变频技术在空调冷冻水变流量系统中的应用及节能分析
变频制冷系统的应用探讨
ｏ ｅ ａｉ ｎｐ ｒｏ ｓ ｐ ｒｔ ｏ ｅ ｄ． ｉ
【 关键 词】一次泵变流量系统； 变频离心式制冷机组； 节能
【 ｅ ｏｄ 】ｈｌ ｗｔ ｓ ｔ ｗｈ ｎｌ ｅ ａａ ｅ ｅ ｐｍ ；ｎｉｇｌ ｉ ｒ ｉｖ ａｌｐｅｄｖ ； ｅｙａｉ Ｋ ｙ ｒｓ ｃ ｌ ａｒ ｓｍ ｉ ｏｅ ｖ ｖｒｂ ｓ ｅ ｕ ｐｃ ｔｆ ａ ｈｌｗｔ ａ ｂ ｓ ｄｒｅｅ ｒ ｓ ｎ ｗ ｉ ｄ ｅ ｙｅ ｔ ｅ ｅ ｌ ｉｌ ｐ ｄ ｅ ｒ ｃ ｌ ｈ ｒ ｅ ｅ ｉｒ ｎ ｇ ｖ ｇ ｕ ｅ ｉ
的营运 模式有很大 的关联 。本文就 是通过 分析几种不同 的制
冷 系统方 案 ，来探讨如何应用变频制 冷系统才最具技术经济
图 １空调水系统 类型
２１１一 次 泵定 流量 系统 ．．
一
次泵定流量系统 如图 ｌ 所示 。该 系统 中通常每 台机组 ａ
【 者简 介】 作 朱颖华（９ ２ ）男 ， １ ７ ～ ， 上海人 ， 工程师， 从事建筑暖通设
ｓ ｖ ｎ ｆ ｈ ｈ ｌ ｄ ｗａｅ ｙ ｔｍ ｔ ｎ ｅ ｅ ａ ｉｂ ｅｓ ｅ ｄ ｐ ｍｐ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒｆ ｇ ｌ ｈ ｌ ｒ ｔ ａ ｉｂ ｅ ｓ ｅ ｄ ｄ ｖ ｒ ａ ｉ ｇ ｏ ｔ ｅｃ ｉ ｅ ｔｒｓ ｓｅ ｗｉ ｏ ｅｌｖ ｌ ｒａ ｌ ｐ ｅ ｕ ｎ ｅ ｔ ｕ ａ ｉ ｅ ｈ ｖ ｒ ｌ ｐ ｅ ｒ ｅ ， ｌ ｈ ｖ ｈ ｉ ｃ ｌ ｗｉ ａ ｉ ａ ｃ ｒ ｉ ｇｔ ｅｅ ｆ ｉｎ ｉｓ ｄｅｅ ｔ ｃｔ ｏ ｓ ｍｐ ｏ ｆ ａｉ ｔ ｓ ｆ ｈ ｌ ｄｗａｅ ｓ ｍｓ ｄ ｃ ｎ ｒｆ ｇ ｌ ｈ ｌ ｒ ｉ ｅ ｅ ｔ ｃ ｏ ｄｎ ｔ ｆ ｃｅ ｃｅ ｌｃ ｒ ｉ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎｏ ｖ ｒｅｉ ｃ ｉ ｅ ｔｒ ｙ ｔ ｅ ｔ ｕ ａ ｉ ｅ ｓ ｎｄ ｆ ｒ ｎ ｏｈ ｉ ｎ ａ ｉ ｙ ｉ ｅｏ ｌ ｓ ｅ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ｉ
空调水系统变流量节能控制
空调水系统变流量节能控制前言近年来，环境保护和能源消耗已成为全球重要的议题，各行各业都在积极采取节能减排的措施。
空调系统作为大型建筑物的重要能耗设备之一，已经成为节能减排的重点关注对象。
通过对空调水系统变流量节能控制的研究，可以有效降低能耗，减少环境影响。
空调水系统空调水系统是指空调主机、冷却塔、水泵、水箱、水管及阀门等构成的闭合水路系统。
它通过水作为热载体，将室内的热量通过主机传入水中，然后经过水泵推动水流到冷却塔中降低温度，最后再次流回主机，循环往复。
空调水系统的水循环流量大小对热交换器的散热效率和整个系统的能耗有很大的影响。
变流量节能控制传统的空调水系统通常采用恒流量水泵来控制系统的水流量，这种方案的问题是没有考虑系统的实际工况，将增加许多不必要的能耗。
而变流量配水泵采用变频器对水泵电机的转速进行调节，根据系统的实际负荷情况来调节水的流量，可以实现最大程度的节能。
通过控制水泵的输出功率和水流量，将能耗控制在最低水平，达到节能的效果。
节能效果空调水系统采用变流量配水泵后，能够实现节能效果的显著提升。
根据实际的环境条件和设备情况，采用变流量节能控制技术后，系统能耗可以减少20%以上，同时系统的维护成本也随之降低。
除了能够节约能源，这种节能控制技术还能够降低系统的污染排放量，一定程度上减少环境污染的影响。
空调水系统变流量节能控制技术是一种有效降低能耗、减少环境影响的技术。
它通过控制水泵的流量大小，使得系统能源利用率得到最大化的提升，因而节能效果显著。
在实践中，各行各业应当积极采用此类技术，为环境保护和能源消耗做出自己的贡献。
S7-1200PLC在中央空调节能系统中的应用
S7-1200PLC在中央空调节能系统中的应用摘要：采取合适的技术对中央空调进行有效的改造，能明显降低中央空调系统的能耗，对建筑的安全使用和环境保护均有重要意义。
本文以某中央空调改造为例，分析了传统中央空调存在的能源浪费问题，采用科学合理的PID控制算法和变频技术，设计出温差闭环自动控制系统，能自动调节水泵的输出流量，实现了降低能耗的目的。
关键词：中央空调；S7－1200PLC；变频器；PID引言传统中央空调系统普遍存在浪费能源的情况，不利于中央空调系统的正常运行和电网设备的安全。
为了降低能耗和保证建筑的使用性能，如何对中央空调系统进行有效改造，使其能够高效运行，同时能够恒温控制，成为了人们关心的问题。
下面就结合实例对此进行讨论分析。
1 S7－1200PLC的特点S7－1200PLC是西门子公司替代S7－200PLC的产品，该控制器将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置PROFINET接口、高速运动控制I/O以及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中以形成功能强大的控制器。
控制器使用灵活、功能强大，设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些优势的组合使它成为自动化应用中的完美解决方案，决定了S7－1200PLC具有强大的分布式网络控制、计数、测量、PID闭环控制和运动控制等功能，特别是它的以太网通信功能，是西门子S7系列其它产品所没有的，顺应了工业信息化和高度自动化中的发展要求。
2 中央空调控制系统的设计2.1 中央空调控制控制回路根据节能的需要，中央空调冷冻水变流量控制控制回路设计成图1的结构。
图1 冷冻水变流量控制回路某小型超市的中央空调控制系统是以温差来调节的闭环控制系统，实现对冷冻泵的流量、流速控制任务，从而达到控制房间温度和其它参数的目的。
2.2控制系统的组成温度设定由上位机根据工作要求通过CSM1277以太网交换机给出，温度调节器采用S7－1200PLC（CPU1214C，1个），执行元件由1个西门子MM440变频器、3台异步电动机、2台冷冻机主机，6台冷冻水水泵（3用3备用，每台功率为22千瓦）和盘管组成，进出水温度由2个PT100温度传感器检测，西门子SM1231模拟量输入输出模块完成盘管后端温度模拟量的A/D转换，SM1234模拟量输入输出模块将数字量转换为模拟量，并将PLC根据温差确定的频率值传送至MM440变频器，控制异步电动机进行调速，RS－485串行口主要用以在组态中的精简面板显示变频器的工作状态。
空调水系统变流量节能控制
图中的Δ H 是为保持末端环路压力 、流量稳定而设定的压
暖通空调 HV &AC 专题研讨 ·7 ·
降值 。从图 1 可以看出 ,当 1 台冷水机组满负荷运行时 ,要
求的水泵工作点为 B′点 , QB′= 300 m3/ h , HB′= 19 m 。由 于 QB > QB′,水泵需通过变频器改变转速和流量 。
时间频数 0. 1 0. 1 4. 9 19. 5 31. 6 20. 8 11. 9 7. 6 2. 3 0. 9 0. 3
累计时间 0. 1 0. 2 5. 1 24. 6 56. 2 77 88. 9 96. 5 98. 8 99. 7 100
频数
根据实测在夏季该宾馆空调最大负荷为 2 162 kW。 该工程配置有 2 台制冷量为 1 758 kW 的直燃机 ,夏季空调 最大冷负荷仅为设备容量的 62 %。
比例变化 ,在蒸发器内是不会发生冻结的 。 3. 2 变流量对水侧放热的影响
水 侧 放 热 系 数αw 与 水 流 速ω的 0 . 8 次 方 成 正 比 , 即 αw ∝ ω0. 8 。
在额定工况下
Q0 = αw0 FΔt
(1)
式中 Q0 ———在额定工况下水侧放热量 , W ;
αw0 ———在 额 定 工 况 下 水 侧 的 表 面 传 热 系 数 ,
本上 则 明 确 指 出 , 冷 水 允 许 的 流 量 调 节 范 围 为 50 %～ 120 % ,冷却水允许的流量调节范围是 20 %～100 %。
综上所述 ,对冷水机组的冷水系统进行变流量运行是 完全可能的 ,不会对冷水机组的安全运行产生影响 。文献 [ 5 ]也提出了同样的观点 。出于安全的考虑 ,流量的调节范 围可控制在 70 %(或 60 %) ～100 %之间 。如样本上给出了 流量调节范围则可按样本规定进行 。
关于空调冷却水系统变频节能控制的分析和应用
关于空调冷却水系统变频节能控制的分析和应用魏汉光12李宇成2(1．中国国际贸易中心北京100043；2．北方工业大学北京100043)[摘要]在不同季节、不同天气、不同时段下，字调冷冻机制冷负荷变化较大，普通定频定流量系统．宅调冷却水系统大部分时间在大流量、小温差状态下运行，既不节能，也不利于空调冷冻机正常、安全运行。
通过分析空调冷却水系统特点和运行要求，将冷却水系统与变频器及测控设备有机结合，形成闭环变频控制系统。
当空调负荷变化或外界温、湿度变化，造成冷却水出水温度变化时，通过调整冷却泵运行频率。
达到降低综合能耗，同时保证冷冻机安全、正常运行的目的。
[关键词]空调冷却水系统变频控制节能中图分类号：T P2文献标识码：^文章编号：167l一7597(2009)0110016—02近年来，随着我国经济发展，中央空调系统已广泛应用于宾馆、饭店、写字楼、商场、医院、地铁站、文化娱乐设施等各类民用建筑，空调能耗增长很快，空调耗电占大型公共建筑总耗电量的50％以上，空调冷冻泵、冷却泵耗电约占建筑空调耗电的20％左右，但国内建筑物单位面积的耗电量约为国外同等规模同档次建筑物耗电量的两倍，节能潜力很大，分析、研究空调冷却水泵变频节能智能控制，不仅有利于保障空调冷冻机正常运行工况，而且可以大大降低空调水泵自身的运行能耗和整个系统的综合能耗，降低建筑空调能源消耗和运营成本。
对整个社会的节能和环保都具有非常重要的现实意义。
众所周知，民用建筑物牢调系统是按照天气最热、负荷最大季节、时段设计，并留有1096以上的余量，但季节不同、天气不同、时段不同时，建筑空调需求差异很大，实际上每年绝大部分时间，空调都不需要在最大负荷状态下运行，根据美国暖通制冷空调工程师协会(A sH RA E)给出的建筑物全年实际运行负荷的统计数据，建筑物在全年的80％的运行时间里，实际宅调需求负荷低于设计负荷的75％。
目前，空调冷冻机一般都可以按照冷冻水出水温度设定，根据负荷变化自动加载或减载，窄调冷冻水泵变频调节也已广泛应用，具有较为灵活的调节性能。
空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制
空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制【摘要】文章简单介绍了一次泵变流量系统，对一次泵变流量系统的能耗做出了分析，提出了空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制方法。
【关键词】：空调；冷冻水系统；节能引言建筑物中央空调系统的冷冻水一次泵，传统上都采用固定转速水泵。
空调水的变一次流量控制系统(VPF：Variable-Primary-Flow，也称为：冷冻水一次泵变频调速控制系统)是近年才开始出现的先进控制方案。
配置变频调速冷冻水泵，可以对冷冻水流量进行调节，达到精细化控制的目标。
虽然在负荷侧都是变水量控制，但变频调速的一次侧控制和传统固定转速的一次泵系统不同，它比传统方式控制要求高得多。
要求楼宇自控系统的工程服务者设计合理的变一次流量控制解决方案，提供满足要求的控制功能。
本文结合某大型建筑的变一次流量控制工程方案，对这种解决方案进行讨论。
1一次泵变流量系统的特点一次泵变流量系统(VPF)的定义概述如下，当末端空调负荷变化时，电动二通阀调节开度，改变冷冻水量，此时采用一定的控制措施，变频水泵和冷冻机组的水流量都随负荷的改变而改变，在旁通管上增设了旁通控制阀，以维持运行冷冻机的最小流量，如下图所示。
图1和二次泵变流量系统相比，最显著的一个特点是少了一组定速泵。
另外在旁通管上多了一个控制阀，当系统水量小于单台冷冻机最小允许流量时，旁通阎打开，旁通一部分水量使冷冻机运行在最小允许流量之上。
最小流量由流量计或压差传感器测得。
系统末端仍然安装二通调节阀，水泵的转速由系统最远端压差的变化控制或供回水温差控制。
冷冻机和水泵的台数不必一一对应，它们的台数变化和启停也分别独立控制。
VPF系统可以改变整个系统中的循环水量，既包括流经蒸发器的冷冻水流量，和冷却盘管中的冷冻水流量。
VPF不仅仅节省了二次泵变流量系统中低效率的一次定流速泵，而且省去了管线，接头及其工程费用，电力设备等，机房空间的需求也随之降低，这些都可观的节省初投资。
中央空调水系统变频节能技术改造分析
浅议中央空调水系统变频节能技术改造分析摘要：空调水系统是中央空调系统中的重要组成部分，具有较大的节能潜力。
本文结合笔者多年实践经验，介绍了中央空调水系统变频技术改造的意义、原理。
分析其改造思路及节能效果。
关键词：中央空调循环水系统变频节能原理节能改造中图分类号：tk212 文献标识码： a 文章编号：一、中央空调循环水系统变频节能改造的意义随着我国社会经济建设的不断发展，中央空调系统已广泛应用于工业、高层建筑、政府办公楼和酒店等建筑当中，成为了大型建筑物不可缺少的配套设备之一。
中央空调系统主要由制冷主机、循环水系统和风机盘管等设备组成，具有节约空间、投资方便、简化管理和满足客户个性化需要等优点。
但是，中央空调系统的能耗非常大，约占大型建筑总能耗的50%，其中，循环水系统的耗电量约占整个系统耗电量的20%，极大地浪费了电能，同时也恶化了中央空调系统的运行质量。
因此，如何有效地降低循环水系统的能耗成为了技术人员急需解决的问题。
二、空调水系统变频节能原理中央空调水系统变频指的是对冷却水泵和冷冻水泵进行改造。
通过对水泵变频，将水系统改造为变流量运行，使空调系统的负荷与实际相匹配。
通常冷水机组是在定流量设计下运行的，冷水机组要保持定流量的主要原因是：①蒸发器内水流速的改变会改变水侧放热系数，影响传热；②管内流速太低，若水中含有机物或盐，在流速小于1m/s 时，会造成管壁腐蚀；③避免由于冷水流量突然减小，引起蒸发器的冻结。
实际空调系统水泵变频改造工程表明，对空调水系统水泵进行变频节能改造，对冷水机组的功率几乎没有影响。
因此，合理利用变频节能控制方法，对整个中央空调控制系统会起到更好的保护作用。
空调系统变频节能的依据是空调系统在部分负荷的运行状态下，通过减小水流量来维持空调系统冷负荷的不变，从而节省循环水系统中水泵的能耗。
根据水泵的工作原理可知，水泵的流量、扬程、转速与功率之间的关系为1、水泵的流量与转速成正比关系，而水泵的输入功率与转速的立方成正比关系。
变水量空调系统的技术特点与控制方式研究
变水量空调系统的技术特点与控制方式研究【摘要】近年来，随着能源成本的不断攀升，节能迫在眉睫，而且随电子、控制和计算机技术的发展，暖通空调成为高科技产业，尤其对一些生产精密仪器的行业，往往需要把温度、湿度和空气品质控制在一个很窄的范围内。
因此，对暖通空调系统的设计和运行便有着更高的要求。
【关键词】暖通空调；变水量空调系统；控制方式；自动控制；变频技术；可靠性０引言暖通空调系统设备选型时一般都按最大负荷计算，采用定工作点运行，但是暖通空调系统只有很少的时间在满负荷运行，大部分时间都工作在部分负荷下，同时由于外部环境温湿度、阳光照度以及房间内部负荷的变化等因素影响，如若采用定工作点运行，势必造成系统效率低下，浪费能源。
因此，暖通空调系统的效率优化策略研究可以实时调整系统的运行工作点，提高系统运行效率，节约能源。
１变水量空调系统的原理及特点１．１变水量空调系统的分类变水量空调系统是以一定的水温供应空调机以提高冷、热源机器的效率，而以特殊的水泵(如变频调速泵)来改变送水量，顺便达到节约水泵用电的功效。
空调系统中常用冷水机组作为冷源设备，冷水机组包括全套制冷设备，被用来制备冷冻水或冷盐水。
冷水机组按照其工作原理可分为两人类:压缩式冷水机组和吸收式冷水机组。
两种类型系统均有冷凝器和蒸发器两种部件，不同之处就是前者有一个或多个压缩机，且在它们的膨胀阀和制冷剂控制装置方面有所不同。
目前，国内采用的冷水机组一般有三种:水冷蒸汽压缩式冷水机组、澳化钾吸收式冷水机组及空气源热泵制冷、制热一体化机组。
中央空调的冷冻水系统一般分为:一次泵系统、二次泵系统、万次泵系统等。
相应的变水蛋空调系统一般分为:一次泵变水鼠系统、一次泵变水虽系统及全变速一次/加压泵系统。
１．２变水量空调系统的结构原理及特点１．２．１水冷蒸汽压缩式空调系统的制冷原理冷蒸汽压缩式空调系统在制冷时，液态制冷剂在蒸发器中汽化，吸收热量使冷水温度降低。
低温、低压的气态制冷剂经压缩机压缩变成高温、高压气体，进入冷凝器中。
中央空调水系统变频节能问题论文
谈中央空调水系统的变频节能问题【摘要】最开始我们站在能源的角度上，分析了高能量耗损的两大系统冷却水系统和冷冻水系统耗能的主要原因，而后对中央空调中最重要的一项技术变频调速技术的节约能源的原理进行了深入的了解，并且在变频调速这一系统中针对它的工作效率进行概括性的分析。
【关键词】节约变频系统水泵；系统变频技术序言现今在大多数的建筑之中普遍存在着的主要问题就是中央空调的耗能量超标，近期控制在供电部门供电总数的一半左右了，但它也是占据耗电量高，消耗能量超高的设备中的重要位置，不可小视。
与此同时，由于其负载量被各种各样的原因所影响，所以设计的时候就要求严格操控它的负载量，使得它连设计要求负载的30%都还无法完成，出现了最大限度的能源浪费的现象。
目前与注重节能的欧美国家相比较，我们国家在中央空调水系统能量消耗设计方面还远远做得不够好。
冷却循环水泵、冷水机电耗及冷却塔风机电耗都可以影响到冷源系统的能耗的高低。
因此，我们需要依靠适当的减小冷冻水循环泵改变至另外的一种状态，能被接受的获取能量的改变后的状态。
1 变频被运用的理论依据在我们国家的大部分地区的家庭在一半的情况下使用的空调的周期过长，现今耗电用能的额度愈来愈大,这样的空调根本就不是很理想，而从用户的最根本的利益考虑，也应该有所改变，有所提高了。
将使用周期延长就是最终的目的。
在很多的一部分时间里中央空调的负载在实际上比计划中的承受力要下降了很多，凭借着对建筑物的检测得到的数据显示决定了负载的量必须要有所提高了，他所占有的数据已经很高了，室内的冷水的温度差通常就是达到大概6~8摄氏度，冷却水的一般温度差设计为5~7摄氏度，在确定了一定数量的流量下，整整一年的绝大部分运行时间的温度差才仅仅为1~2摄氏度。
通过了这些我们终于可以了解到，在流量大、温差低的情况下工作，可以使得管理的耗电量持续加大，并且还伴随着损耗量占据的空间数据的加大，因此当水泵的所有消耗量都处于最大，承受量都位于最低的时候，节约供水的输出量的能量的损耗就显得尤为重要。
浅谈变频调速在给水系统中的节能及应用
水泵转 速 为 ｎ 时 ， 工 况 点 ｓ ， 时 流量 扬 。 其 ．此
程分别 为 Ｑ 、 。 当管 网 中 用 水 量 由 Ｑ 减 小 为 Ｈ。 ． Ｑ 时 ， 泵 的工 况 点 移 至 ｓ 水 泵 扬 程 调 整 为 水
收 稿 日期 ：０６０—２ 修 订 日期 ：０６０ —２ ２０—８０ ； ２０ —９２ 作 者 简介 ： 军 （９０一）男 ， 南 洛 阳人 ， 程 师 ， 要 从 事 李 １７ ， 河 工 主 给 水 运 用 管理 工 作 。
持压 力 Ｈ 不 变 。此 时水 泵 工 况 点 移 至 ｓ ， 程 ｌ 扬
的平均 值 为 ２４ ９ｋ ｈ ６ ． Ｗ・ 。从 表 ２可 看 出 ， 造 后 改
千 吨 水 耗 电 的平 均 值 为 １８８ｋ ・。 三 门峡 西 ９ ． Ｗ ｈ
Ⅳｌ
匀 性要 求 系统 有一 定 的调节 能力 。常 见的方 式有 设 置对 置水塔 、 据用 水量调 节水 泵运 转 台数 等 。 根 但 如果用 水量 变 化 幅 度 大且 变 化 级 差小 ， 述 两 上 种 方式难 以 达 到最 佳 效 果 。例 如 ： 给 水 系统 中 某 用 水量 由 ５ 步增 加到 １０ｍ ， ０ｍ 逐 ０ 系统 中配置 ２ 台 ５ ｌ水泵 。 当用水量 Ｑ＝５ 开 １台水 泵 ； ０ｎ ３ ０ｍ ，
冷冻水变流量节能效果分析
根据相似 性定律［ ２ ＿ ， 当水 泵转速改变 时 ， 水泵 轴功
率与其流量三次方成正 比。即：
：
化控制策 略 ， 减 少空调冷冻水 输配 系统 能耗是 空调系
统节能的重要 方面。
（ １ ）
本文从基本原 理出发 ， 分析 了冷冻水变 流量对空 调系统 能耗 的影 响 ， 同时结合 工程 实例 ， 对 比了一次 泵定流 量 、 二次泵定 流量和二次泵 变流量 三种常见 空
关键 词 ： 变 流量 一次泵 二次泵 Ｄ ｅ Ｓ Ｔ ． Ｃ
Ｔｈ ｅ Ｅｎｅｒ ｇｙ Ｓａ ｖｉ ｎｇ Ｅｆ ｆ ｅｃ ｔ Ａｎａｌ ｙ ｓｉ ｓ ｏｆ Ｃｈｉ ｌ ｌ ｅｄ Ｗ ａｔ ｅｒ Ｓｙｓ ｔ ｅｍ ｗｉ ｔ ｈ Ｖａｒ ｉ ａｂｌ ｅ Ｆｌ ｏ ｗ
ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｉ ｌ ｌ ｅ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ， ａ ｎｄ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｙ ｒ ｐ ｕ ｍｐ ｗｉ ｔ ｈ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｌｏ ｆ ｗ ｃ ｈ ｉ ｌ ｌ ｅ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ
ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ ｅ ｆｅ ｃ ｔ ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ， ｐ ｒ ｉ ｍａ ｙ ｒ ｐ ｕ ｍｐ， ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｙ ｒ ｐ ｕ ｍｐ， Ｄｅ Ｓ Ｔ－ Ｃ
０ 引言
空调 系统 的运行费用取决于整个系统 的能耗 。水 泵是 中央空调 系统的动力之源 ， 其耗能也 占据 了 中央
毕业论文设计：PLC、变频器在中央空调冷却水泵节能循环控制中的应用
本科生毕业论文（ 2012 届）学生姓名张公平院（系）武汉理工大学独立本科段专业机电一体化学号014210110813导师祁小波王生软论文题目 PLC、变频器在中央空调冷却水泵节能循环控制中的应用摘要在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%~14%,并且在冷冻主机低负荷运行中,其耗电更为明显,冷冻水、冷却水循环用电约达30%~40%。
因此对冷冻水、冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调节能改造的重要组成部分。
本文着重介绍PLC、变频器在冷却水泵节能循环方面的应用。
中央空调采用变频调速技术,使电机在很宽范围内平滑调速,可将所有节流阀去掉,使管道畅通,可免去节流损耗。
通过改变电机转速而改变水的流速,从而改变水的流量,达到制冷机的正常工作要求和平衡热负荷所需冷量要求,从而达到节能的目的,电机的变频调速系统是由PLC控制器进行切换和控制的。
关键词：PLC 变频器冷却水泵节能ABSTRCTIn the traditional central air conditioning system, freezing water, cooling water circulation electricity accounts for about 12% ~ 14% of the ele ctricity system, and in the frozen host low-load running, the power consumption is more apparent, freezing water, cooling water circulation electricity about to reach30% ~ 40%.So to freezing water, cooling water circulation system of energy automatic control is central air conditioning is an important part of the energy saving transformation. This paper introduces the P L C, inverter in cooling water pump energy saving circulation applications. The central air conditioning by inverter technology, make motor in a wide range smooth speed, can remove the entire throttle, make the pipeline flow, can free throttling loss. Through the change the motor speed and change in water velocity to change the flow of water to the normal work of the chiller requirements and heat load balance required cold quantity requirements, so as to achieve the purpose of saving energy. The motor is variable frequency speed regulation system by PLC controller and the control of the switch.Keywords:PLC converter cooling wa t er pump energy saving引言经济的发展和人民生活水平的日益提高，中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑域，如宾馆、酒店、写字楼、商场、厂房等场所，用于保持整栋大厦温度恒定。
中央空调系统变水量节能在实际中的应用
中央空调系统变水量节能在实际中的应用【摘要】根据中央空调实际负荷的变化，利用变频技术，实时调整中央空调水循环系统的流量，既能创造舒适的生活环境，又能显著减少中央空调系统的能耗，对建设节约型社会有着重要的意义。
【关键词】中央空调系统；变水量控制；节能0 前言随着现代高层建筑及智能大厦的普及，中央空调得到广泛的应用，但是其高能耗占据了整个建筑能耗的很大部分，其节能技术也受到广泛的关注。
按照国家标准，中央空调系统的最大负载能力是按照气温最高、负荷最大的工作环境且再留有充足余量来设计的，而实际上系统又很少在这些极限条件下工作。
据统计，中央空调的用电量占各类大厦总用电量的70%以上，而中央空调设备97%的时间在70%负荷以下波动运行，所以实际负荷总不能达到满负荷（俗称“大马拉小车”），造成大量的能源浪费。
1 中央空调系统概述1.1 中央空调系统的结构和制冷原理中央空调系统一般主要由冷冻机组、冷冻水循环系统、盘管风机系统、冷却水循环系统和冷却塔风机系统等组成，如图1所示。
在冷冻水循环系统中，液态制冷剂在蒸发器蒸发吸热，将通过蒸发器盘管中的常温水变成了低温（7℃）冷冻水（称“出水”），由冷冻机组流出并通过冷冻泵加压送入盘管风机系统，在各房间内进行热交换；随后冷冻水的温度上升（12℃），并流回冷冻机组（称“回水”），如此不断循环。
在冷却水循环系统中，气态制冷剂经过压缩机压缩后，进入冷凝器与冷却水进行热交换并逐渐冷凝成液态制冷剂，经过节流装置后进入蒸发器。
冷却水吸收制冷剂释放的热量后，水温升高（37℃），冷却泵将升温的冷却水（称“出水”）压入冷却塔，在冷却塔中其与大气进行热交换，然后再将降温的冷却水（32℃）送回到制冷机组（称“回水”），如此不断循环。
1.2 中央空调系统的能耗组成冷冻机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机等制冷设备耗电约占中央空调系统总耗能的60%～70%，风机盘管系统耗电约占空调系统总耗能的30%～40%。
空调水系统变流量节能控制
空调水系统变流量节能控制摘要：随着社会的发展与进步，重视空调水系统变流量节能控制对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍空调水系统变流量节能控制的有关内容。
关键词空调；水系统；变流量；节能；控制；原理；引言目前空调用电负荷特别是高峰负荷占我国电力负荷的较大比重, 目前我国绝大多数高层商业建筑的集中空调水系统均为定水量系统, 并且按最大负荷设计,而系统90% 的时间是在65% 最大负荷以下运行,普遍存在大流量小温差的问题, 造成了能源的浪费, 给城市的供配电系统带来了沉重的压力。
空调系统的能耗主要由制冷机能耗和水泵风机能耗构成, 其中制冷机的能耗占总能耗的60%以上, 水泵风机能耗约占总能耗的40% 。
在过去的几十年里, 制冷机的能效比提高较快, 已从以前的 4 W/ W 提高到现在的将近7 W/ W, 而水泵的效率变化较小。
减少输送系统能耗最有效的方法是采用变流量水系统, 该系统水泵的供水量随负荷的变化而变化, 由于水泵的功率与水泵流量的三次方成正比, 因此, 采用变流量空调水系统理论上具有很大的节能空间。
变流量系统的推广对缓解我国电力瓶颈制约具有重要意义。
一、变流量水系统的自动控制原理变流量系统一般采用压差控制。
如图 1 所示,各支路末端的两通调节阀根据末端所处理的空气温度( 或室内温度) 的变化调节其开度, 从而引起压差变化, 差压变送器将采集到的压差信号转换为4~ 20 mA 的标准电流信号, 与设定值一同输入到比较元件内, 经比较元件处理后输出偏差信号, 偏差信号经控制器一定的算法处理后输出控制信号,控制变频器的频率, 从而引起水泵转速的改变, 使末端压差回到设定值。
设定值一般取设计工况下最不利环路的压差值, 最不利环路保证了, 其余支路也就得到保证。
当末端环路关闭时, 由于静压的传递作用, 相邻支路可代替末端支路, 从而使负荷的变化通过压差的变化及时反映出来, 因而这种控制方式比较及时可靠。
变频离心式冷水机组在冷冻水变流量工况下仿真性能分析
Ｋ —— 蒸发 器 的传热 系数 ， （ Ｋ） ｗ／ ｍ ・ ．
将式（） １ 进行整 理可得 ： Ｔ ＝ ——
５
变频 离 心 式压 缩 机 ， 自控 设备 的控制 下 可 以 在
（） ２
根 据冷水 机组 的冷 负荷 的变化 调节 压缩 机转 速．压 缩 机始终 维持 在较 高 的水 利效 率 区 内工作．压 缩 机
中图分 类号 ： Ｕ ３ Ｔ ８１
文 献标 志码 ： Ａ
Ｓｉ ｕ ａ ｉ ｎ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｅ ｅ ｙ Ｃｏ ｅ ｓｏ ｎ ｒｆ ａ ｍ ｌ ｔｏ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ａ ｙ ｉ ｆＦｒ ｑｕ ｎｃ ｎｖ ｒ ｉ ｎ Ｃｅ ｔ ｉｕｇ ｌ
Ｃｈ ｌｅ ｎｎｉ ｔｔ ｅ Ｃａ ｅ ｏ ｅ ｚ ｎ ａ ｅ ｔ Ｖａ ｉ ｂ ｅ Ｆｌ ｗ ｉｌ ｒ Ｒｕ ｎｇ ａ ｈ ｓ ｆ Ｆｒ ｅ ｉ ｇ Ｗ ｔ ｒ ａ ｒ ａ ｌ ｏ
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壁温 校正 系数 ；
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离 心 式 冷 水 机组 蒸 发 器 一般 采 用 满 液 式 蒸 发
Ａ—— 冷 冻水导 热 系数 ， （ ・ ｗ／ ｉ Ｋ） ｎ
ｄ—— 管道 内径 ， ． ｉ ｍ
器， 由于一 般 的机 组都 配有相 应 的 自控设 备 ， 据负 根
同相 对流 量下 的性 能参 数 ， 过对 这 些参数 分析 得 出当冷冻 水相 对流量 减 小时 ， 组 的蒸发 温度会 通 机
中央空调冷却水、冷冻水系统的变频节能分析
中央空调冷却水、冷冻水系统的变频节能分析曹华;张九根【摘要】Variable frequency speed adjustment has a great role in energy conservation for variable flow of water in the central air-conditioning system. In the case of variable flow, based on the impact on chiller COP by the variable flow and energy saving of chilled water pumps and cooling water pumps, combining the advantages of constant differential pressure and constant differential temperature, a combination of temperature and pressure control method was adopted. And in the inner pressure control, the pump was improved to the circulation operation from the fixed way. Through examples, the implementation process of bumpless cycle operation was introduced. The improved operating mode can save a lot of energy, and the startup and operational characteristics of the system are greatly improved.%变频调速在中央空调变流量水系统中有很大的节能作用。
中央空调循环水泵变频改造及节能分析
中央空调循环水泵变频改造及节能分析摘要：本文通过对中央空调水系统定量和变量两种调节形式进行分析，并结合长江三峡通航管理局基地中央空调循环水泵变频实际改造项目，对改造后的运行情况进行了节能分析。
分析表明空K调水泵在实行变频改造后具有良好的节能效果。
关键词：中央空调水系统；变频；节能1 中央空调水系统的构成及工作原理如图1，一般中央空调水系统有四大组成部分：中央空调主机（制冷机组）、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统以及冷却水塔[3]。
图1 中央空调水系统的组成中央空调的核心组件是制冷机组，主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器和制冷压缩机。
在四组部件中加入制冷剂循环运作，利用制冷剂气化吸热、液化放热的物理反应，从而达到制冷或者制热的目的。
中央空调的冷冻水系统由冷冻水泵及连接管道组成，水泵将冷冻水通过管道运送到蒸发器中与制冷剂热交换，再通过盘管风机系统在风口与室内环境再次进行热交换，以此达到维持室内温度恒定的目的。
而冷凝器制冷所产生的热量由常温水带回到冷却塔。
高温水在冷塔中强制降温，变成低温水，在运回冷凝器。
一般来说，中央空调水系统有两种流量调节形式，定流量形式和变流量形式。
定流量形式在传统中央空调的控制系统运用比较常见。
定流量形式就是所有的高能耗设备包括水泵、制冷机等都工作中工频电压下。
不管负荷多大，冷冻水、冷却水都以一定的流量在系统中运作。
这样的运行状况在用户少、负荷轻的情况下，供应的冷气会造成明显的浪费；而当用户增多，负荷加重的情况下，冷冻水量供应不过来，房间制冷效果降低。
并且所有水泵机组常年满负荷运行，会加速其老化速度，进而增加额外的维护费用。
而变流量调节形式可以根据出水和回水温度差控制冷冻水水泵和冷却水水泵的运行频率和水泵容量，进而调节中央空调水系统中水流量的大小。
这种运行方式能根据用户数量和负荷的变化做出相应调整，进而实现空调系统的节能优化。
2 中央空调水泵变频改造方案长江三峡通航管理局中心基地总建筑面积14931.27㎡，采用两台约克风冷螺杆热泵机组供冷（热），总制冷量为1408kW，总制热量为1352kW，无冷却水系统，冷冻水泵型号为KQL125-160-22/2，两用一备，工频运行。
南京某超市中央空调冷冻水系统变流量节能运行分析
［ ｙ ｒ ｓ ｃｎｒｌ ｉｃｎ ｉｏ ｉ ； ａｉ ｌ ｆ ｗ； ｎｒｙｃ ｎｕ ｔ ｎ Ｋｅｗｏｄ ］ ｅｔ ｒ ｏｄｔ ｎ ｇ ｖ ｒ ｂｅｌ ａａ － ｉ ｎ 言
空调 能耗在 公共 建筑 能耗 中的 比例相 当大 ， 要 降低建 筑 能耗 ，特 别是 空调 能耗 ，除 了使用 新型 维 护结构 降低 空调 负荷 以外 ， 应在 空调 系统 的设 计 还 及 运行 方式 方面采 取 新思路 ，避免 能源 浪费 。一般 建 筑 中 的 空 调系 统 负荷 是 随室 外气 象 参 数 以及 室
Ｎａ ｉ ｎｋ ｎｇ
ＭｅｇＤ ｎ ｊ Ｄｏ ｇ ｈ ｎｕ ｎ ｅ ｇｕ ｎ ｅｙ Ｈｕ ｇ Ｌ ｈ ｎｉ Ｚ ｎ Ｈｕ ｕ ｕ ｌ ａ Ｃ ｎ
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㈡
（ ３ ）
中央空调 系统 ２０ ０ ５年夏季 开始投 入使用 ， 端采 末 用 吊顶式 空调箱 及少 数风机 盘管 ，主机采 用 ２台
【 摘 要 】 人员和新风负荷是超市建筑中 比例最大 的两项空调 负荷 ，而它们均受超 市人 流密度的影响 ，因而
根据负荷变化可 以对冷冻水泵采取变流 量运 行。 以南京某超市为例 ，对其 中央空 调系统冷冻水泵 进行 了变流量运行效果测试，并作了经济性分析。
【 关键 词 】 中央空调 ； 变流量 ；能耗
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空调水系统变流量节能控制研究
空调水系统变流量节能控制研究摘要：电力负荷是当前空调应用中的一个重要考虑因素，它不仅会给电力供应带来压力，还会造成能源浪费。
在节能减排和绿色发展理念的影响下，降低空调能耗已成为空调系统运营和研发的主要目标之一。
实现空调系统可变流量的节能控制，对降低空调能耗有一定的效果。
本文以空调水系统为主要研究对象。
在对空调水系统自动控制原理进行研究后，重点分析了空调水系统变流量节能控制的主要措施，希望为空调水系统的优化研发提供参考经验。
关键词：空调水系统；节能控制；空调系统前言：定水量系统是建筑当中集中空调水系统运行的主要方式之一，在空调整体呈现出高能耗的背景下，定水量系统运行中存在的大流量小温差问题，是导致空调水系统浪费能源的主要原因。
加强空调水系统变流量的节能控制，是缓解电能供应和能源紧张问题的有效措施。
一、空调水系统的自动控制原理空调水系统一般是以压差或温差的方式来实现自动控制功能的。
压差控制主要是指在整体系统的框架下，依据系统各个支路末端的室内温度变化来控制调节阀，让两侧形成压差变化，由差压变送器将压差信号转换为标准电流信号。
将得到的标准电流信号和事先的设定值输入到比较元件当中，由元件输出偏差信号，再由控制器对输出的偏差信号进行处理，依据最后输出的控制信号来实现对变频器的有效控制。
由于变频器主要作用于水泵转速的控制和调整，因而能够通过对变频器的有效控制来改变水泵转速，让系统各个支路末端的压差回到最初的设定值。
这种压差控制的方式虽然能够满足空调水系统的自动控制要求，但很难被应用到支路较多的系统当中，影响对系统支路运行情况的判定标准，因而具有一定的限制。
风机盘管系统是建筑空调系统应用的最为常见的系统类型，在对这类空调系统进行控制时，主要应用的是温差控制的方法。
温差控制主要是从空调常规送风和水温差的角度来说的，借助送风系统、风测温差系统、水测温差系统等来达到减少空调中的冷水输送量的目的，从而达到降低水泵能耗和空调水系统整体建设成本的目的。
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Ｆｉ ｄ Ｂｕ ｎｄ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｅｌ ｓ ａ ｔ ｒ ｓ
变频 技术 在 空调 冷 冻 水 变流 量 系统 中的应 用 及
节 能 分 析
王 桂 荣 ・ ． ． 笃 强 ２３ 王
（． １ 可再生 能源建筑利用 技术省部共 建教育部重 点实验室 ， 山东 济南 ２ ０ ０ ； ５ １ １
２ 山东省建筑节 能技术重点实验室 ， ． 山东 济 南 ２ ０ ０ ； ５ １ １
３ 山东建筑 大学 热能工程学 院 ， ． 山东 济南 ２ ０ ０ ， ５ １ １ ４ 济 南市房 屋建设综合 开发集 团 ， ． 山东 济南 ２ ０ １ ） ５ ０ ２
摘 要： ｊ 频 述 埘中 空 冷 水 统 源 进 变 量 制， 系 采 恒 供回 温 控 ’甬 乐ｉ 调 Ｊ 变 央 调 冻 系 冷 侧 行 流 控 控制 统 用 定 水 差的 制 互 ｌ
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控 制方法改变变频器输 ｍ， 调节水泵转速 ， ｋ了较低川户负茼时水 的电能耗 ， ｔ ｔ ￣ｆ 与传统 的定流量运仃 比较节能效果 ｆ ； 』 控制 Ｊ Ｊ 系统采ｊ ｏ Ｗｏ ｋ 总线技术 ， 网灵活， ｆＬ ｎ ｒ ｓ ｊ 组 控制精度高 ， 系统 稳定忡 。
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