一、        現(xiàn)狀分析

中央空調(diào)是現(xiàn)代大廈物業(yè)不可缺少的設(shè)施，它帶給人們四季如春，溫馨的每一天；由于中央空調(diào)功率大，耗電量大，加上設(shè)計上存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，支付用電費用成為用戶的一項巨大開支。
貴公司中央空調(diào)提供商場，商住，娛樂場所，酒樓與寫字樓的制冷，保持整棟大廈內(nèi)較恒溫。因為四季、晝夜溫度的變化，流動人員的變化，系統(tǒng)制冷量具有明顯的需求變化，且在工藝設(shè)計上電動機(jī)的功率都有相當(dāng)?shù)脑Ａ俊Ｋ詫φ紫到y(tǒng)的變頻節(jié)能改造是十分有必要且有明顯的節(jié)電效果。隨著變頻技術(shù)的成熟和發(fā)展，“一天的電費用兩天的電”不再是天方夜譚。對中央空調(diào)進(jìn)行變頻節(jié)能改造是降本增效的一條捷徑。

二、        改造方案

深圳市傳動之星電氣有限公司是一家為中央空調(diào)系統(tǒng)實施節(jié)能改造的專業(yè)公司，專業(yè)開發(fā)，研制了一種智能化控制設(shè)備。我們采用專用溫控PID和變頻控制技術(shù)相結(jié)合，對空調(diào)柜機(jī)的冷卻泵，送風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制，使其水流量、水壓、致冷量和商場的溫度相匹配，將這些富裕量無形地取消了，既不需要常年浪費電能，又減少了管道的震動和泄露。從而做到了既滿足致冷供水的需要，又節(jié)約電能的效果，真正實現(xiàn)了全自動、無人值勤，免維護(hù)、節(jié)能省電的目的。
以單臺柜機(jī)說明如下：
1、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)
由冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。
冷凍主機(jī)在進(jìn)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冷卻塔，使之在冷卻塔中與大氣進(jìn)行熱交換，然后再將降了溫的冷卻水，送回到冷凍機(jī)組。如此不斷循環(huán)，帶走了冷凍主機(jī)釋放的熱量。
在進(jìn)行控制時，有兩個基本情況：如果回水溫度太高，將影響冷凍主機(jī)的冷卻效果。為了保護(hù)冷凍主機(jī)，當(dāng)回水的溫度超過一定值后，必須進(jìn)行保護(hù)性跳閘。一般情況下，回水溫度不得超過37度。因此，根據(jù)回水溫度來決定冷卻水的流量是可取的。即使進(jìn)水和回水的溫度很低，也不允許冷卻水?dāng)嗔?。因此，在實行變頻調(diào)速時，變頻器需預(yù)置一個下限頻率。
綜合起來，即是：當(dāng)回水溫度較低時，冷卻泵以下限轉(zhuǎn)速運行；當(dāng)回水溫度較高時，冷卻泵的轉(zhuǎn)速也逐漸升高，直到工頻運行。
由于進(jìn)水溫度是隨環(huán)境溫度而改變的，因此，把溫差恒定為某一定值并非上策。因為，當(dāng)我們采用變頻調(diào)速系統(tǒng)時，所考慮的不僅僅是冷卻效果，還必須考慮節(jié)能效果。具體地說，則：溫度值定低了，水泵的平均轉(zhuǎn)速上升，影響節(jié)能效果：溫差值定高了，在進(jìn)水溫度偏高時，又會影響冷卻效果。實踐表明，根據(jù)進(jìn)水溫度來隨時調(diào)整溫差的大小是可取的。即：進(jìn)水溫度低時，應(yīng)主要著眼于節(jié)能效果，控制溫差可適當(dāng)?shù)馗咭稽c；而在進(jìn)水溫度高時，則必須保證冷卻效果，控制溫差應(yīng)低一些。
根據(jù)以上介紹的情況，考慮到節(jié)能和致冷的綜合效果，我們利用溫差控制為主，回水溫度控制為輔來控制冷卻水系統(tǒng)。具體方式是：用傳感器采集冷卻水進(jìn)水和出水溫度，PID將溫差量變?yōu)槟M量反饋給變頻器，然后由變頻器控制電動機(jī)輸入的頻率。當(dāng)溫差相差不大，冷卻水流量可適當(dāng)減少，這時變頻器輸出為設(shè)定的低頻值，電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢，水流量減少；當(dāng)溫度較高時，冷凍機(jī)組有更多的熱量需要帶走，這時變頻器輸出為設(shè)定的較高頻率值，電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，水流量增加，帶走更多的熱量。如果冷卻水溫度超過32C時，{可以根據(jù)實際情況設(shè)定}，變頻器優(yōu)先以較高的頻率運行，這樣能根據(jù)系統(tǒng)實時需要，提供合適的流量，不會造成電能的浪費。
2、送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)主要是向建筑設(shè)施內(nèi)輸送冷風(fēng)，以降低室內(nèi)的溫度。送風(fēng)量的大小隨環(huán)境溫度、設(shè)施內(nèi)人數(shù)的變化而變化。因此根據(jù)實際情況而實適的調(diào)整送風(fēng)量的大小，以維持較恒定的室內(nèi)溫度成為一種必要措施。
對此，我們對送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用PID溫度閉環(huán)控制，用溫度變送器采集室內(nèi)溫度或進(jìn)風(fēng)口溫度作為PID控制的反饋信號，并將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)模擬量信號送入變頻器。我們可以通過變頻器控制面板進(jìn)行室內(nèi)溫度的設(shè)定，由變頻器進(jìn)行實時的PI運算后自動調(diào)整電動機(jī)的運行頻率。這樣能根據(jù)系統(tǒng)實時需要，提供合適的冷風(fēng)量，使整套系統(tǒng)以較高的效率運行，不會造成電能的浪費。

三、        節(jié)能效益

1、泵與風(fēng)機(jī)的特性原理
泵類負(fù)載和風(fēng)機(jī)是目前工業(yè)現(xiàn)場中應(yīng)用最多的設(shè)備，雖然泵和風(fēng)機(jī)的特性多種多樣，但是主要是以離心泵和離心風(fēng)機(jī)為主。這兩種設(shè)備的工作特性基本相同，所以下面的特性分析主要以泵特性為主。利用通用變頻器對泵進(jìn)行控制，主要通過對其流量的控制而有效地節(jié)能，這是通用變頻器在泵類及風(fēng)機(jī)設(shè)備中最廣泛的一種應(yīng)用。

2、從運行情況看，進(jìn)行變頻節(jié)能改造后具有以下明顯效果：
l      節(jié)能效果顯著；
l      實現(xiàn)了電機(jī)的軟起動，減少了電機(jī)起動對電網(wǎng)及其它設(shè)備的沖擊；
l      設(shè)備運行更平穩(wěn)，降低了設(shè)備的維護(hù)量；
真正實現(xiàn)了全自動、無人值勤，免維護(hù)、節(jié)能省電。