變頻器在中央空調(diào)應(yīng)用的控制原理
發(fā)布時(shí)間：2019-07-14 16:02:30來源：
變頻器在中央空調(diào)應(yīng)用的控制原理
變頻器在中央空調(diào)應(yīng)用的控制原理
（1）冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻柜：該產(chǎn)品采用變頻器與溫度變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)控制冷卻塔的風(fēng)機(jī)風(fēng)量，根據(jù)冷卻塔降溫的冷卻水溫度與給定溫度相比較，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)電和延長設(shè)備大修周期及使用壽命的目的。
（2）空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)變頻柜：該產(chǎn)品采用變頻器與微差壓變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，根據(jù)空調(diào)室內(nèi)所要求的設(shè)定壓力與空調(diào)室內(nèi)反饋壓力相比較實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使空調(diào)室內(nèi)風(fēng)壓保持一個(gè)比較佳的正壓值，達(dá)到滿足空調(diào)室對(duì)風(fēng)量的要求和節(jié)約電能的目的。
（3）空調(diào)冷卻水泵變頻柜：該產(chǎn)品采用變頻器與溫差變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制冷卻水泵的循環(huán)水量。溫差大，則冷卻水泵的轉(zhuǎn)速提高；反之溫差小，則冷卻水泵的轉(zhuǎn)速降低。
（4）空調(diào)冷凍水泵變頻柜：該產(chǎn)品采用變頻器與溫度變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制冷凍水泵的循環(huán)水量。回水溫度高，則冷凍水泵的轉(zhuǎn)速提高；反之回水溫度低，則冷凍水泵轉(zhuǎn)速降低。
中央空調(diào)調(diào)速節(jié)能原理
制冷機(jī)通過壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)口的冷卻盤管中，由風(fēng)機(jī)吹送冷風(fēng)達(dá)到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環(huán)水進(jìn)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(fēng)扇對(duì)其進(jìn)行噴淋冷卻，與大氣之間進(jìn)行熱交換，將熱量散發(fā)到大氣中去。
舊操作系統(tǒng)為“星-三角轉(zhuǎn)換起動(dòng)”全壓運(yùn)行，此時(shí)空調(diào)機(jī)組在滿負(fù)荷狀態(tài)下工作，系統(tǒng)在起動(dòng)電機(jī)時(shí)不能平滑起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊大，長時(shí)間頻繁起動(dòng)將造成電機(jī)的絕緣性下降，電機(jī)溫升過高，在運(yùn)行過程中不能有效的根據(jù)病房與辦公樓的需求，對(duì)溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，只能工頻比較大量進(jìn)給，這將勢(shì)必造成能量的浪費(fèi)。
而通過變頻頻改造后，能根據(jù)房間的制冷及制熱的需求自動(dòng)調(diào)節(jié)冷凍泵及冷卻泵的流量而達(dá)到節(jié)能降耗的目地。
（1）由于目前冷卻水循環(huán)泵為工頻滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在制冷周期的前期和后期，環(huán)境溫度較低，冷卻水回水溫度較低，會(huì)造成溴化鋰結(jié)晶，導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組效率降低，甚至保護(hù)。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(diào)機(jī)組的效率，達(dá)到節(jié)能目地
（2）由于冷凍水循環(huán)泵也在工頻滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而不能根據(jù)室內(nèi)溫度的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，而通過變頻改造后冷凍泵能根據(jù)室外溫度及室內(nèi)溫度要求能自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，提高效率，達(dá)到節(jié)能目地。
（3）減小空調(diào)開機(jī)、停機(jī)時(shí)對(duì)供電和系統(tǒng)的沖擊
減小空調(diào)開/停機(jī)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，由于循環(huán)水泵的功率較大，工頻起/停泵時(shí)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊較大，影響其他設(shè)備的運(yùn)行。采用變頻控制后，水泵實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、軟停止，其電流均小于額定電流，對(duì)電網(wǎng)不再產(chǎn)生沖擊。
減小停泵時(shí)循環(huán)水的水垂效應(yīng)，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(shí)的水垂效應(yīng)，消除水垂對(duì)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)的沖擊。
（4）降低設(shè)備的故障率
采用變頻控制后，循環(huán)水泵大部分時(shí)間工作在額定功率以下，這將有力的降低設(shè)備的故障率，減少設(shè)備維修和維護(hù)。
（5）提高設(shè)備的自動(dòng)化程度
實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)泵的過載、過流保護(hù)
對(duì)冷水機(jī)組的冷卻水、冷凍水的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制，保證機(jī)組的安全高效運(yùn)行。
綜上，中央空調(diào)的循環(huán)水泵采用變頻控制具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造非常必要。
三、中央空調(diào)變頻改造方案設(shè)計(jì)
3.1冷卻水循環(huán)泵的變頻改造方案
3.1.1變頻控制方式，專業(yè)的冷卻泵變頻控制理論??恒溫差控制
3.1.2變頻節(jié)能控制原理
變頻控制系統(tǒng)根據(jù)冷凍機(jī)的回水和出水的溫度差，改變冷卻水循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，即改變冷卻水的流量，從而保持冷凍機(jī)的回水與出水的溫度差恒定。
水泵消耗的功率與轉(zhuǎn)速是立方關(guān)系，即
P ∝ n3 n??冷卻泵的轉(zhuǎn)速
由此可見，水泵消耗的功率在理想狀態(tài)下，與冷水機(jī)組的制冷量成正比，即
P ∝ Q Q??,冷水機(jī)組的制冷量
3.1.4控制系統(tǒng)功能
1.冷卻出水、回水溫度檢測(cè)、顯示
2.恒溫差自動(dòng)控制
3.節(jié)能率：可達(dá)20％以上
4.運(yùn)轉(zhuǎn)泵與備用泵切換
5.冷卻水過溫差、欠壓力報(bào)警
6.冷卻水泵過載報(bào)警
3.2冷凍水循環(huán)泵的變頻改造方案
3.2.1變頻控制方式
1、 冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制
〔1〕、制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制
該方案在保證比較末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的比較小工作頻率，將其設(shè)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(cè)冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)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(shè)定溫度時(shí)頻率無極上調(diào)。
〔2〕、制熱模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制
該模式是在中中央空調(diào)中熱泵運(yùn)行（即制熱）時(shí)冷凍水泵系統(tǒng)的控制方案。同制冷模式控制方案一樣，在保證比較末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的比較小工作頻率，將其設(shè)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(cè)冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)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(shè)定溫度時(shí)頻率無極上調(diào)，當(dāng)溫度傳感檢測(cè)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(tǒng)功能
1.冷凍水/熱水的出水、回水溫度檢測(cè)、顯示
2.恒溫差控制/恒溫控制可選
3.運(yùn)轉(zhuǎn)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(bào)警
鏈接：中央空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
主要的組成設(shè)備 一.按負(fù)擔(dān)室內(nèi)熱濕負(fù)荷所用的介質(zhì)可分為:
1.全空氣系統(tǒng) 2.全水系統(tǒng) 3.空氣-水系統(tǒng) 4.冷劑系統(tǒng)
二.按空氣處理設(shè)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(fēng) 二次回風(fēng))
主要組成設(shè)備有空調(diào)主機(jī)(冷熱源) 風(fēng)柜 風(fēng)機(jī)盤管等等。
從本質(zhì)上講，均由空氣處理設(shè)備，空氣輸送設(shè)備，空氣分布裝置三大部分組成。此外還有制冷系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)及自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
空氣熱濕處理設(shè)備空氣熱濕處理設(shè)備主要是對(duì)空氣進(jìn)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(diào)節(jié)濕度為主要目的的紡織廠和卷煙廠空調(diào)中仍大量使用。
（2）表面式換熱器。冷卻器、加熱器、蒸汽盤管統(tǒng)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(jù)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(yīng)設(shè)閥門、壓力表和溫度計(jì)。在蒸汽加熱器的蒸汽管路上還要設(shè)蒸汽調(diào)節(jié)閥門和疏水器。為了保證表面式換熱器正常工作，在水系統(tǒng)的比較高點(diǎn)應(yīng)設(shè)排空氣裝置，而在比較低點(diǎn)應(yīng)設(shè)泄水閥門和排污閥門。
2) 電加熱器。它有結(jié)構(gòu)緊湊、加熱均勻、熱量穩(wěn)定、控制方便的優(yōu)點(diǎn)。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(diào)機(jī)組和小型空調(diào)系統(tǒng)中使用。在恒溫精度要求較高的大型空調(diào)系統(tǒng)中，也常用電加熱器控制局部加熱或作末級(jí)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(shè)計(jì)安裝電加熱系統(tǒng)特別是采用裸線式電加熱器時(shí)，必須滿足下列要求：
①電加熱器宜設(shè)在風(fēng)管中，盡量不要放在空調(diào)器內(nèi)。
②電加熱器應(yīng)與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。
③安裝電加熱器的金屬風(fēng)管應(yīng)有良好的接地。
④電加熱器前后各0．8m范圍內(nèi)的風(fēng)管，其保溫材料均應(yīng)采用絕緣的不燃材料。
⑤安裝電加熱器的風(fēng)管與前后風(fēng)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(nèi)風(fēng)管上的電加熱器，在相對(duì)于電加熱器位置處的吊頂上應(yīng)開設(shè)檢修孔。
⑦在電加熱器后的風(fēng)管中應(yīng)安裝超溫保護(hù)裝置。
（3）常用空氣濕處理設(shè)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(yuǎn)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(shè)備。直接向空調(diào)房間空氣中噴水的加濕裝置有壓縮空氣噴霧器、電動(dòng)噴霧機(jī)、超聲波加濕器。
3) 空氣的減濕。
①冷凍減濕機(jī)。在既需要減濕又需要加熱的場(chǎng)所使用冷凍減濕機(jī)較合適。而在室內(nèi)產(chǎn)濕量大、產(chǎn)熱量也大的地方，比較好不采用冷凍減濕機(jī)。
②氯化程轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)。氯化理轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)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(diào)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。