中央空调节能及自控系统设计 赵文成编著 2018年版_中央空调节能及自控系统设计pdf_1

中央空调节能及自控系统设计 赵文成编著 2018年版_中央空调节能及自控系统设计pdf

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1.中央空调系统设计方案

2.中央空调节能改造方案

3.公共建筑空调节能设计的探讨？

4.跪求<中央空调系统制冷机组变频调速节能改造>毕业论文

5.中央空调水系统节能控制装置技术规范的能耗数据记录及节能计算方法

中央空调系统设计方案

       办公楼小型中央空调设计方案 2008-7-21　　大 中 小打印　一、工程概述　　本工程为威帆科技公司办公室中央空调系统。该办公室总建筑面积约为306m2，空调使用面积约为285m2.为了营造一个舒适、温馨、高质量、高品质、高品位的工作空间，给该建筑选择一套最实用、最完善、能将空气　　气品质处理到最佳状态，使处于其中的人有身处大自然之清新感觉的空调系统，本着严谨、认真、诚恳的专业态度，根据建筑的使用情况，综合考虑业主的需要，参照业主的具体要求，依据国家暖通设计规范，进行了如下环保性、舒适性、实用性空调系统设计。　　二、设计说明　　1.设计原则：　　我们主要依据国家规范、行业标准、品牌品质、舒适环保、经济实用、高效可靠、豪华美观、操作简便、维护便利的原则，提供本空调方案。　　2.设计依据：　　（1）《户用和类似用途冷水热泵机组》国家标准（GB/T18430.2-200119－87）　　（2）《采暖通风与空气调节设计手册》（GB19－87）　　（3）《家用中央空调实用技术手册》（交通出版社）　　（4） 空气调节的四度：温度、湿度、洁净度和风速　　3.设计参数：　　（1）室外气象参数：　　冬季： 采暖（干球）温度 -5℃　　通风（干球）温度 -1℃　　空调（干球）温度 -7℃　　室外计算相对湿度 60%　　平均风速 3.4m/s　　最多风向及其频率 N 11%　　极端最低温度 -17.9℃　　夏季：　　通风（干球）温度 32℃　　空调（干球）温度 35.6℃　　室外计算相对湿度 76%　　平均风速 2.6m/s　　最多风向及其频率 S 11%　　极端最高温度 43℃　　（2）空调室内设计参数　　三、空调方案选择　　1.空调系统的选择：　　1）家用中央家调系统的分类及比较选择　　a）风管机　　机组新风供给和冬季加湿较容易实现，初投资小，但室内机和风管占用一定的空间，对层高也有要求，且为一开全开式，各空调房间不能单独控制温度。　　b）水冷机　　各空调房间能够单独控制，运行费用低，不占用空间，各房间能单独控制，合适性较高，室内噪声低；但水系统较杂，初投资中等；　　c）VRV空调机组　　运行费用小，占用空间小，室内噪声低，但安装要求高，需专业安装，若发生制冷剂渗漏，检漏较困难，且渗漏到相当浓度，会对人体造成危害。　　分析该办公室平面图，单独控制的区域较多，再经过以上比较选择，选用风冷热泵机组加风机盘管为最佳选择。　　2）为了保证向用户提供一个安全、舒适、高效、和谐的工作环境，家用中央空调应满足以下技术要求：　　a）冬夏能兼顾使用，冬季能制热，夏季能制冷；　　b）健康卫生、舒适性要好；　　c）效率高、节能效果好；　　d）自动控制要求高，操作要简捷；　　e）安全性要好，发生事故的破坏性要小　　f）安装、维护要方便；　　g）使用寿命长　　h）环境保护　　综合考虑以上要求，选用开利“雅居易”风冷热泵机组，该机组具体相应的特点为：　　a）该机组是为寒冷地区度身定制热量差额管理功能的“全天候”风冷热泵机组，运行范围为-10℃至+46℃；板式蒸发器及内置水力模块均配有防冻电加热器，可有效保护机组在低达-10℃的气温条件下水路不发生冻结。　　b）机组本身为水系统，在创造舒适环境的同时，由于机组为非变频空调，没有电磁辐射，不会干扰家用电器的使用，更不会对用户的身体造成损伤；　　c）机组充分利用HFC-407C非共沸特性的逆流式钎焊板式换热器等，效率高，实现全年候的能量节省；　　d）采用专为小型风冷热泵机组优化设计的PRO-DIGLOY微电脑控制系统，用户界面友好，将简单快捷的操作与先进复杂的中央空调控制理念完美结合；　　e）独特的制冷回路设计：只有一只膨胀阀，采用焊接联接，消除传统设计中各种潜在泄漏点，确保机组使用寿命内不用补充价格不菲的制冷剂；　　f）一体化的水系统能快速地安装，包括了所有系统必要水力组件：可拆卸的视镜　　过滤器、高扬程的水泵、膨胀水箱、流量开关、安全阀、压力表、放气阀，以及用于　　整定水流量的节流阀等。真正做到安装简便，轻松搞定。　　g）机身外壳及热交换翅片都经过防腐蚀处理，特别适用于沿海及工业城市等空气湿度高、含盐高的地区，有效运行寿命更是高达15年。　　h）采用环保制冷剂HFC-407C，不会对臭氧层造成破坏。开利对该冷媒进行了多年的测试，其具有和R-22同样的安全及可靠性，结合独到的制冷剂环路设计，其性能还可优于使用R-22的机组。　　2.风机盘管的选型：注：1. 该建筑位于中部地区，故选用中央空调风冷热泵机组，电辅加热器为可选配件，若选用可以更好的达到制热效果，若不选用也可达到较好的制热效果；　　2. 空调使用面积为285㎡，家用中　　热泵机组，电辅加热器为可选配件，若选用可以更好的达到制热效果，若不选用也可达到较好的制热效果；　　2. 空调使用面积为285㎡，家用中央空调机组30RH033标准规定空调使用面积为270-340㎡，故选用两台300RH033能符合家用中央空调机组的选型要求；　　3. 未端设备以配置42CM10-13台为标准，目前配置10台，本工程选用一个电磁阀安装在不经常使用且风机盘管规格大的会议室。　　四、空调系统优点　　1、每个空调场所的送回风系统形成一个空气循环，气流组织好，室内温度分布均匀；利用高质量开关，房间温度控制精确，可以满足不同场所的各种空调要求；　　2、该空调系统采用水系统，送回风温差小，避免了夏季直接蒸发式空调的“强冷风感”及冬季集中供暖的“燥热感”；　　3、系统室内机暗装于吊顶内，免去了擦洗及维护的麻烦，有效的回风过滤系统延长了空调的寿命，也减少了后期的维护维修费用；而普通空调裸露于空调场所，灰尘等的不断污染，使空调外观发黄，并很大成度地缩短了空调的使用寿命。一般情况下，普通空调的使用寿命在5-8年，中央空调的使用寿命在15-20年。

中央空调节能改造方案

        暖通空调系统节能设计分析

       　在暖通空调设计中应注意改善围护结构的热工性能和热设备的保温性能;空调系统方案要节约能源,充分回收能量,并尽可能利用天然能源,同时采取自控节能等有效途径，在设计上合理选择采暖、通风与空调相结合的节能系统,以有效降低建筑物的冷热损失。那么，下面是我为大家提供暖通空调系统节能设计分析，欢迎大家阅读浏览。

       

        1.概述

       　随着我国城市化的飞速发展和人们生活水平的提高,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到 40%,我国长期以来,由于过分强调建筑造价、个体利益,加之没有建筑节能方面的标准规范可供依据,导致重复建设、质量结症问题的存在,致使能源浪费情况严重。建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗,为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度,现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求,而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送管道散热引起的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。就我国暖通空调系统节能的有效对策谈几点看法。

        2.暖通空调系统节能的设计思路

       　2.1 方案设计

       　现在非常流行的空调设计方案是: 在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统。为了平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式供冷。冷辐射吊顶应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证室内空气品质，又保证良好的室内热环境。而采用空调去湿方案，首先可以保证室内空气品质: 其次保证了绿色建筑中室内湿度可控制在 60%以下的要求。

       　2.2 具备良好的通风系统

       　绿色建筑应该具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，但某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气污染，所以新风在室内的流动对健康是必不可少的。

       　2.3 蒸发冷却技术

       　蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术，包括间接蒸发冷却( IEC) 和直接蒸发冷却( DEC) 。该系统采用水作为制冷剂，实现空调运行对环境无污染: 另外，蒸发冷却系统的. COP值比机械制冷大得多，且它的制冷不消耗压缩功，是一种节能环保型绿色空调技术。

       　2.4 地源热泵空调系统

       　地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜、稳定，蓄热性能好且到处都有。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的 COP 值可达 4. 0 以上。对于采用深井回灌方式的水源热泵，由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式。因此不使用任何水资源，也不会污染地下水源。

        3.暖通空调领域节能的途径与方法

       　3.1 改善建筑围护结构的保温性能,减少冷热损失

       　对于暖通空调系统而言,围护结构的保温性能决定其传热系数的大小,亦即决定围护结构冷、热负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高围护结构的保温隔热性能。适当增加墙体、屋顶的保温性能,可以减少通过这些围护结构产生的冷、热负荷。例如:采用新型节能墙体)))小型混凝土空心砌块做墙体可有效减轻建筑物的负荷,其墙体传热系数K=0.54 W/m2,比传统黏土实心砖墙节能一倍以上。根据权威部门对住宅围护结构的热工测试结果证明,住宅内热量损失有40%~50%是由于门窗的冷风渗透和外门的冷风侵入,所以应尽量采用密封性好、保温节能的新型塑钢门窗。

       　3.2 空调新风量影响空调系统能耗

       　空调新风问题是影响空调是否节能的一个重要方面,新风量过多会增加其负荷,进而增加电耗,处理的新风量过少则会影响空调环境的质量,因此针对具体的空调环境做好送风温度和新风比例的调整非常有利于节能。比如,对于夏季需供冷、冬季需供热的空调房间,室外新风量愈大,系统能耗愈大,在这种情况下,室外新风应控制到卫生要求的最小值。而在过渡季节,空调室内一般不需供冷或供热,可全部采用新风,这种方法是空调系统最有效的节能措施之一。

       　3.3 空调方式影响空调系统能耗

       　选择合适的空调方式是空调节能的一个重要方面。近几年来,变频空调因其具有节能和提供舒适内环境的显著特点而得到飞速发展,到目前为止,日本变频空调器占其住房空调器市场销售份额的80%以上。根据日本JRA404标准,变频空调器季节能效比远高于定频空调器,在冷负荷相当的情况下使用变频空调器消耗的功率仅为定频空调器的66%,即省电34%。因此,变频空调应是空调发展的一个趋势,使空调尽可能达到节能要求。在中央空调系统中,我们应采用变频技术,其主要有两种形式:用变速泵和变速风机替代调节阀,减少系统内部消耗,提高整机效率,或者采用变流量技术,根据空调负荷改变水流量或风流量,从而达到节能效果。

       　3.4采用新型节能方式

       　影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合，空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我们采用传统的空调方式,把整个室内的空气加热,通过空气实现人体与环境的热湿交换,就需要较高的空气温度,此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果,改变传统的空调方式,增加辐射热,此时所需要的空气温度显著下降,一般可达到14℃,而传统空调方式一般在 20℃,显然后者比前者具有显著的节能效果。

       　3.5 冷热回收利用的研究运用,实现能源最大限度的利用

       　目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃发展,如空调系统排风的全热回收器,夏季利用冷凝热的卫生热水供应等,都是对系统冷热的回收利用,显著提高了空调系统能源利用率。从节能考虑,将系统中需排掉的余热移向需要热的地方是节能的一种趋势。全热交换器的热传递效率现可达到75%~80%。还有一些常用热回收装置,如热管换热器、板式换热器、热回收环路等。相对来说,热泵系统回收方式更普遍,热泵可以回收100e~120e以下的废热,可利用自然环境(如空气和水)和低温热源(如地下热水、低温太阳热和余热)来节约大量供热燃料,是一种新型的高效利用低温能源的节能技术。如果热泵与直接接触式热回收设备联合使用,其热回收效率比单一设备要高得多。

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公共建筑空调节能设计的探讨？

       1、变频节电原理

       由流体传输设备(水泵、风机)的工作原理可知：水泵、风机的流量(风量)与其转速成正比;水泵、风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比;而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比(即与电源频率的三次方成正比)。变频器节能的效果是十分显著的，这种节能回报是看得见的。特别是调节范围大、启动电流大的系统及设备，通过图2

       可以直观地看出在流量变化时只要对转速(频率)稍作改变就会使水泵轴功率有更大程度上的改变，此特点使得使用变频器进行调速成为一种趋势，而且不断深入并应用于各行各业的调速领域。

       根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的输出功率。

       2、系统电路设计和控制方式

       根据中央空调系统冷却水系统的一般装机形式，建议在冷却水系统和冷冻水系统各装两套传动之星SD-YP

       系列一体化变频调速控制柜，其中冷却变频调速控制柜供两台冷却水泵切换(循环)使用，冷冻变频调速控制柜供两台冷冻水泵切换(循环)使用。变频节能调速系统是在保留原工频系统的基础上改装的，变频节能系统的联动控制功能与原工频系统的联动控制功能相同，变频节能系统与原工频系统之间设置了联锁保护，以确保系统工作安全。利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，为达到节能的目的提供了可靠的技术条件。

       3、系统主电路的控制设计

       根据具体情况，同时考虑到成本控制，尽可能地利用原有的电器设备。冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的运行方式，因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致，切换频率不高，所以冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备，通过接触器、启停按钮、转换开关进行电气和机械互锁。确保每台水泵只能由一台变频器拖动，避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事故;并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵，以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载。

       4、系统功能控制方式

       上位机监控系统主要通过人机界面完成对工艺参数的检测，各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务;下位机PLC主要完成数据采集，现场设备的控制及联锁等功能。具体工作过程中，开机时，开启冷水及冷却水泵，由PLC控制冷水及冷却水泵的启停，由控制冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号，开启制冷机，由变频器、温度传感器、温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作流量，同时PLC控制冷却塔根据温度传感

       器信号自动选择开启台数;当过滤网前后压差超出设定值时，PLC发出过滤堵塞报警信号;送风机转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后，用PID方式控制变频器，从而调节风机的转速，达到调节回风温度的目的。停机时，关闭制冷机，冷水及冷却水泵以及冷却塔延时15

        min 后自动关闭。保护时，由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护，压力偏低时自动开启补水泵补水。

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       公共建筑空调节能设计的探讨具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。

       随着我国人民生活水平的提高和产业结构的调整,建筑能耗的相对值和绝对值都将持续增长,我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4。而空调能耗一般要占到整个建筑能耗的40%以上,因此降低空调系统能耗对降低建筑物能耗,节能减排有重要意义。2005年7月1日起实施的(GB50189-2005)《公共建筑节能设计标准》为公共建筑的建筑热工设计和供暖、通风和空调设计等提出了设计原则。从制冷空调行业产业链现状来看,可以分为设计、制造、安装、运行。设计是行业的龙头,也是行业的源头。空调节能,设计先行,设计师的设计对空调制冷系统的节能起着至关重要的作用,因为设计师决定制冷空调系统容量的大小,即使制造厂家制造出最精良的设备,最节能的设备,没有设计师的正确设计,也难以实现节能减排的要求。1 选择高效节能设备,合理配置设备,实现节能对于中央空调系统的设计来说,首先应选择高效节能的中央空调设备。中央空调设备一般包括:空调冷热源设备,空调机组、水泵、风机、风机盘管等末端设备。空调设备中冷热源设备能耗约占空调总能耗的一半,是中央空调节能的主要部分。选用冷水机组时要严格执行蒸汽压缩循环冷水机组(GB/T18430-1-2007)标准,中小型公共建筑可以选用空气源热泵机组作为冷热源,因为不需要设置室内机房,安装方便,管理维护简单。但对于大型公共建筑,由于空气源热泵机组的性能参数较水冷型机组低很多,单台机组的容量不大,台数过多难以布置在屋面上,因此应选用螺杆或离心式水冷冷水机组。中央空调末端设计中一定应选用盘管重量轻、单位风机功率供冷或者供热量大的机组。空调机组应该选用风机风量、风压匹配合理,漏风量少,空气输送系数大的机组。2 利用能量回收系统实现节能空调系统可通过回收排风中的冷(热)量处理新风,用冷凝器的放热加热生活用水达到节能的目的。2.1 排风冷(热)量回收在建筑物的空调负荷中,新风负荷所占比例比较大,一般占空调总负荷的20%~30%。空调运行时要排走室内部分空气,必然会带走部分能量,同时又要投入能量对新风进行处理,如果在系统中安装能量回收装置,利用全热交换器或显热交换器回收排风中的能量,用排风中的能量来处理新风,就可减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,提高空调系统经济性。2.2 冷凝器热量回收空调冷凝热是空调系统制冷量与制冷机输入功率之和,冷凝热一般为制冷量的1-15~1-3倍左右(吸收式可达2-2倍),可见制冷机冷凝热是相当大的。通常情况下,空调冷凝热是通过冷却水系统排入大气,将如此大量的冷凝热直接排到室外的大气中,直接加剧了室外大气的热污染,加剧了城市的热岛效应。如果使用冷凝热回收技术,将这些热能回收,用于生活热水或作为辅助加热热源,既可大大降低整个暖通系统的运行费用,又可以减少向大气中排放的废热,减轻大气污染,改善生态环境。冷凝器的放热量与空调负荷的变化同步,而与热水用量可能不一致。机组的正常运行要求冷凝热、冷却水量、热水用量平衡,常与现实不一致,这在系统设计时应加以考虑,可采用蓄热装置来进行调配,如图1所示。根据热用户的要求,对来自蓄热水池的热水可再加热。该系统的工况转换控制主要根据蓄热水池的热水温度信号,当热水温度高于某设定值时冷却塔开始运行。3 应用热泵技术实现节能热泵是一种高效节能、环保无污染、性能可靠的绿色环保冷暖空调。可以冬季制热、夏季制冷以及供生活热水,热泵系统设计简单,运行可靠,自控精度高,节能效果显著。热泵的种类很多,包括空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵、水环热泵、燃气热泵、蓄热式热泵和高温相变式热泵等。热泵技术发展很快,在国外广泛应用,在我国也有许多设计和运行良好的实例。有研究对北京、宁波及广州的三座地源热泵示范工程情况进行了各个方面的论述,并指出:热泵技术的投资费用比传统的中央空调的投资费用略低,但是运行费用远低于传统的中央空调。建设热泵技术工程需要在经济技术分析的层面上,就初投资、采暖制冷效果、技术稳定性、运行费用、节能效果以及环保等方面进行详细的、科学的论证,进而提出合理的方案进行建设。4 合理降低室内温度标准实现节能从节能角度出发来确定室内温、湿度标准是节能的重要因素。空调系统耗能大小除与当地室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有直接关系外,室内设计温、湿度标准也是直接影响冷负荷大小的重要因素。从外围护结构的传热计算公式可看出:在原室内设计温度时外围护结构的传热量为Q1=FKΔt1,若改变室内设计温度后,外围结构的传热量为Q1=FKΔt2,将以上两个情况进行比较,则Q2∶Q1=Δt2∶Δt1,得Q2=(Δt2/Δt1)Q1。如哈尔滨地区夏季空调室外计算温度为30-3℃,假设室内温度从25℃提高到26℃,则Δt1=30-3-25=5-3℃,Δt2=30-3-26=4-3℃,所以Q2=(Δt2/Δt1)Q1=（4.3/5-3）Q1=0-811Q1,也就是室内设计温度提高1℃,则通过外围结构的传热量可减少18-9%。由此看出,夏季室内温度越高,冷负荷就越低,系统设备耗能也就越小。在保证人体健康与舒适性的前提下,夏季室温每升高1℃,节省的冷负荷是很可观的。因此,从节能角度考虑,当前总趋势是各国都在修订过去偏高的室内温湿度标准。美国国家标准局认为把夏季设定温度从24℃改为26-7℃,约可节约能量15%,冬季设定温度从24-4~26-7℃,改为21~22℃,约可节能18%。可见,为降低能耗,在满足生产要求和人体健康的情况下,空调房间室内温度,夏季应尽可能提高,冬季应尽可能降低。5 加强管理力度,减少能源浪费日常管理是建筑节能是否实际有效的关键。一个设计得再好的节能系统,如果管理不善,也达不到节能的目的。5.1 提高操作管理人员素质在中央空调能耗中,有很大一部分是由于管理不善而引起的,各项调节和节能措施的实施,也与操作人员的技术素质直接相关,所以应加强对中央空调操作人员的培训,提高管理人员素质,实行中央空调操作人员操作证制度,使其具备必要的制冷空调知识,懂得根据室外参数的变化来进行调节,以及怎样调节才会节能。5.2 制定并执行合理的空调运行管理制度日常运行中杜绝跑、冒、滴、漏现象,经常清洗过滤设备,保证冷冻水、冷却水水质,以免空调设备产生污垢、锈蚀、锈渣和生物污泥,使管道流动阻力加大而流量减小,甚至管道堵塞,导致制冷量下降,从而浪费电能。根据理论计算,冷疑器的污垢每增加0-1mm,热交换效率就降低30%,耗电量则增加5%~8%。对设计考虑的过渡季全新风运行和间歇供冷、供热等节能措施,是否正确进行,真正把能耗节省下来。6 结语节能己成为空调设计的基本课题和方向之一。空调系统的设计、施工及管理人员在工程实践中应提高节能意识,将各种节能措施合理运用,综合分析各种影响因素,选择经济合理的节能方案。

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中央空调水系统节能控制装置技术规范的能耗数据记录及节能计算方法

       摘要：SXZ8—2040HM2中央空调是某制衣厂的空气调节设备。它制冷量是根据炎热的夏季、最大人流量来设计的，配套的冷冻、冷却水泵电机也一样。众所周知，中国的气候四季分明，就广东省而言，算下来较热的天气四个月左右，其余八个月相对温度偏低，加上白天和晚上温度上的差别。（制衣厂有夜班）对中央空调来说，制冷量会有些富余，造成室内温度不平稳。而水泵又属于二次方律负载，工频全压运行时功率因素和效率均很低。加上电机的配置偏大，造成极大的能源的浪费。另一方面因水泵采用Y—△启动，工频全压运行，造成机械磨损大。停机时产生回水水锤，造成对止水阀和水泵冲击时的磨损和损坏等缺陷。如果把冷冻泵、冷却泵改为变频调速，用温差配置PID闭环控制。可以降低水泵的转速，提高启动性能，简化电路、及惯性停机。上述改良是可以降低机械磨损率和电器故障率，消除水锤现象，更重要的是可以节约能源。而当今世界能源日趋紧张，故对中央空调的节能改造有着重要的现实意义和深远的历史意义。

       关键词：中央空调、变频调速、温差控制、PID、节能。论文内容：（一） 中央空调系统的基本构成中央空调系统由三大部分组成，制冷系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统。1、制冷系统 （冷冻机组）冷冻机组是中央空调的心脏，制冷的源头，它由压缩机、冷凝器等组成。其功能是将通往各用户的循环回水，由冷冻机组进行“内部热交换”降温为7—10℃的冷冻水。型号是：SXZ8—2040HM2，中文的全称是：《蒸气双效型溴化锂吸收式冷冻机组》制冷量为2040KW，冷水流量为350立方米/小时。2、冷却水循环系统它是由冷却泵、冷却水塔、冷却风机和管道组成。其作用是利用冷却泵加压，将冷却水送到冷冻机组里不断循环，带走冷冻机（机械运动及内部热交换产生的热量）组释放的热量。3、冷冻水循环系统由冷冻泵、管道、风箱及风机组成，从冷冻机组“冷冻”的冷冻水，由冷冻泵加压，输送到各用户风箱，用风机将风箱里蒸发器蒸发的冷空气带走各房间的热量。 （二）、温度控制 用热电阻和热电偶配合温度控制保护电路，触摸屏显示观察。（三） 拖动系统1、 冷冻机组拖动系统：压缩机及机组、配电量为6。25KW，其中有配电量共为5。5KW电泵二台，压缩机由热蒸气动力拖动。2、 冷却泵拖动系统：二台55KW的水泵电机，Y—△启动一用一备。3、 冷冻泵拖动系统：二台55KW的水泵电机，Y—△启动一用一备。4、 风机拖动系统：一台22KW的水冷却风机，若干台4KW的风机。（四） 系统改造的基本考虑1、要达到节能目的水泵是二次方律负载，通俗的讲就是弹性负载，收缩性较强，具有十分可观的节能潜力。水泵阻转矩是与转速的二次方成正比，故低速时阻转矩比额定转矩小得多。在工频额定电压下运行时，水泵的有效转矩和负载转矩相差甚多，这是水泵类负载的机械特性，像是大马拉小车，功力因素、效率均很低。A是水泵负载在工频额定电压下运行的机械特性曲线，当负载转矩等于电动机的额定转矩TLN时，额定工作点为N点,转速为nN当负载转矩减轻为TLQ时，工作点移到Q点，转速升高为nq。如上所述，这时的功率因数和效率均很低。

       B变频降压运行A额定电压下运行 变频调速则可以根据U/F的比率来调整电机转速和有效转矩，降低电机承受的电压和频率，使电机的有效转矩和负载转矩接近，图4—2 B是降压后水泵的机械特性曲线。电动机的有效转矩为TME和负载转矩TLQ十分接近。则功率因素和效率处于最佳状态，减小了电流，同时电压也下降了。我们知道： P=UICOS￠根据这公式推导，由于输出电压、电流下降了，输出功率自然也下降了，达到了节能的目的。2、变频调速系统方案前面讲过，中央空调系统外部热交换是由两个循环系统来完成，冷却水循环系统、冷冻水循环系统。我们知道水泵电机的转速与循环水的速度成正比，而整个中

       电机水泵冷却泵循环系统 变频器 - + 电源给定 温差变送器 温度传感器 央空调系统热交换的速度与循环水的速度也成正比，如果根据回水和进水的温度来控制循环水流动的速度，从而控制了热交换的速度。根据这一原理冷却泵、冷冻泵可以以温度为依据，用变频内置PID智能调速来控制电机的转速。是比较合理的控制方式。温度高说明空调系统要求释放的热量增大，应提高水泵电机的转速，反之，可以降低转速，节约能源。（五）系统的具体改造方案1、冷冻水循环系统控制冷冻水的出水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，是比较稳定的。因此，单是回水温度的高低就足以反映房间内的温度，所以，冷冻泵的变频调速系统，可以根据回水温度来控制，回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度。反之，回水温度低，说明房间温度低，可以降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度。2、冷却水循环系统控制由于冷却塔的水温是随环境温度变化的，其单侧不能准确的反应冷冻机组内部产生热量的多少。所以冷却泵的速度应以回水和进水的温度作为依据，来实现回水和进水恒温差控制，使电机的变频调速合理化。温差大说明冷冻机组产生的热量大，内部热交换的速度要加快，应提高冷却泵的转度，以增大冷却水的循环速度。温差小，说明冻机组产生热量小，可以降低冻却泵的转速，以减小冷却水的循环速度。 3、恒温（度）差控制冷冻水循环系统，单是回水的温度足以反应外部热交换的速度。可用Pt100铂电阻和E系列温控器配合使用，通过热电阻和温控器把回水温度转换成电信号，输出电流为4—20mA，作为变频器的反馈信号，和给定信进行比较。而冷却水循环系统，水塔的水温是随环境温度变化而变化的。单侧不能反应热交换的速度，必须要以回水和进水的温度作为依据。可以用Pt100铂电阻二个温差变送器配合使用，通过热电阻和温差控制器将回水和进水的温差转换成电信号。输出电流为4—20mA，作为变频器的反馈信号，和给定信号进行比较。决定水泵的转度。（六）变频器参数设置及系统控制原理1、时代变频器（TVF2455）的相关参数设定9952=1 数据初始化9906=2 PID应用宏，该应用宏为闭环控制系统设计，适用于压力、温度、流量等控制。 PID应用宏有如下内容 输入信号 输出信号 输入U/I选择启动/停止（DI1 D15） 模拟输出变量 频率 模拟给定 （AI1） 频率输出变量 频率 AI1 0—10V实际值 （AI2） AI2 0—10V控制方式 （DI2） 继电器输出1 故障输出 或4—20MA允许运行 （DI6） 继电器输出2 匀速运行1001=1 1=（DI1）启动/停止1002=2 2=（DI2）得电启动（PID）1003=1 电机方向选择 1=正方向1103=1 外部给定1选择 1=AI1 由模拟输

       入AI1给定1201=4 4=DI3 多速输出 1205=50 多速4的给定 对应DI3 单位 HZ1401=4 4=故障吸合 继电器输出1的变量2102=1 停止功能 1=惯性停车2008=50 最大频率 单位 HZ2007=28 最小频率 单位 HZ4405=1 偏差值取反 1=取反2202=8 加速时间 单位 S2602=2 U/F比率 2=平方型 通常用于平方负载转矩的应用中，例如水泵和风机。2、控制原理图说明AI1 REF AGND RP—0-10V模拟给定电压。AI2 AGND—反馈信号（4-20MA）。 DI6—允许运行。 DI1—启动 。 DI2 —手动/自动（闭合PID控制）。 DI3—恒速运行。KM继电器—故障吸合。当刚启动水泵时，因冷却水的进水口和回水口温度相等，热电阻Rt1和Rt2无温差。温差变送器只有微小输出，变频器置于手动位置，这时KI1 KI4 KI6闭合变频器恒速运行。20分钟后，冷却水管的进水口和出水口温度有了差值，温差变送器根据温差值输出4—20mA的偏差信号，作为变频器的反馈信号。KI4断开、KI2 闭合，变频器进入自动PID闭环控制环节，模拟给定电压和反馈信号比较，得出偏差值在内部进行比例、积分、运算后，输出一个模拟给定频率信号，去控制冷却泵电机的频率，从而控制了电机的速度。温差大时，说明冷冻机组内部“热交换加快”，电机转速加快，温差小时，冷冻机内部“热交换减慢”电机转速可以减慢。另一方面，由于变频器设置2602=2，可以充分利用变频器调压、调频的突出特性。使U/F比率处于最佳状态，这时有效转矩和负载转矩十分接近，达到节能的目的。（七）改为变频调速运行效果通过近一年的运行，用户反应半年就收回了成本，如果以平均节能30℅算，功率110KW，每小时节能至少30度，达到预期的效果。具体有如下几点：1、通过观察冷却泵转速下降为，最大频率是：42HZ，最小频率是：28HZ。节能35℅左右。冷冻泵转速下降为，最大频率是：46HZ 最小频率是：35HZ。节能25℅左右。2、以每天16小时计算一年可以节能：172800度电。3、简化了控制电路，电气故障率减少了。4、控制温度效果较好，房间内温度比较平稳。5、电机转速下降了，机械磨损明显减小。实施了惯性停机，消除了水锤现象。

        在进行节能测试时，如果空调系统定流量和变流量运行时间完全相同，可按表A.1的格式对各自的能耗数据进行记录，按表A.2进行数据汇总和计算，得出使用节能控制装置后中央空调系统的节能率。

       A.3.2.1 表A.1中“实际能耗”，即为该设备的电度表“终止读数”与“起始读数”之差再乘电流互感器变比k之积。

       A.3.2.2 表A.2中“总能耗”，为表A.1中相应运行方式下记录的能耗的总和，按主机、辅机和空调系统（包括主机和辅机）分类求和。

       A.3.2.3 按表A.2中的节能计算方法，分别计算出主机节能率r主机、辅机节能率r辅机 和系统综合节能率r综合。 在进行节能率测试时，可能会因为一些不确定的因素导致空调系统定流量和变流量运行时间不完全相同，对于这种情况，则可按表A.3的格式对各自的能耗数据进行记录，按表A.4进行数据汇总和计算，得出使用节能控制装置后中央空调系统的节能率。

       A.3.3.1 表A.3中“实际能耗”，即为该设备的电度表“终止读数”与“起始读数”之差再乘电流互感器变比k 之积。

       A.3.3.2 表A.3中“运行时间”，为各运行设备的当天运行时间。

       A.3.3.3 表A.4中“总能耗”，为表A.3中相应运行方式下记录的“实际能耗”的总和，分别按主机、辅机、空调系数（包括主机和辅机）分类求和。

       A.3.3.4 表A.4中“总运行时间”，为表A.3中相应运行方式下记录的“运行时间”的总和，分别按主机、辅机、空调系数分类求和。

       A.3.3.5 按表A.4中的节能计算方法，分别计算出主机节能率r主机、辅机节能率r辅机和系统综合节能率r综合。

       好了，今天我们就此结束对“中央空调节能及自控系统设计 赵文成编著 2018年版”的讲解。希望您已经对这个主题有了更深入的认识和理解。如果您有任何问题或需要进一步的信息，请随时告诉我，我将竭诚为您服务。