中央空调系统的工作过程是一个不断地进行热交换的能量转换过程。在这里,冷冻水和冷却水循环系统是热量的主要传递者。因此,对冷冻水和冷却水循环系统的控制是中央空调控制系统的重要组成部分。通常中央空调容量是按*高环境温度、*大制冷面积、*大维护结构损失、*大流动损失等,选择制冷主机,并在此基础上留有20~50%的余量设计,而实际上一年四季中,水泵系统长期在固定的*大流量工作,由于季节、昼夜、制冷面积及其它能量损失变化大,空调实际的热负载在绝大部分时间内远比设计负载低。
其控制依据是通过将冷却泵的进水和回水将间的温差实现恒温温差控制。温差大,表明冷冻机组产生热量大,应提高转速,增大冷却水循环速度;温差小,说明冻机组产生热量小,可以降低泵速,减小冷却水循环速度,从而节约能源。
控制原理:
通常改变水泵流量的方法主要有两种:
1.电机转速恒定,调节阀门开度;
2.阀门开度恒定,调节电机转速。但是,当被控流量相同时,两种方法耗用的功率却相差很大。
(1)改变阀门开度调节流量时,由于转速不变,电机耗用功率近似于全功率。
(2)改变电机转速调节流量时,因流量Q与转速N成正比,所以Q=Kq.N,水泵属平方律负载,其阻转矩与转速平方N成正比,在运行时,电机负载功率P=T.N/9550,即P=PO(损耗)+ KP.Q。可见,如忽略损耗功率PO不计,则P与流量的立方N成正比。
(3)比较得出:采用方法1时,耗功为P1;采用方法2时,耗功为P2;显然,采用降低转速方法节能效果显著。
系统框图:
由于各种中央空调的功率及冷却泵的台数不尽相同,在插图只画出一拖一控制,其他可以根据实际情况作出相应的更改。
·VVVF:变频调速器
·RT1和RT2:分别是测量进水和回水温度的探头(传感元件)。
·TDC:温差/温度控制器,用于对RT1和RT2测得的温度信号进行转换、放大、求差及PID处理后得出变频器的频率给定信号。
运行效果:
与节能改造前的系统相比,具如下优点:
·节能30%左右
·水泵的机械磨损减小,控制效果好,房间的温度比较平衡。
通过联创中德电工中央空调节电器和专家智能控制系统就能实现自动调节水泵流量从而达到显著的节能效果,并使其运行可靠性,实时性大加强,操作员操作也更简洁、更明了、更科学。
本系统上位机采用联创中德电工自行开发的中央空调专空调专家智能系统软件作为人机界面。采用RS232/485通信口协议跟PLC进行通讯,实时监控运行工况,并设定了许多用户自定义功能,如:节电故障自动转市电、根据温差/压力自动起停备用泵等等。人机界面:友好、方便的操作界面让操作员操作更科学、更简洁、更明了;强大的数据库支持使得管理者可*简单、*方便地查阅操作记录,报警记录等等。
系统采用S7系统可编程逻辑控制器(PLC)做为主要控制单元,PLC采集到进出制冷主机各管路温度和压力信号,经过专家智能系统运算,运算结果进入PID处理器,实时对节电器/水泵进行控制,以达到生产工艺所需要求,保障了生产的稳定性和可靠性。
另外PLC向上位机(服务器)提供系统各个点的运行工况,以便于上位机对整个系统进行实时监控;同时接收上位机控制指令,及时调整运行工况。