程中均無沖擊電流，而沖擊電流是影響接觸器、電機使用壽命最主要、最直接的因素，同時采用變頻器控制電機后還可避免水垂現(xiàn)象，因此可大大延長電機、接觸器及機械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。

三、中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 圖一所示：

1、冷凍機組：通往各個房間的循環(huán)水由冷凍機組進行“內(nèi)部熱交換”作用，使冷凍水降溫為5~7℃。并通過循環(huán)水系統(tǒng)向各個空調(diào)點提供外部熱交換源。內(nèi)部熱交換產(chǎn)生的熱量，通過冷卻水系統(tǒng)在冷卻塔中向空氣中排放。內(nèi)部熱交換系統(tǒng)是中央空調(diào)的“制冷源”。

2、冷凍水塔：用于為冷凍機組提供“冷卻水”。

3、“外部熱交換”系統(tǒng)：由兩個循環(huán)水系統(tǒng)組成： ⑴、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)由冷凍泵及冷凍管道組成。從冷凍機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在各個房間內(nèi)進行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，使房間內(nèi)的溫度下降。⑵、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍機組進行熱交換，使水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量，該熱量被冷卻水吸收，使冷卻水溫度升高，冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入水塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再將降了溫的冷卻水，送回到冷凍機組，如此不斷循環(huán)，帶走冷凍機組成釋放的熱量。

4、冷卻風機

⑴、室內(nèi)風機：安裝于所有需要降溫的房間內(nèi)，用于將由冷凍水冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內(nèi)的熱交換； ⑵、冷卻塔風機用于降低冷卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發(fā)到大氣中去。

中央空調(diào)系統(tǒng)的四個部分都可以實施節(jié)電改造。但冷凍水機組和冷卻水機組的改造改造后節(jié)電效果最為理想，文章中我們將重點闡述對冷凍機組和冷卻機組的變頻調(diào)速技術(shù)改造。

四、中央空調(diào)變頻系統(tǒng)改造方案

現(xiàn)將內(nèi)蒙古某飯店的中央空調(diào)系統(tǒng)的變頻節(jié)能改造方案做一具體介紹。1．中央空調(diào)原系統(tǒng)簡介：

1.1該集飯店中央空調(diào)系統(tǒng)改造前的主要設備和控制方式：450冷噸冷氣主機2臺，型號為特靈二極式離心機，兩臺并聯(lián)運行；冷凍水泵2臺，揚程28米配有功率45KW，冷卻水泵有2臺，揚程35米，配用功率75KW。均采用兩用一備的方式運行。冷卻塔2臺，風扇電機11KW，并聯(lián)運行。室內(nèi)風機4臺，5.5KW，并聯(lián)運行。

1.2原系統(tǒng)的運行及存在問題：該飯店是一家五星飯店，為了給客入營造一個良好的居住環(huán)境，飯店大部空間采用全封密的，且飯店大部分空間自然通風效果不好，所以對夏季冷氣質(zhì)量的要求較高。由于中央空調(diào)系統(tǒng)設計時必須按天氣最熱、負荷最大時設計，且留有10%-20%左右的設計余量。其中冷凍主機可以根據(jù)負載變化隨之加載或減載，冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化作出相應的調(diào)節(jié)。這樣，冷凍水、冷卻水系統(tǒng)幾乎長期在大流量、小溫差的狀態(tài)下運行，造成了能量的極大浪費。而且冷凍、冷卻水泵采用的均是Y—△起動方式，電機的起動電流均為其額定電流的3—4倍，在如此大的電流沖擊下，接觸器的使用壽命大大下降；同時，啟動時的機械沖擊和停泵時的水錘現(xiàn)象，容易對機械器件、軸承、閥門和管道等造成破壞，從而增加維修工作量、維修費用、設備也容易老化。另外由于冷凍泵軸輸送的冷量不能跟隨系統(tǒng)實際負荷的變化，其熱力工況的平衡只能由人工調(diào)整冷凍主機出水溫度，以及大流量小溫差來掩蓋。這樣，不僅浪費能量，也惡化了系統(tǒng)的運行環(huán)境、運行質(zhì)量。特別是在環(huán)境溫度偏低、某些末端設備溫控稍有失靈或靈敏度不高時，將會導致大面積空調(diào)室溫偏冷，感覺不適，嚴重干擾中央空調(diào)系統(tǒng)的運行質(zhì)量。因為空調(diào)偏冷的問題經(jīng)常接到客人的投訴，處理這些投訴造成不少人力資源的浪費。

根據(jù)實際情況，我們向該飯店負責人提出：利用變頻器、人機界面、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度模塊、溫度傳感器等構(gòu)成的溫差閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng)。對冷凍、冷卻水泵進行改造，以節(jié)約電能、穩(wěn)定系統(tǒng)、延長設備壽命。2．中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的具體方案

中央空調(diào)系統(tǒng)通常分為冷凍（媒）水和冷卻水兩個系統(tǒng)（如下圖，左半部分為冷凍（媒）水系統(tǒng)，右半部分為冷卻水系統(tǒng)）。根據(jù)國內(nèi)外最新資料介紹，并多處通過對在中央空調(diào)水泵系統(tǒng)進行閉環(huán)控制改造的成功范例進行考察，現(xiàn)在水泵系統(tǒng)節(jié)能改造的方案大都采用變頻器來實現(xiàn)。

2．1、冷凍（媒）水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制

制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制

該方案在保證最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最小工作頻率，將其設定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經(jīng)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(diào)。

該模式是在中中央空調(diào)中熱泵運行（即制熱）時冷凍水泵系統(tǒng)的控制方案。同制冷模式控制方案一樣，在保證最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最小工作頻率，將其設定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經(jīng)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(diào)，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。

2.2、冷卻水系統(tǒng)的閉環(huán)控制

目前，在冷卻水系統(tǒng)進行改造的方案最為常見，節(jié)電效果也較為顯著。該方案同樣在保證冷卻塔有一定的冷卻水流出的情況下，通過控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)冷卻水流量，當中中央空調(diào)冷卻水出水溫度低時，減少冷卻水流量；當中中央空調(diào)冷卻水出水溫度高時，加大冷卻水流量，從而達到在保證中中央空調(diào)機組正常工作的前提下達到節(jié)能增效的目的。

現(xiàn)有的控制方式大都先確定一個冷卻泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設定為：

下限頻率并鎖定，變頻冷卻水泵的頻率是取冷卻管進、出水溫度差和出水溫度信號來調(diào)節(jié)，當進、出水溫差大于設定值時，頻率無極上調(diào)，當進、出水溫差小于設定值時，頻率無極下調(diào)，同時當冷卻水出水溫度高于設定值時，頻率優(yōu)先無極上調(diào)，當冷卻水出水溫度低于設定值時，按溫差變化來調(diào)節(jié)頻率，進、出水溫差越大，變頻器的輸出頻率越高；進、出水溫差越小，變頻器的輸出頻率越低。

2.3該中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)具體裝機清單如表二：

機組名稱 機型 品牌 數(shù)量

冷凍水泵 45KW變頻柜 ABB ACS800 兩套

冷卻水泵 75KW變頻柜 ABB ACS800 兩套

風機組 11KW變頻柜 ABB ACS800 兩套

室內(nèi)風機 5.5KW變頻柜 ABB ACS800 四套

配件 PLC 西門子S7300 一臺

人機界面 西門子 一臺

溫度傳感器 丹佛斯 兩個

溫度模塊 歐姆龍 兩個

數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊 歐姆龍 兩個

2．4介紹變頻節(jié)電原理：

變頻節(jié)能原理：由流體傳輸設備（水泵、風機）的工作原理可知：水泵、風機的流量（風量）與其轉(zhuǎn)速成正比；水泵、風機的壓力（揚程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，而水泵、風機的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風機的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）。變頻器節(jié)能的效果是十分顯著的，這種節(jié)能回報是看到見的。特別是調(diào)節(jié)范圍大、啟動電流大的系統(tǒng)及設備，通過圖三可以直觀的看出在流量變化時只要對轉(zhuǎn)速（頻率）稍作改變就會使水泵軸功率有更大程度上的改變，就因此特點使得變頻調(diào)速裝置成為一種趨勢，而且不斷深入并應用于各行各業(yè)的調(diào)速領域。

根據(jù)上述原理可知：改變水泵、風機的轉(zhuǎn)速就可改變水泵、風機的輸出功率。

圖中陰影部分為同一臺水泵的工頻運行狀態(tài)與變頻運行狀態(tài)在隨著流量變化所耗功率差。

2．5介紹系統(tǒng)電路設計和控制方式

根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)的一般裝機，建議在冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)各裝兩套ABB ACS800一體化變頻調(diào)速控制柜，其中冷卻變頻調(diào)速控制柜供兩臺冷卻水泵切換（循環(huán)）使用，冷凍變頻調(diào)速控制柜供兩臺冷凍水泵切換（循環(huán)）使用。變頻節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)是在保留原工頻系統(tǒng)的基礎上加裝改裝的，變頻節(jié)能系統(tǒng)的聯(lián)動控制功能與原工頻系統(tǒng)的聯(lián)動控制功能相同，變頻節(jié)能系統(tǒng)與原工頻系統(tǒng)之間設置了聯(lián)鎖保護，以確保系統(tǒng)工作安全。利用變頻器、人機界面、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結(jié)合，構(gòu)成溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，為了達到節(jié)能目的提供了可靠的技術(shù)條件。如圖四所示：

2．6系統(tǒng)主電路的控制設計

根據(jù)具體情況，同時考慮到成本控制，原有的電器設備盡可能的利用。冷凍水泵及冷卻水泵均采用一用一備的方式運行，因備用泵轉(zhuǎn)換時間與空調(diào)主機轉(zhuǎn)換時間一致，均為一個月轉(zhuǎn)換一次，切換頻率不高，決定將冷凍水泵和冷卻水泵電機的主備切換控制利用原有電器設備，通過接觸器、啟停按鈕、轉(zhuǎn)換開關進行電氣和機械互鎖。確保每臺水泵只能由一臺變頻器拖動，避免兩臺變頻器同時拖動同一臺水泵造成交流短路事故；并且每臺變頻器任何時間只能拖動一臺水泵，以免一臺變頻器同時拖動兩臺水泵而過載。

2．7系統(tǒng)功能控制方式

上位機監(jiān)控系統(tǒng)主要通過人機界面完成對工藝參數(shù)的檢測、各機組的協(xié)調(diào)控制以及數(shù)據(jù)的處理、分析等任務，下位機PLC主要完成數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場設備的控制及連鎖等功能。具體工作流程：開機：開啟冷水及冷卻水泵，由PLC控制冷水及冷卻水泵的啟停，由冷水及冷卻水泵的接觸器向制冷機發(fā)出聯(lián)鎖信號，開啟制冷機，由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環(huán)控制電路對水泵進行調(diào)速以控制工作流量，同時PLC控制冷卻塔根據(jù)溫度傳感器信號自動選擇開啟臺數(shù)。當過濾網(wǎng)前后壓差超出設定值時，PLC發(fā)出過濾堵塞報警信號。送風機轉(zhuǎn)速的快慢是由回風溫度與系統(tǒng)設定值相比較后，用PID方式控制變頻器，從而調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)回風溫度的目的。停機：關閉制冷機，冷水及冷卻水泵以及冷卻塔延時十五分鐘后自動關閉。保護：由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護，壓力偏低時自動開啟補水泵補水。

2．8介紹系統(tǒng)節(jié)能改造原理

1、對冷凍泵進行變頻改造控制原理說明如下：PLC控制器通過溫度模塊及溫度傳感器將冷凍機的回水溫度和出水溫度讀入控制器內(nèi)存，并計算出溫差值；然后根據(jù)冷凍機的回水與出水的溫差值來控制變頻器的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)出水的流量，控制熱交換的速度；溫差大，說明室內(nèi)溫度高系統(tǒng)負荷大，應提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度和流量，加快熱交換的速度；反之溫差小，則說明室內(nèi)溫度低，系統(tǒng)負荷小，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度和流量，減緩熱交換的速度以節(jié)約電能；

2、對冷卻泵進行變頻改造由于冷凍機組運行時，其冷凝器的熱交換量是由冷卻水帶到冷卻塔散熱降溫，再由冷卻泵送到冷凝器進行不斷循環(huán)的。

冷卻水進水出水溫差大，說明冷凍機負荷大，需冷卻水帶走的熱量大，應提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，加大冷卻水的循環(huán)量；溫差小，則說明，冷凍機負荷小，需帶走的熱量小，可降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速，減小冷卻水的循環(huán)量，以節(jié)約電能。

3、冷卻塔風機變頻控制通過檢測冷卻塔水溫度對冷卻塔風機進行變頻調(diào)速閉環(huán)控制，使冷卻塔水溫度恒定在設定溫度，可以有效地節(jié)省風機的電能額外損耗，能達到最佳節(jié)電效果。

4、室內(nèi)風機組變頻控制通過檢測冷房溫度對變風機組的風機進行變頻調(diào)速閉環(huán)控制，實現(xiàn)冷房溫度恒定在設定溫度。室內(nèi)風機組變頻控制后可達到理想的節(jié)電效果，并且空調(diào)效果較佳。2．5系統(tǒng)流量、壓力保障

本方案的調(diào)節(jié)方式采用閉環(huán)自動調(diào)節(jié)控制，冷卻水泵系統(tǒng)和冷凍水泵系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式基本相同，用溫度傳感器對冷卻（冷凍）水在主機上的出口水溫進行采樣，轉(zhuǎn)換成電量信號后送至溫控器將該信號與設定值進行比較運算后輸出一類比信號（一般為4—20MA、0—10V等）給PLC，由PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊進行溫差閉環(huán)控制，手動/自動切換和手動頻率上升、下降由PLC控制，最后把數(shù)據(jù)傳關到上位機人機界面實行監(jiān)視控制。變頻器根據(jù)PLC發(fā)出的類比信號決定其輸出頻率，以達到改變水泵轉(zhuǎn)速并調(diào)節(jié)流量的目的。冷卻（冷凍）水系統(tǒng)的變頻節(jié)能系統(tǒng)在實際使用中要考慮水泵的轉(zhuǎn)速與揚程的平方成正比的關系，以及水泵的轉(zhuǎn)速與管損平方成正比的關系；在水泵的揚程隨轉(zhuǎn)速的降低而降低的同時管道損失也在降低，因此，系統(tǒng)對水泵揚程的實際需求一樣要降低；而通過設定變頻器下限頻率的方法又可保證系統(tǒng)對水泵揚程的最低需求。供水壓力的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)量可以通過PID參數(shù)的調(diào)整。當供水需求量減少時，管道壓力逐漸升高，內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器輸出頻率降低，當變頻器輸出頻率低至0HZ時，而管道在一設定時間內(nèi)還高于設定壓力，變頻器切斷當前變頻控制泵，轉(zhuǎn)而控制下一個原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉(zhuǎn)換過程中，逐漸輪換使用水泵，使每個水泵的利用率均等，增加系統(tǒng)、管道壓力的穩(wěn)定性和可靠性。

五、中央空調(diào)系統(tǒng)進行變頻改造的優(yōu)點

變頻節(jié)能改造后除了可以節(jié)省大量的電能外還具有以下優(yōu)點：、只需在中中央空調(diào)冷卻管出水端安裝一個溫度傳感器（如圖，安裝在冷卻水系統(tǒng)中中央空調(diào)冷卻水出水主管上的B處），簡單可靠。、當冷卻水出水溫度高于溫度上限設定值時，頻率直接優(yōu)先上調(diào)至上限頻率。3、當冷卻水出水溫度低于溫度下限設定值時，頻率直接優(yōu)先下調(diào)至下限頻率。而采用冷卻管進、出水溫度差來調(diào)節(jié)很難達到這點。4、當冷卻水出水溫度介于溫度下限設定值與溫度上限設定值時，通過對冷卻水出水溫度及溫度上、下限設定值進行PID計算，從而達到對頻率進行無極調(diào)速，閉環(huán)控制迅速準確。、節(jié)能效果更為明顯。當冷卻水出水溫度低于溫度上限設定值時，采用冷卻管進、出水溫度差來調(diào)節(jié)方式?jīng)]有將出水溫度低這一因素加入節(jié)能考慮范圍，而僅僅由溫度差來對頻率進行無極調(diào)速，而采用上、下限溫度來調(diào)節(jié)方式充分考慮這一因素，因而節(jié)能效果更為明顯，通過對多家用戶市場調(diào)查，平均節(jié)電率要提高5 ％以上，節(jié)電率達到20 ％以上。

額定電流變化，減小了大電流對電機的沖擊；

六、ABB ACS800系列一體化變頻器的優(yōu)點 1.采用獨特的空間矢量（SVPWM）調(diào)制方式； 2.操作簡單，具有鍵盤鎖定功能，防止誤操作； 3.內(nèi)置PID功能，可接受多種給定、反遺信號；

4.具有節(jié)電、市電和停止三位鎖定開關，便于轉(zhuǎn)換及管理； 5.保護功能完善，可遠程控制；

6.超靜音優(yōu)化設計，降低電機噪聲；

7.安裝比較方便，不用破壞原有的配電設施及環(huán)境； 8.穩(wěn)定整個系統(tǒng)的正常運行，抗干擾能力強；

9.具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能及聲光報警功能。

七、結(jié)束語

在科技日新月異的今天，積極推廣變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的應用，使其轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力，是我們工程技術(shù)人員應盡的社會責任。對落后的設備生產(chǎn)工藝進行技術(shù)革新，不僅可以提高生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。對節(jié)能、環(huán)保等社會效益同樣有著重要的意義。隨著變頻器應用普及時代的來臨，我公司已將變頻器的應用擴展到傳統(tǒng)中央空調(diào)改造的領域，不僅擴大了變頻器的應用市場，而且為中央空調(diào)應用也提出了新的課題。預計在不久的將來，由于變頻調(diào)速技術(shù)的介入，中央空調(diào)系統(tǒng)將真正地進入經(jīng)濟運行時代，希望上述工作對于同仁們在傳統(tǒng)的電氣傳動設備技術(shù)改造和推進高新技術(shù)產(chǎn)品的普及應用工作中能有所啟示和借鑒。

第三篇：中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造方案

中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造方案

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劉佳暢

摘要 在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下，能源（水、電、油）的消耗在企業(yè)中所占的比重越來越高，也受到愈來愈大的重視。同時由于房地產(chǎn)的快速發(fā)展需求，中央空調(diào)的市場需求呈現(xiàn)強勁的增長趨勢。在市場容量不斷增大的吸引下，越來越多的廠家加入到商用中央空調(diào)的領域。變頻技術(shù)應用于中央空調(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。

關鍵字 中央空調(diào)系統(tǒng)；水泵；風機；變頻器

Abstract

Keywords 概述

中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代企業(yè)及生活環(huán)境改善方面極為普遍，而且是某些生活環(huán)境或生產(chǎn)工序中所必須配備的，即所謂人造環(huán)境，不僅是溫度的要求，還有濕度、潔凈度等。之所以要求配置中央空調(diào)系統(tǒng)，目的在于提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高人的舒適度，而且集中供冷供熱效率高，便于管理，節(jié)省投資等。為此，幾乎所有企業(yè)、高層商廈、商務大樓、會場、劇場、辦公室、圖書館、賓館、商場、超市、酒店、娛樂場、體育館等中大型建筑上都采用中央空調(diào)，它是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設施之一，但由于它的電能消耗非常之大，是用電大戶，幾乎占了用電量的50%以上，因此其日常開支費用很大。

中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負載并增加一定余量設計的，而實際上在一年中，滿負載下運行最多只有十多天，甚至十多個小時，絕大部分時間負載都在70%以下運行。通常，中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機的負荷能隨季節(jié)氣溫變化自動調(diào)節(jié)負載，而與冷凍主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動調(diào)節(jié)負載，幾乎長期在100%負載下運行，造成了能量的極大浪費，也惡化了中央空調(diào)的運行環(huán)境和運行質(zhì)量。

隨著變頻技術(shù)的日益成熟，利用變頻器、PLC、D/A轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等部件的有機結(jié)合，可構(gòu)成溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)水泵的輸出流量。采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能使商場室溫維持在所期望的狀態(tài)，讓人感到舒適滿意，使整個系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，更重要的是其節(jié)能效果高達30%以上，能帶來很好的經(jīng)濟效益。中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

如圖1所示，中央空調(diào)系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成。2.1 冷凍機組

通往各個房間的循環(huán)水經(jīng)由冷凍機組進行“內(nèi)部熱交換”作用，使冷凍水降溫為5~7℃。并通過循環(huán)水系統(tǒng)向各個空調(diào)點提供外部熱交換源。內(nèi)部熱交換產(chǎn)生的熱量，通過冷卻水系統(tǒng)在冷卻塔中向空氣中排放。內(nèi)部熱交換系統(tǒng)是中央空調(diào)的“制冷源”。2.2 冷凍水塔

用于為冷凍機組提供“冷卻水”。2.3 “外部熱交換”系統(tǒng)

此系統(tǒng)由兩個循環(huán)水系統(tǒng)組成：

1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)由冷凍泵及冷凍管道組成。

從冷凍機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在各個房間內(nèi)進行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，使房間內(nèi)的溫度下降；

2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍機組進行熱交換，使水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量，該熱量被冷卻水吸收，促使冷卻水溫度升高，冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入水塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再將降了溫的冷卻水，送回到冷凍機組，如此不斷循環(huán)，帶走冷凍機組所釋放的熱量。

2.4 冷卻風機

1）室內(nèi)風機安裝于所有需要降溫的房間內(nèi)，用于將由冷凍水冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內(nèi)的熱交換。2）冷卻塔風機用于降低冷卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發(fā)到大氣中去。

中央空調(diào)系統(tǒng)的四個部分都可以實施節(jié)電改造，但冷凍水機組和冷卻水機組改造后的節(jié)電效果最為理想。因此我們將重點闡述對冷凍機組和冷卻機組的變頻調(diào)速技術(shù)改造，次要說明冷卻風機的變頻調(diào)速技術(shù)改造。3 中央空調(diào)系統(tǒng)變頻改造的具體方案

現(xiàn)將淅江省嘉興市某集團公司辦公樓的中央空調(diào)系統(tǒng)的變頻節(jié)能改造方案做一具體介紹。3.1 中央空調(diào)原系統(tǒng)存在的問題

該集團中央空調(diào)系統(tǒng)改造前的主要設備和控制方式：

1）450 t冷氣主機2臺，型號為特靈二極式離心機，兩臺并聯(lián)運行； 2）冷凍水泵2臺，揚程28 m，配用功率45 kW；

3）冷卻水泵有2臺，揚程35m，配用功率75 kW，冷凍水泵與冷卻水泵均采用一用一備的方式運行； 4）冷卻塔2臺，風扇電機11 kW，并聯(lián)運行，室內(nèi)風機4臺，5.5 kW，并聯(lián)運行。

該集團是一家合資企業(yè)，為了給員工營造一個良好的工作環(huán)境，辦公樓大部分空間采用全封密的模式，因此公司大部分空間自然通風效果不好，所以對夏季冷氣質(zhì)量的要求較高。除了一些節(jié)假日外，其它時間中央空調(diào)都是全開的。由于中央空調(diào)系統(tǒng)設計時按天氣最熱、負荷最大時設計，且留有10%~20%的設計余量。其中冷凍主機可以根據(jù)負載變化隨之加載或減載，冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化作出相應的調(diào)節(jié)。這樣，冷凍水、冷卻水系統(tǒng)幾乎長期在大流量、小溫差的狀態(tài)下運行，造成了能量的極大浪費。原系統(tǒng)中冷凍、冷卻水泵采用的均是Y-△起動方式，電機的起動電流均為其額定電流的3~4 倍，在如此大的電流沖擊下，接觸器的使用壽命大大下降；同時，啟動時的機械沖擊和停泵時的水錘現(xiàn)象，容易對機械部件、軸承、閥門和管道等造成破壞，從而增加維修工作量、維修費用，設備也容易老化。

另外，由于冷凍泵軸輸送的冷量不能跟隨系統(tǒng)實際負荷的變化，其熱力工況的平衡只能由人工調(diào)整冷凍主機出水溫度，結(jié)果只能是用大流量獲得小溫差。這樣，不僅浪費能量，也惡化了系統(tǒng)的運行環(huán)

境與運行質(zhì)量。特別是在環(huán)境溫度偏低、某些末端設備溫控稍有失靈或靈敏度不高時，將會導致大面積空調(diào)室溫偏冷，感覺不適，嚴重干擾中央空調(diào)系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

針對上述實際情況，對該集團的中央空調(diào)系統(tǒng)實施了利用變頻器、人機界面、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度模塊、溫度傳感器等構(gòu)成的溫差閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng)的方案。主要對冷凍、冷卻水泵進行了變頻調(diào)速技術(shù)改造，達到節(jié)約電能、穩(wěn)定系統(tǒng)、延長設備壽命，提高環(huán)境舒適度的目的。3.2 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的具體方案

對該中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)進行變頻節(jié)能改造的具體裝機清單如表1所列。

3.2.1 變頻節(jié)電原理

由流體傳輸設備（水泵、風機）的工作原理可知：水泵、風機的流量（風量）與其轉(zhuǎn)速成正比；水泵、風機的壓力（揚程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比；而水泵、風機的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風機的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的

三次方成正比）。變頻器節(jié)能的效果是十分顯著的，這種節(jié)能回報是看得見的。特別是調(diào)節(jié)范圍大、啟動電流大的系統(tǒng)及設備，通過圖2 可以直觀地看出在流量變化時只要對轉(zhuǎn)速（頻率）稍作改變就會使水泵軸功率有更大程度上的改變，此特點使得使用變頻器進行調(diào)速成為一種趨勢，而且不斷深入并應用于各行各業(yè)的調(diào)速領域。根據(jù)上述原理可知：改變水泵、風機的轉(zhuǎn)速就可改變水泵、風機的輸出功率。

圖中陰影部分為同一臺水泵的工頻運行狀態(tài)與變頻運行狀態(tài)在隨著流量變化所消耗的功率差。3.2.2 系統(tǒng)電路設計和控制方式

根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)的一般裝機形式，建議在冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)各裝兩套傳動之星SD-YP 系列一體化變頻調(diào)速控制柜，其中冷卻變頻調(diào)速控制柜供兩臺冷卻水泵切換（循環(huán)）使用，冷凍變頻調(diào)速控制柜供兩臺冷凍水泵切換（循環(huán)）使用。變頻節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)是在保留原工頻系統(tǒng)的基礎上改裝的，變頻節(jié)能系統(tǒng)的聯(lián)動控制功能與原工頻系統(tǒng)的聯(lián)動控制功能相同，變頻節(jié)能系統(tǒng)與原工頻系統(tǒng)之間設置了聯(lián)鎖保護，以確保系統(tǒng)工作安全。利用變頻器、人機界面、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結(jié)合，構(gòu)成溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，為達到節(jié)能的目的提供了可靠的技術(shù)條件。如圖3所示，給出了主電路具體的改造方案。

3.2.3 系統(tǒng)主電路的控制設計

根據(jù)具體情況，同時考慮到成本控制，盡可能地利用原有的電器設備。冷凍水泵及冷卻水泵均采用一用一備的運行方式，因備用泵轉(zhuǎn)換時間與空調(diào)主機轉(zhuǎn)換時間一致，切換頻率不高，所以冷凍水泵和冷卻水泵電機的主備切換控制利用原有電器設備，通過接觸器、啟停按鈕、轉(zhuǎn)換開關進行電氣和機械互鎖。確保每臺水泵只能由一臺變頻器拖動，避免兩臺變頻器同時拖動同一臺水泵造成交流短路事故；并且每臺變頻器任何時間只能拖動一臺水泵，以免一臺變頻器同時拖動兩臺水泵而過載。3.2.4 系統(tǒng)功能控制方式

上位機監(jiān)控系統(tǒng)主要通過人機界面完成對工藝參數(shù)的檢測，各機組的協(xié)調(diào)控制以及數(shù)據(jù)的處理、分析等任務；下位機PLC主要完成數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場設備的控制及聯(lián)鎖等功能。具體工作過程中，開機時，開啟冷水及冷卻水泵，由PLC控制冷水及冷卻水泵的啟停，由控制冷水及冷卻水泵的接觸器向制冷機發(fā)出聯(lián)鎖信號，開啟制冷機，由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環(huán)控制電路對水泵進行調(diào)速以控制工作流量，同時PLC控制冷卻塔根據(jù)溫度傳感

器信號自動選擇開啟臺數(shù)；當過濾網(wǎng)前后壓差超出設定值時，PLC發(fā)出過濾堵塞報警信號；送風機轉(zhuǎn)速的快慢是由回風溫度與系統(tǒng)設定值相比較后，用PID方式控制變頻器，從而調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)回風溫度的目的。停機時，關閉制冷機，冷水及冷卻水泵以及冷卻塔延時15 min 后自動關閉。保護時，由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護，壓力偏低時自動開啟補水泵補水。

3.3 系統(tǒng)節(jié)能改造原理

變頻節(jié)能系統(tǒng)示意圖如圖4所示。

1）對冷凍泵進行變頻改造PLC控制器通過溫度模塊及溫度傳感器將冷凍機的回水溫度和出水溫度讀入控制器內(nèi)存，并計算出溫差值；然后根據(jù)冷凍機的回水與出水的溫差值來控制變頻器的轉(zhuǎn)速，調(diào)

節(jié)出水的流量，控制熱交換的速度。溫差大，說明室內(nèi)溫度高系統(tǒng)負荷大，應提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度，加大流量，加快熱交換的速度；反之溫差小，則說明室內(nèi)溫度低，系統(tǒng)負荷小，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，減小流量，降低熱交換的速度以節(jié)約電能。

2）對冷卻泵進行變頻改造由于冷凍機組運行時，其冷凝器的熱交換量是由冷卻水帶到冷卻塔散熱降溫，再由冷卻泵送到冷凝器進行不斷循環(huán)的。冷卻水進水出水溫差大，說明冷凍機負荷大，需冷卻水帶走的熱量大，應提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，加大冷卻水的循環(huán)量；溫差小，則說明，冷凍機負荷小，需帶走的熱量小，可降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速，減小冷卻水的循環(huán)量，以節(jié)約電能。

3）冷卻塔風機變頻控制通過檢測冷卻塔水的溫度對冷卻塔風機進行變頻調(diào)速閉環(huán)控制，使冷卻塔水溫恒定在設定溫度，可以有效地節(jié)省風機的電能額外損耗，能達到最佳節(jié)電效果。

4）室內(nèi)風機組變頻控制通過檢測冷房溫度對變風機組的風機進行變頻調(diào)速閉環(huán)控制，實現(xiàn)冷房溫度恒定在設定溫度。室內(nèi)風機組變頻控制后可達到理想的節(jié)電效果，并且使空調(diào)效果更佳。

3.4 系統(tǒng)流量、壓力保障

本方案的調(diào)節(jié)方式采用閉環(huán)自動調(diào)節(jié)控制，冷卻水泵系統(tǒng)和冷凍水泵系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式基本相同，用溫度傳感器對冷卻（冷凍）水在主機上的出口水溫進行采樣，轉(zhuǎn)換成電量信號后送至溫控器將該信號

與設定值進行比較運算后輸出一模擬信號（一般為4~20 mA、0~10 V等）給PLC，由PLC、D/A轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊進行溫差閉環(huán)控制，手動/自動切換和手動頻率上升、下降由PLC控制，最后把數(shù)據(jù)傳送到上位機人機界面實行監(jiān)視控制。變頻器根據(jù)PLC 發(fā)出的模擬信號決定其輸出頻率，以達到改變水泵轉(zhuǎn)速并調(diào)節(jié)流量的目的。

冷卻（冷凍）水系統(tǒng)的變頻節(jié)能系統(tǒng)在實際使用中要考慮水泵的轉(zhuǎn)速與揚程的平方成正比的關系，以及水泵的轉(zhuǎn)速與管損平方成正比的關系。在水泵的揚程隨轉(zhuǎn)速的降低而降低的同時管道損失也在降 低，因此，系統(tǒng)對水泵揚程的實際需求一樣要降低； 而通過設定變頻器下限頻率的方法又可保證系統(tǒng)對水泵揚程的最低需求。供水壓力的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)量可以通過PID參數(shù)的調(diào)整。當供水需求量減少時，管道壓力逐漸升高，內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器輸出頻率降低，當變頻器輸出頻率低至0 Hz時，而管道在一設定時間內(nèi)還高于設定壓力，變頻器切斷當前變頻控制泵，轉(zhuǎn)而控制下一個原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉(zhuǎn)換過程中，逐漸輪換使用水泵，使每個水泵的利用率均等，增加系統(tǒng)、管道壓力的穩(wěn)定性和可靠性。中央空調(diào)系統(tǒng)進行變頻改造的優(yōu)點

變頻節(jié)能改造后除了可以節(jié)省大量的電能外還具有以下優(yōu)點：

1）電機起動是軟起動，電流從0 A到額定電流變化，減小了大電流對電機的沖擊； 2）電機軟起動轉(zhuǎn)速從0 開始緩慢升速，可以有效減少水泵或風機的機械磨損；

3）變頻器是高性能的電力電子設備，具有較強的電機保護功能，能延長系統(tǒng)各部件的使用壽命； 4）使室溫維持恒定，讓人感到舒適；

5）經(jīng)過改造后，可以使系統(tǒng)具有較高的可靠性，減少了環(huán)境噪音，減少了維修維護工作量。5 傳動之星SD-YP系列一體化變頻器的優(yōu)點 1）采用獨特的空間矢量（SVPWM）調(diào)制方式； 2）操作簡單，具有鍵盤鎖定功能，防止誤操作； 3）內(nèi)置PID功能，可接受多種給定、反饋信號；

4）具有節(jié)電、市電和停止三位鎖定開關，便于轉(zhuǎn)換及管理； 5）保護功能完善，可遠程控制； 6）超靜音優(yōu)化設計，降低電機噪聲；

7）安裝比較方便，不用改變原有的配電設施及環(huán)境； 8）穩(wěn)定整個系統(tǒng)的正常運行，抗干擾能力強；

9）具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能及聲光報警功能。6 結(jié)語

在科技日新月異的今天，積極推廣變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的應用，使其轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力，是我們工程技術(shù)人員應盡的社會責任。對落后的設備生產(chǎn)工藝進行技術(shù)革新，不僅可以提高生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益，對節(jié)能、環(huán)保等社會效益同樣有著重要的意義。隨著變頻器應用普及時代的來臨，不僅擴大了變頻器的應用市場，而且為中央空調(diào)應用也提出了新的課題。預計在不久的將來，由于變頻調(diào)速技術(shù)的介入，中央空調(diào)系統(tǒng)將真正地進入經(jīng)濟

運行時代，希望上述工作對于同仁們在傳統(tǒng)的電氣傳動設備技術(shù)改造和推進高新技術(shù)產(chǎn)品的普及應用工作中能有所啟示和借鑒。

第四篇：學校教室宿舍分體空調(diào)節(jié)能改造方案

學校教室宿舍分體空調(diào)節(jié)能改造方案

目前宿舍的現(xiàn)狀：宿舍空調(diào)電能浪費現(xiàn)象嚴重，原因如下：

1、制冷溫度調(diào)得過低：由于教室宿舍的人通常較多，由于每個人對溫度的要求不一樣，夏天時學生們一般會把空調(diào)制冷溫度調(diào)在18℃~20℃之間才覺得涼爽，據(jù)專家測算，在正確使用空調(diào)的前提下，制冷空調(diào)溫度每提高1℃，可節(jié)電10%。可見，制冷溫度調(diào)得過低導致的電能浪費是驚人的。而且由此還會引起舍友之間意見不統(tǒng)一而造成一些矛盾。

2、制熱溫度調(diào)得過高：冬天時，很多調(diào)在24℃以上，舍友脫掉衣服吹熱空調(diào)的現(xiàn)象比較普遍。而據(jù)專家測算，在正確使用空調(diào)的前提下，制熱空調(diào)溫度每降低2℃，可節(jié)電10%。可見，制熱溫度調(diào)得過高也嚴重浪費電能。

深圳市躍銳智能科技有限公司生產(chǎn)的宿舍空調(diào)節(jié)能器，就能很好地解決以上問題，其具體原理及功能如下：

一、學校教室空調(diào)節(jié)能器功能概述

1、空調(diào)設置溫度限制功能：可限制空調(diào)調(diào)節(jié)的最高或最低溫度，如制冷模式，可限制空調(diào)最低調(diào)節(jié)溫度為24℃；制熱模式，可限制空調(diào)最高調(diào)節(jié)溫度為20℃.，當有人用遙控大幅度調(diào)節(jié)溫度時，空調(diào)顯示面板上依然顯示遙控器上設置的溫度，但實際溫度還是在系統(tǒng)設置范圍內(nèi)，這樣不會引起舍友投訴，又大大地節(jié)約了電能。同時也不會因空調(diào)溫度不統(tǒng)一而讓舍友間產(chǎn)生矛盾。

2、本宿舍空調(diào)節(jié)能器適合于任何帶遙控的分體空調(diào)機上。

二、學校教室空調(diào)節(jié)能器效益分析

1、經(jīng)濟效益：按照目前通常宿舍空調(diào)使用現(xiàn)狀，安裝本系統(tǒng)后，將顯著節(jié)約電費開支。如果按國家法定溫度設置，節(jié)電率在50%以上。投資成本可在1年內(nèi)收回。

2、社會效益：協(xié)助政府有效執(zhí)行國家法律，減小能源消耗，培養(yǎng)提高節(jié)約意識，為兩型社會建設做出應有的貢獻。

產(chǎn)品別名：辦公室空調(diào)節(jié)能器，辦公室空調(diào)節(jié)電器，辦公室空調(diào)節(jié)能控制器，辦公室空調(diào)節(jié)能模塊，宿舍空調(diào)節(jié)能器，宿舍空調(diào)節(jié)能控制器，宿舍空調(diào)節(jié)能模塊，分體空調(diào)節(jié)能模塊，分體空調(diào)節(jié)能控制器，分體空調(diào)節(jié)電器，學校空調(diào)節(jié)能器，學校空調(diào)節(jié)電器。

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第五篇：空壓機節(jié)能改造方案

空壓機節(jié)能改造方案

一，前言

佛山今博自動化設備有限公司是一家專業(yè)于驅(qū)動控制系統(tǒng)研發(fā)、設計、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)企業(yè)。本公司在工業(yè)應用領域擁有豐富的經(jīng)驗和雄厚的技術(shù)實力采用高性能無感矢量變頻器用于0.75kw到250kw的電機速度控制，廣泛應用于空壓機、注朔機、傳送帶、擠出機械、恒壓水泵、化工、中央空調(diào)、電子、紡織等諸多領域，為客戶提供了完整的工業(yè)和特殊行業(yè)的節(jié)解決方案。

二，傳統(tǒng)空壓機的問題

1、電能浪費嚴重

傳統(tǒng)的加卸載式空壓機，能量主要浪費在：

1）加載時的電能消耗

在壓力達到所需工作壓力后，傳統(tǒng)控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升10%左右，直到卸載壓力。在加壓過程中，一定會產(chǎn)生更多的熱量和噪音，從而導致電能損失。另一方面，高壓氣體在進入氣動元件前，其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓，這一過程同樣耗能。2）卸載時電能的消耗

當達到卸載壓力時，空壓機自動打開卸載閥，使電機空轉(zhuǎn)，造成嚴重的能量浪費。空壓機卸載時的功耗約占滿載時的30%～50%，可見傳統(tǒng)空壓機有明顯的節(jié)能空間。

2、工頻啟動沖擊電流大

主電機雖然采用Y-△減壓起動，但起動電流仍然很大，對電網(wǎng)沖擊大，易造成電網(wǎng)不穩(wěn)以及威脅其它用電設備的運行安全。對于自發(fā)電工廠，數(shù)倍的額定電流沖擊，可能導致其他設備異常。

3、壓力不穩(wěn)，自動化程度底

傳統(tǒng)空壓機自動化程度低，輸出壓力的調(diào)節(jié)是靠對加卸載閥、調(diào)節(jié)閥的控制來實現(xiàn)的，調(diào)節(jié)速度慢，波動大，精度低，輸出壓力不穩(wěn)定。

4、設備維護量大

空壓機工頻啟動電流大，高達5~8倍額定電流，工作方式?jīng)Q定了加卸載閥必然反復動作，部件易老化，工頻高速運行，軸承磨損大，設備維護量大。

5、噪音大

持續(xù)工頻高速運行，超過所需工作壓力的額外壓力，反復加載、卸載，都直接導致工頻運行噪音大。

三，改造原則

根據(jù)空壓機原工況并結(jié)合生產(chǎn)工藝的要求，對空壓機進行變頻技術(shù)改造后，系統(tǒng)滿足以下要求。

1）空壓機經(jīng)過改造后，系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換開關切換，具有變頻和工頻兩套控制回路，采用開環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路。一拖二起動時，對兩臺電機M1，M2，可以通過轉(zhuǎn)換開關選擇變頻/工頻啟動。正常運行時，電機M1 處于變頻調(diào)速狀態(tài)，電動機M2處于工頻狀態(tài)?，F(xiàn)場壓力變送器檢測管網(wǎng)出口壓力，并與給定值比較，經(jīng)PID 指令運算，得到頻率信號，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速達到所需壓力。停止時按下停止按鈕，PLC控制所有的接觸器斷開，變頻器停止工作。

2）確保變頻出現(xiàn)異常保護時，不至于影響生產(chǎn)的正常進行。為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端有抑制電磁干擾的有效措施?？刂凭€、信號線采用屏蔽線纜，布線時和動力電纜分開，防止引入干擾。

3）電機變頻運行狀態(tài)時保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不能超過依0.02 MPa。

4）空壓機不允許長時間在低頻下運行，空壓機轉(zhuǎn)速過低，一方面使空壓機穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體潤滑度變差，會加快磨損，所以工作下限不低于30 Hz。

5）設置高壓保護、高溫保護、等設置報警及故障自診斷。

（1）高壓保護當系統(tǒng)壓力超過設定值時，自動切斷主機電源，使壓縮機緊急停機。

（2）高溫保護當壓縮機排氣溫度超過調(diào)定值時，由接在主機排氣孔口處的溫度傳感探頭控制溫度電觸 點動作，自動切斷電動機電源，使壓縮機緊急停機。

（3）電氣保護系統(tǒng)采用軟啟動方式，具有相序保護（防止壓縮機反轉(zhuǎn)）、缺相保護、電機熱過載保護等功能。

四，空壓機變頻改造后的優(yōu)點

1，節(jié)能：總體節(jié)能達20%以上

1）加載時的節(jié)能：空壓機進行變頻改造后，壓力始終保持在所需的設定工作壓力，比改造前可降低10%的壓力，根據(jù)功耗公式可知改造后此項可節(jié)能10% 2）卸載時的節(jié)能，電機卸載運行時消耗的能量是加卸時的40%左右，按平均四分之一左右的卸載時間算，此項可節(jié)能10%左右

2、啟動電流小，對電網(wǎng)無沖擊

變頻器可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機實現(xiàn)軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設備的使用壽命；

3、輸出壓力穩(wěn)定

采用變頻控制系統(tǒng)后，可以實時監(jiān)測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；

4、設備維護量小

空壓機變頻啟動電流小，小于2倍額定電流，加卸載閥無須反復動作，變頻空壓機根據(jù)用氣量自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，運行頻率低，轉(zhuǎn)速慢，軸承磨損小，設備使用壽命延長，維護工作量變小。

5、噪音低

變頻根據(jù)用氣需要提供能量，沒有太多的能量損耗，電機運轉(zhuǎn)頻率低，機械轉(zhuǎn)動噪音因此變小，由于變頻以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的方式，不用反復加載、卸載，頻繁加卸載的噪音也沒有了，持續(xù)加壓，氣壓不穩(wěn)產(chǎn)生的噪音也消失了。

總之，采用變頻恒壓控制系統(tǒng)后，不但可節(jié)約一筆數(shù)目可觀的電力費用，延長壓縮機的使用壽命，還可實現(xiàn)恒壓供氣的目的，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

我公司專業(yè)對空壓機變頻節(jié)能控制系統(tǒng)改造的可配套的空壓機品牌有：阿特拉斯、英格索蘭、復盛、凱撒、壽力、昆西、博格、博萊特、優(yōu)耐特斯、康普艾等?？膳涮卓諌簷C電機功率有：15KW、22KW、30KW、37KW、45KW、55KW、75KW、90KW、110KW、132KW、160KW、185KW、250KW