中央空调系统节能参考课件
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二，中央空调四代节能产品分析
1，四代技术及产品对比简介 第一代技术 ：
基于“可编程逻辑控制器（PLC）+电器控制系统” 设计的节能控制技术
技术应用： 直燃式中央空调变流量节能控制装置 压缩式中央空调变流量节能控制装置
9
第二代技术 ：
基于“工控机/PC模块+电器控制系统”设计的 节能控制技术
技术应用： 一体化（工控机/板卡）控制的节能装置 集中式（上位机/执行模块）控制的节能装置 分布式（上位机/智能下位机－DDC）控制的节能
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6，中央空调系统变流量节能运行
⑴ 温度传感器实时检测冷水供回水温度和冷却水进出水 温度，控制器按内建算法输出各变频器的工作频率， 变 频器控制各水泵和风机调速运行，水泵和风机变流量运行 使各设置温度与实际温度之差达到或接近设定值； ⑵ 水泵和风机消耗功率与转速（工作频率）的三次方成 正比，频率45Hz工作时，理论上节电率可达27.1%，频率 30Hz工作时节电率可达78.4%。 ⑶ 冷却塔风机变频运行，除大幅度减少电能 消耗，还 大量减少水资源 蒸发.。 ⑷ 变频调速的优势：高效节能，自动化程度高，软启动 软停机，机械磨损和机械噪声大幅度减小。
中央空调系统节能 及SPC变频调速节能装置
南区节电科技开发有限公司
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一，中央空调节能简介
随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提 高，中央空调正越来越广泛的得到应用。从早先的宾馆， 大型场馆，到现在分布密集的商场、办公场所等。
中央空调是高耗能产品。它在为人们提供舒适生活环 境的同时，也在大量的消耗宝贵能源。一个随处可见的几 万平米的建筑，空调主机及辅助 设备一个制冷季节的耗电 量，即可达到数百万度电。
⑵，空调辅机节能（对压缩式主机约占整个能耗30％左右） 冷冻水泵、冷却水泵、风机节能——变频调速控制
⑶，空调系统管理节能 调节设备投入——按季节和时段变化；按高能效点运
行，提高主机效率。 加强管理，减少能量损失——保温、关闭不用场所； 加强维护，提高效率等——及时清洗，提高传热效率
。
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4，对中央空调系统节能产品的最基本要求
大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功 能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终 满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送 系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。
4
3，中央空调节能的几个主要方面
⑴，空调主机节能 设计：提高空调主机的能效比-——选用高能效比主机 螺杆式主机EER4.1～5.2，离心式主机EER4.4～5.8 风冷热泵： EER3～4。 发展：改变设计；改变制造工艺；压缩 机变频压缩；控 制系统提高自动化控制能力等。
2
1，中央空调系统的典型运行过程
中央空调系统运行的过程实质上是热量转移的过程。 中央空调制冷时，典型的热量转移过程如下：
⑴空调室内热空气经风机盘管中的冷水吸收，热量被转移到冷水中； ⑵制冷机耗能做功，把冷水中的热量转移到冷却水中； ⑶冷却水的热量经冷却塔喷淋、气化被转移到环境大气中。 空调在营造舒适小环境的同时，消耗大量能源和淡水，向大气排放的 热量和CO2气体污染了环境。
装置
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第三代技术 ：
基于“中继控制器/PC模块”设计的节能控制技术 技术应用：
分布式（各子系统控制中心）节能装置
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第四代技术 ：
基于“嵌入式芯片”设计的节能控制技术 技术应用：
通用变频调速智能控制节能工作站 ——适用于 各种类型的电机拖动系统
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2，第一代技术及产品
第一代产品是基于“可编程逻辑控制器（PLC）+电 器控制系统”设计的节能控制产品（详见下表）
应变流量节能控制装
置
适用范围
吸收式冷热水机组为 压缩式冷水机组为主
主机的中央空调系统 机的中央空调系统节
节能控制。
能控制。
控制模型 模糊PID控制
自适应模糊PID控制
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1）用工控机内置的控制软件和模糊控制模型作为全系 统参数设置与修改、运行控制和管理；
设 2）各子系统都由小型PLC的CPU模块，AI、AO、DI、
☆ 节能运行不应影响空调服务质量； ☆ 节能运行必须保障主机安全高效运行； ☆ 空调实际运行工况下，冷冻水泵、冷却水泵运
行受最小流量和堵转频率限制，因此存在最低 工作频率设置； ☆ 需能优化工况运行，提高空调主机的节能率； ☆ 需长期可靠运行； ☆ 初投资的费用少，节能费用尽量高，投资回收 期尽可能短。
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5，中央空调变流量节能方法
中央空调系统节能的技术原理是将水系统定流量运行，改 变为变流量运行，使空调负荷自动跟踪并满足用户的需要。
目前常用的节能方法： ① 台数控制变流量：控制设备投入台数，步进式运行， 设备频繁启/停，影响设备寿命。节能不能获得最佳； ② 变频调速变流量：实现设备连续无极调速，节能效率 高。有利于改善工作环境，有利于设备长期安全运行。 国家发改委《节能中长期专项规划》十大重点节能工程实 施意见：推广电机变频调速技术，逐步淘汰阀板、阀门等节流 调节方式；推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制 系统等，实现电机系统经济运行。(电机效率提高2个百分点， 全国形成年节电能力200亿kWh。)
这类产品最具有代表性的是某单位开发、已申请发明 专利《直燃机变流量节能控制系统》和《压缩式中央空调 自适应变流量节能控制装置》的中央空调节能控制装置。 其中前一种发明专利和专有技术已有偿转让给另一公司生 产。
Βιβλιοθήκη Baidu13
表2-1 第一代中央空调节能控制系统产品
名称
直燃机变流量节能控 压缩式中央空调自适
制系统
3
2，中央空调系统节能的内在因素
传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷 需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系 统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失 确定其功率。
由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际 工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全 年中有70%以上的时间，都是在设计负荷的50%左右或以 下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状 况与之相似。
计 DO模块及其相对应的继电器阵列所构成；PLC软件系
原 理
统由系统程序和用户程序组成，系统程序由PLC的制造
二，中央空调四代节能产品分析
1，四代技术及产品对比简介 第一代技术 ：
基于“可编程逻辑控制器（PLC）+电器控制系统” 设计的节能控制技术
技术应用： 直燃式中央空调变流量节能控制装置 压缩式中央空调变流量节能控制装置
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第二代技术 ：
基于“工控机/PC模块+电器控制系统”设计的 节能控制技术
技术应用： 一体化（工控机/板卡）控制的节能装置 集中式（上位机/执行模块）控制的节能装置 分布式（上位机/智能下位机－DDC）控制的节能
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6，中央空调系统变流量节能运行
⑴ 温度传感器实时检测冷水供回水温度和冷却水进出水 温度，控制器按内建算法输出各变频器的工作频率， 变 频器控制各水泵和风机调速运行，水泵和风机变流量运行 使各设置温度与实际温度之差达到或接近设定值； ⑵ 水泵和风机消耗功率与转速（工作频率）的三次方成 正比，频率45Hz工作时，理论上节电率可达27.1%，频率 30Hz工作时节电率可达78.4%。 ⑶ 冷却塔风机变频运行，除大幅度减少电能 消耗，还 大量减少水资源 蒸发.。 ⑷ 变频调速的优势：高效节能，自动化程度高，软启动 软停机，机械磨损和机械噪声大幅度减小。
中央空调系统节能 及SPC变频调速节能装置
南区节电科技开发有限公司
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一，中央空调节能简介
随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提 高，中央空调正越来越广泛的得到应用。从早先的宾馆， 大型场馆，到现在分布密集的商场、办公场所等。
中央空调是高耗能产品。它在为人们提供舒适生活环 境的同时，也在大量的消耗宝贵能源。一个随处可见的几 万平米的建筑，空调主机及辅助 设备一个制冷季节的耗电 量，即可达到数百万度电。
⑵，空调辅机节能（对压缩式主机约占整个能耗30％左右） 冷冻水泵、冷却水泵、风机节能——变频调速控制
⑶，空调系统管理节能 调节设备投入——按季节和时段变化；按高能效点运
行，提高主机效率。 加强管理，减少能量损失——保温、关闭不用场所； 加强维护，提高效率等——及时清洗，提高传热效率
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4，对中央空调系统节能产品的最基本要求
大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功 能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终 满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送 系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。
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3，中央空调节能的几个主要方面
⑴，空调主机节能 设计：提高空调主机的能效比-——选用高能效比主机 螺杆式主机EER4.1～5.2，离心式主机EER4.4～5.8 风冷热泵： EER3～4。 发展：改变设计；改变制造工艺；压缩 机变频压缩；控 制系统提高自动化控制能力等。
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1，中央空调系统的典型运行过程
中央空调系统运行的过程实质上是热量转移的过程。 中央空调制冷时，典型的热量转移过程如下：
⑴空调室内热空气经风机盘管中的冷水吸收，热量被转移到冷水中； ⑵制冷机耗能做功，把冷水中的热量转移到冷却水中； ⑶冷却水的热量经冷却塔喷淋、气化被转移到环境大气中。 空调在营造舒适小环境的同时，消耗大量能源和淡水，向大气排放的 热量和CO2气体污染了环境。
装置
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第三代技术 ：
基于“中继控制器/PC模块”设计的节能控制技术 技术应用：
分布式（各子系统控制中心）节能装置
11
第四代技术 ：
基于“嵌入式芯片”设计的节能控制技术 技术应用：
通用变频调速智能控制节能工作站 ——适用于 各种类型的电机拖动系统
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2，第一代技术及产品
第一代产品是基于“可编程逻辑控制器（PLC）+电 器控制系统”设计的节能控制产品（详见下表）
应变流量节能控制装
置
适用范围
吸收式冷热水机组为 压缩式冷水机组为主
主机的中央空调系统 机的中央空调系统节
节能控制。
能控制。
控制模型 模糊PID控制
自适应模糊PID控制
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1）用工控机内置的控制软件和模糊控制模型作为全系 统参数设置与修改、运行控制和管理；
设 2）各子系统都由小型PLC的CPU模块，AI、AO、DI、
☆ 节能运行不应影响空调服务质量； ☆ 节能运行必须保障主机安全高效运行； ☆ 空调实际运行工况下，冷冻水泵、冷却水泵运
行受最小流量和堵转频率限制，因此存在最低 工作频率设置； ☆ 需能优化工况运行，提高空调主机的节能率； ☆ 需长期可靠运行； ☆ 初投资的费用少，节能费用尽量高，投资回收 期尽可能短。
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5，中央空调变流量节能方法
中央空调系统节能的技术原理是将水系统定流量运行，改 变为变流量运行，使空调负荷自动跟踪并满足用户的需要。
目前常用的节能方法： ① 台数控制变流量：控制设备投入台数，步进式运行， 设备频繁启/停，影响设备寿命。节能不能获得最佳； ② 变频调速变流量：实现设备连续无极调速，节能效率 高。有利于改善工作环境，有利于设备长期安全运行。 国家发改委《节能中长期专项规划》十大重点节能工程实 施意见：推广电机变频调速技术，逐步淘汰阀板、阀门等节流 调节方式；推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制 系统等，实现电机系统经济运行。(电机效率提高2个百分点， 全国形成年节电能力200亿kWh。)
这类产品最具有代表性的是某单位开发、已申请发明 专利《直燃机变流量节能控制系统》和《压缩式中央空调 自适应变流量节能控制装置》的中央空调节能控制装置。 其中前一种发明专利和专有技术已有偿转让给另一公司生 产。
Βιβλιοθήκη Baidu13
表2-1 第一代中央空调节能控制系统产品
名称
直燃机变流量节能控 压缩式中央空调自适
制系统
3
2，中央空调系统节能的内在因素
传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷 需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系 统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失 确定其功率。
由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际 工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全 年中有70%以上的时间，都是在设计负荷的50%左右或以 下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状 况与之相似。
计 DO模块及其相对应的继电器阵列所构成；PLC软件系
原 理
统由系统程序和用户程序组成，系统程序由PLC的制造