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應(yīng)用行業(yè)：暖通行業(yè)     發(fā)布人：admin
1. 中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
       中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu):(如圖所示)

 
       中央空調(diào)主要是通過空調(diào)壓縮機(jī)吸入來自蒸發(fā)器中的常溫、低壓的冷煤氣體壓縮成高溫、高壓的冷煤氣體，在冷凝器中同冷卻水進(jìn)行充分的熱交換，冷卻水吸收了冷煤的熱量，通過冷卻泵輸送到冷卻塔中利用塔風(fēng)機(jī)同噴林冷卻水進(jìn)行熱交換，將熱量釋放到大氣中；這時經(jīng)過冷卻后變成低溫、低壓液態(tài)冷煤，經(jīng)調(diào)節(jié)閥在蒸發(fā)器中吸收冷凍水中的熱量，轉(zhuǎn)換成常溫、低壓的冷煤氣體傳送到空調(diào)壓縮機(jī)，完成了冷煤的單次循環(huán)；而冷凍水因冷煤在蒸發(fā)過程中被吸收了熱量，變成溫度更低的冷水，通過冷凍泵輸送到空調(diào)末端設(shè)備（風(fēng)機(jī)盤管）同室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換，達(dá)到降低室內(nèi)空氣溫度目的。
 
2. 中央空調(diào)的發(fā)展趨勢
        隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，中央空調(diào)在商業(yè)和民用建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，中央空調(diào)成了現(xiàn)代建筑中不可缺少的組成部分。中央空調(diào)系統(tǒng)在給人們提供舒適的生活和工作環(huán)境的同時，又消耗掉了大量的能源。加之現(xiàn)代樓宇功能要求的不斷變化，設(shè)備功率和數(shù)量的增加，其能耗也不斷增大。大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在有中央空調(diào)的建筑物中，中央空調(diào)的能耗約占總能耗的40~60%，因此，研究中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)就顯得尤其重要。

 
 
 
3. 中央空調(diào)應(yīng)用背景
       中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大的設(shè)備群體，在組成空調(diào)系統(tǒng)的各種設(shè)備中，水泵所消耗的電能約占整個空調(diào)系統(tǒng)的四分之一左右。早期空調(diào)的水泵普遍采用定流量工作，能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重。而實(shí)際運(yùn)行時，中央空調(diào)的冷負(fù)荷總是在不斷變化的，冷負(fù)荷變化時所需的冷凍水、冷卻水的流量也不同，冷負(fù)荷大時所需的冷凍水、冷卻水的流量也大，反之亦然。
       中空調(diào)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析，中央空調(diào)機(jī)90%的運(yùn)行時間處于非滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。而冷凍水泵、冷卻水泵以及風(fēng)機(jī)在此90%的時間內(nèi)仍處于100%的滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。這樣就導(dǎo)致了“大流量小溫差”的現(xiàn)象，使大量的電能白白浪費(fèi)。
 
4. 中央空調(diào)存在的問題
1)設(shè)備選型中出現(xiàn)的問題
       現(xiàn)代樓宇建筑物在配置中央空調(diào)時，用戶是根據(jù)物業(yè)用途和滿足未來發(fā)展功能的需求變化而變化，在選用空調(diào)系統(tǒng)時根據(jù)制冷面積和功能要求，同時考慮到當(dāng)?shù)貧鉁氐淖兓軡M足最熱時的冷量需求來確定功率機(jī)型，并留有10~15%的余量。
2）系統(tǒng)設(shè)備組成中配套的問題
       中央空調(diào)系統(tǒng)是由不同的廠家提供的設(shè)備組合而成，不同的設(shè)備的技術(shù)要求和工藝水平存在著差別，而設(shè)計(jì)人員按照廠家提供性能參數(shù)要求，配置組合起來。現(xiàn)實(shí)狀況卻存在千差萬別的情況，如：冷量、壓力、流量、楊程、功率、高度等因素左右著系統(tǒng)設(shè)備是否能正常協(xié)調(diào)的運(yùn)行。
3）季節(jié)、日夜、人流的因素的影響
       中央空調(diào)系統(tǒng)因季節(jié)、日夜溫差、人流因素的變化，因此決定著中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時是一個多變量的、復(fù)雜的、時變的系統(tǒng)，其過程要素之間存在著嚴(yán)重的非線性、大滯后及強(qiáng)耦合關(guān)系。
 
 

 
5. 中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能原理
       中央空調(diào)的水循環(huán)系統(tǒng)主要由冷卻水泵和冷凍水泵組成。從水泵的工作原理可知：水泵流量與水泵（電機(jī)）轉(zhuǎn)速的一次方成正比，水泵揚(yáng)程與水泵（電機(jī)）轉(zhuǎn)速的兩次方成正比，水泵軸功率與水泵轉(zhuǎn)速的三次方成正比（既水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比）。根據(jù)上述原理可知只要改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。例如：將供電頻率由 50Hz降為 45Hz，功率只有原來的 72.9%。當(dāng)系統(tǒng)頻率在40Hz的時候，功率只有原來的51.2%。
 
6. 智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)在中央空調(diào)中的應(yīng)用
       智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)對中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷變化的跟蹤，根據(jù)系統(tǒng)中冷量需求，溫度、壓力、流量變化，動態(tài)的調(diào)節(jié)各水泵的轉(zhuǎn)速，并動態(tài)修正系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，對空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而優(yōu)化中央空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行，智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)具有高度的跟隨性和應(yīng)變能力，以獲得最佳的控制效果，從而使中央空調(diào)主機(jī)節(jié)能 10~30%，冷卻水泵、冷凍水泵節(jié)能60~80%；實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)電率達(dá)到20%以上的節(jié)能效果。
 
7. 智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)¬－－-人機(jī)界面(如下圖)
 
具有數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)運(yùn)行、操作、監(jiān)控、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)報(bào)表等功能。
數(shù)據(jù)分析：
1：能耗顯示            2：故障記錄查詢
3：電耗累計(jì)查詢      4：操作記錄查詢
系統(tǒng)監(jiān)控：
1：冷凍水進(jìn)出水溫度、出水壓力、回水流量監(jiān)控
2：冷卻水進(jìn)出水溫度、出水壓力、回水流量監(jiān)控
系統(tǒng)保護(hù)：
1：冷凍水低流量保護(hù)
2：冷凍水進(jìn)出水高壓差保護(hù)
3：冷凍水供水低溫保護(hù)
4：冷凍水進(jìn)出水低壓保護(hù)
5：電氣保護(hù)（過電壓、過電流、過載保護(hù)等）

 
 
       智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)是集當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、模糊控制技術(shù)和變頻技術(shù)等綜合技術(shù)于一體的先進(jìn)系統(tǒng)。通過各種I/O 擴(kuò)展模塊對中央空調(diào)水系統(tǒng)（溫度、壓力、流量、壓差）等多參數(shù)的采集，將信號傳輸至模糊控制器，經(jīng)過模糊運(yùn)算后，輸出信號反饋給計(jì)算機(jī)，智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)根據(jù)反饋的信號與計(jì)算機(jī)內(nèi)儲存的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工況以及系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、對比，進(jìn)而推算出該系統(tǒng)即時的冷量需求，并發(fā)出控制指令調(diào)節(jié)冷凍泵、冷卻泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，即調(diào)節(jié)該空調(diào)水系統(tǒng)的水循環(huán)流量和冷卻塔風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，使空調(diào)主機(jī)始終在與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工況相近的狀態(tài)下運(yùn)行，輔機(jī)隨末端負(fù)荷的變化而自行調(diào)節(jié)，保證中央空調(diào)系統(tǒng)在各種負(fù)荷變化的條件下，始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，從而優(yōu)化中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，大幅度地降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
 
       中央空調(diào)專用型智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)，通過溫度專用接口，直接用來對冷凍水、冷卻水的進(jìn)出口水溫進(jìn)行檢測，并根據(jù)實(shí)際的溫差值控制智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)調(diào)整冷凍泵、冷卻泵的工作狀態(tài)（主要是轉(zhuǎn)速），使系統(tǒng)冷凍水流量跟隨負(fù)荷的變化而同步變化，從而在確保中央空調(diào)系統(tǒng)能夠滿足人體對舒適度的要求的前提下，保證空調(diào)系統(tǒng)的能效率總是處在最優(yōu)化的節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)，以此大幅度的降低系統(tǒng)能源消耗。
 
       綜上所述，智能精密節(jié)能控制系統(tǒng)在中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水泵和冷凍水泵的溫差時，就可降低電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而較大幅度減小電動機(jī)的運(yùn)行功率，便可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
 
8. 中央空調(diào)節(jié)能改造后的效果
中央空調(diào)主機(jī)
       通過對中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的控制，優(yōu)化空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行環(huán)境，使空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行在設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)工況下，從而保證空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗比（COP）值最大，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)節(jié)能10~30%。

 
中央空調(diào)輔機(jī)
       采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、和現(xiàn)代化控制技術(shù)（模糊控制技術(shù)和變頻技術(shù)），即時控制中央空調(diào)水系統(tǒng)的流量和冷卻塔風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，使輔機(jī)系統(tǒng)（冷凍泵、冷卻泵及冷卻塔等子系統(tǒng)）跟隨負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)，達(dá)到輔機(jī)系統(tǒng)節(jié)能60~80%。