中央空调系统冷却水和冷冻水循环系统节能改造

　　一、前言

　　在智能建筑中通常采用楼宇设备自控系统，对中央空调系统末端的新风机、回风机、变风量风机、风机盘管等装置进行状态监视和使用的"精细化"控制，以实现节能 的目的。它通过DDC（直接数字控制器）控制器，将检测的相关量值进行PID（比例、积分、微分）运算，实现对上述设备的PID控制，达到一定的节能效 果。这种对空调末端设备的控制可节能10%-15%,因为不能实现对空调制冷站及空调水系统的智能控制，因此，节能效果不显着。

　　利用变频器通过对中央空调的末端空调风机箱、冷冻水 / 冷却水水泵、冷却塔风机、甚至主机驱动电机转速等进行控制调节，从而使空调各子系统风量、水流量等负荷工况参数按负荷情况得到适时调节，不但能改善系统的调节品质，达到阀门、风门节 / 回流调节、变极调速等落后调节方式所不能相比的调节性能，改善空调的舒适性；还能节省大量电能。

　　二、中央空调系统的构成及工作原理

　　中央空调主机与一般空调一样，有四大部件，压缩机，冷凝器，节流装置，蒸发器，制冷剂依次在上述四大部件循环，压缩机出来的冷媒（制冷剂）高温高压的气体，流经冷凝器，降温降压，冷凝器通过冷却水系统将热量带到冷却塔排出，冷媒继续流动经过节流装置，成低温低压液体，流经蒸发器，吸热，再经压缩。在蒸发器的两端接有冷冻水循环系统，制冷剂在此次吸的热量将冷冻水温度降低，使低温的水流到用户端，再经过见机盘管进行热交换，将冷风吹出。

　　冷冻水循环系统：由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各房间内进行热交换，带走房间热量，使房间内的温度下降。从冷冻机组流出、进入房间的冷冻水简称为"出水":流经所有的房间后回到冷冻机组的冷冻水简称为"回水".

　　冷却水循环系统：由冷冻泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷冻机组进行热交换，使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔与大气进行热交换，然后在将降了温的冷却水，送回到冷却机组。如此不断循环，带走了冷冻机组释放的热量。

　　三、中央空调变频器节能改造

　　由于设计时，中央空调系统必须按天气热、负荷时设计，并且留10-20%设计余量，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。  水泵系统的流量与压差以前是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成中央空调末端达不到合理效果的情况。为解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。再因水泵采用的是Y-△起动方式，电机的起动电流平均为其额定电流的3~4倍，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械零件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。

　　1.冷冻系统的改造

　　冷冻系统进行恒温控制。以回水温度信号作为目标信号，使压差的目标值可以在一定范围内根据回水温度进行适当调整。就是说，当房间温度较低时，使压差的目标值适当下降一些，减小冷冻泵的平均转速，提高节能效果。这样一来，既考虑到了环境温度的因素，又改善了节能效果。具体方法是：在保证冷冻机组冷冻水流量所需前提下，确定一个冷冻泵变频器工作的工作频率，可将其设定为下限频率。水泵电机频率调节是通过安装在系统管道上温度传感器测回水温度。温控器将其与设定值进行比较。当冷冻回水温度大于设定值时，变频器输出上限频率，水泵电机高速运转；当冷冻回水温度小于设定温度时电机以设定的频率工作。

　　2.冷却系统的改造

　　冷却系统变频改造采用两个温度传感器检测冷却水的进水温度和回水温度，

　　当进水和回水温差大时， 冷却水泵及冷却风机加速运行， 使进水和回水温差保持在5℃左右； 当进水和回水温差偏小时， 降低冷却水泵和冷却风机的速度， 以达到节能的目的。

　　四、 结束语

　　中央空调是现代物业大厦，宾馆商场不可缺少的设施，它能给人们带来四季如春，温馨舒适的每一天，用交流变频调速器对中央空调系统的风机、水泵进行调速改造，不但操作方便、容易、维护量小，而且有显着的节电效果，采用温度湿度传感器，再配上调节器，与变频器构成闭环控制系统，就可以排除人工调节因素的不足，实现高度自动化调节，提高空调的质量和效果。