冷却泵变频调速 - 图文

变频调速在中央空调

冷却泵中的应用

节能减排

第1页,共50页

目录

摘 要 ................................................................................................................................................ 3 关键字：变频器；中央空调；调速；冷却泵1.绪论................................................................... 3 1.绪论 ............................................................................................................................................... 4

论文研究背景及意义 ............................................................................................................... 4 1.2 中央空调空调控制系统的现状 ....................................................................................... 5

1.冷却水系统的不足 ....................................................................................................... 5 2.冷冻水系统的不足 ....................................................................................................... 5 3.水泵频繁开启的不足 ................................................................................................... 6 1.3 本课题在国内外的发展趋势 ........................................................................................... 6 1.4 设计任务及要求 ............................................................................................................... 7 2.变频调速在中央空调冷却泵系统中的工作原理........................................................................ 8

2.1中央空调系统的组成 ........................................................................................................ 8

1.冷冻水系统 ................................................................................................................... 9 2.冷却水系统 ................................................................................................................... 9 2.2 变频调速的节能调速原理 ............................................................................................. 10

2.2.1 水泵装置的主要特性 .......................................................................................... 10 2.3 调速系统的控制依据 ..................................................................................................... 14

2.3.2 控制系统 .............................................................................................................. 15 2.4冷却系统变频改造过程 .................................................................................................. 16

2.4.1冷却机循环水系统介绍 ....................................................................................... 17 2.4.2 冷却塔变频节能改造原理 .................................................................................. 17 2.5 冷却泵和风机的变频改造 ............................................................................................. 18 3.中央空调调速系统的设计 ......................................................................................................... 20

3.1系统的设计方案 .............................................................................................................. 20

3.1.1 1控X方案（X为水泵台数） ........................................................................... 20 3.1.2 “1控1”方案 .......................................................................................................... 20 3.2主电路接线图 .................................................................................................................. 21

3.3 相关器件的选型及接线 ......................................................................................... 21 3.3.1 PLC的选择及接线 .............................................................................................. 22 3.3.2变频器的选型 ....................................................................................................... 23 3.3.3 PID调节器 ........................................................................................................... 26 3.3.4 温度传感器的选择 .............................................................................................. 26 3.3.5 熔断器的选择 ...................................................................................................... 27 3.3.6 断路器的选择 ...................................................................................................... 27 3.3.7 接触器的选择 ...................................................................................................... 28 3.3.8 输入交流电抗器 .................................................................................................. 28 3.3.9 电源滤波器的选择 .............................................................................................. 29 3.3.10制动电阻的选择 ................................................................................................. 29 3.3.11 热继电器的选择 ................................................................................................ 30 3.3.12 按钮的选择 ........................................................................................................ 31 3.4 控制电路中元器器件的选择 ......................................................................................... 32 总结 ................................................................................................................................................ 33

第2页,共50页

摘 要

本论文在分析和比较了国内外中央空调自动控制系统的发展现状和特点的基础上，结合变频调速在中央空调系统中的工作原理与我国城市中央空调的需求现状，设计了一套以变频调速技术为基础的中央空调冷冻泵自动控制系统。该系统综合运用软启动器、变频调速技术

以及自动控制技术，通过调节水泵电机的供

电频率，控制电机转速以调节流量实现了中央空调恒温参数的自动控制，保证了中央空调系统随时维持在最佳运行状况。

基于变频器为主体构成的中央空调冷冻泵系统不仅能够最大程度满足需要，也提高了整个系统的效率，延长系统寿命、节约能源、而且能够构成复杂的功能强大的中央空调控制系统。随着变频器的飞速发展，高度智能化，系列标准化是未来中央空调设备适应恒温调度和整体规划要求的必然趋势。

关键字：变频器；中央空调；调速；冷却泵

第3页,共50页

1.绪论

论文研究背景及意义

随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，各种大型建筑在我们国家越来越普遍，其中一般都安有中央空调系统，用于保持整栋大厦温度恒定。如今，人们对中央空调系统提出的要求就是舒适和节能，要求在能耗更低的情况下保持室内合适的温度、湿度，让居住者感觉最舒适。新建的中央空调系统在按照舒适节能的目标设计，而越来越多的使用多年的中央空调控制系统在进行改造来实现节能、舒适的目的。

据统计，中央空调的用电量占各类大型建筑总用电量的60%以上，其中，仅水泵的耗电量约占到空调系统耗电量的20%～40%，存在巨大的能源浪费，而世界正在提倡节能减排，因此采用新技术降低系统能耗和减轻空调系统向外界所释放的能量就成为当务之急。

在传统的设计中，中央空调的制冷/制热机组、冷冻水/冷温水泵、冷却水泵、冷却塔风机的容量基本是按照建筑物最大制冷/制热负荷的需求来选定的，且留有充足余量。无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化，各电机都长期固定在工频状态下全速运行，虽然可满足最大的用户负荷，但不具备随用户负荷动态调节系统功率的特性，而在大多数时间里，用户负荷是较低的，这样就造成很大的能源浪费。近年来节能降耗被国家摆到空前重要的位置。而国家供电紧张形势依然没有根本缓解，电价不断上调，造成中央空调系统运行费用上升，因此如何控制空调系统的电能费用己经成为越来越多的中央空调系统经营管理者所关注的题。

因此采用变频调速技术节约低负荷时主机系统和水泵、风机系统的电能消耗，还对空调系统所释放的能量进行回收利用，具有极其重要的经济和社会意义，寻找一种节能效果明显，性能稳定可靠的控制系统成为当务之急，因而中央空调的节能改造便成必然。

本论文对中央空调实施改造，达到能耗最低，节能减排的目的，使整个中央空调系统处于最佳运行状态，中央空调进行节能技术改造后，系统具有综合节能率在30%以上的显著的节能效果外，其加权减排量也达30%以上，由于节能系统采用一台变频器分别控制多台水泵的运行方案，每台水泵都是可以实现软启动：每台水泵可任意切换，既可以在工频状态下运行，也可以在变频状态下运行。系统根据冷却水流量需求，自动进行泵起/停切换。采用软启动，还大大降低对空调设备和电网的冲击，延长了中央空调系统的使用寿命。引入软启动，不会影响启动时的制冷效果，因为软启动时间仅为数秒即可完成，避免了启动瞬间的电流（该电流为４～７倍工作电流）对电机和电网带来的冲击，另外由于空调冷水系统的闭环控制和自动调节，还可大大改善空调的舒适性。系统采用温差闭环控制，使空调系统更具舒适性。

第4页,共50页