中央空调变频节能自控系统.doc

中央空调变频节能自控系统
中央空调变频节能自控系统项目特点如下：
1． 能使客户电机节能30-50%。为客户节约大量电费。
2． 投资/回收周期为一年左右。一年后节电50%左右。
3． 软启动，
4． 软停止，
5． 减少对电网、设备、电气及机械的冲击。
6． 只要中央空调客观存在节能空间，派尼尔技术就能最大限度节能。
7． 减少设备磨损15%以上，
8． 免设备维修维护。
9． 减少市电高峰造成停机故障 。
10． 客户享受最先进的技术，
11． 便于ISO90001认证。
12． 长期技术服务支持。
1． 概述
建筑物能耗描述:
大部份建筑物一年中，只有几十天时间，中央空调处于最大负荷。中央空调冷负荷，始终处于动态变化之中，如每天早晚，每季交替，每年轮回，环境及人文，实时影响中央空调冷负荷。一般，冷负荷在5~60%范围内波动，大多数建筑物每年至少70%是处于这种情况。而大多数中央空调，因系统设计多数以最大冷负荷为最大功率驱动。这样，造成实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾，实际造成巨大能源浪费，给公司造成巨额电费支出，增加经营者的成本，降低企业竞争力。
2． 中央空调变频节能分析
中央空调系统的构成
中央空调系统主要由以下几个部分组成： 
2.1． 冷水机组
这是中央空调的“制冷源”，“心藏”，通往各个房间循环水由冷水机组进行“内部交换”，降温为“冷却水”。
2.2． 冷却水塔
用于为冷水机组提供冷却水。
2.3． 外部热交换系统
由两个循环水系统组成
(1)冷冻水循环系统
由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷水机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在个房间内进行热交换，带走房间内热量，是房间内的温度下降。
(2)冷却水循环系统
由冷却泵及冷却水管道及冷却塔组成。冷水机组进行热交换，是水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，是冷却水温度升高。冷却泵将升了温冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再降了温的冷却水，送回到冷水机组。如此不断循环，带走冷水机组释放的热量。
4． 冷却风机
有两种情况：
(1) 室内风机。安装于所需要降温的房间内，
(2) 用于将由冷冻水冷却了的空气吹入房间，      
(3) 加速房间内的热交换。
(4) 冷却塔风机。用于降低冷却塔的水温，
(5) 加速将“回水”带回的热量散发到大气中去
中央空调系统的拖动 
1． 冷水机组拖动系统
2． 冷冻泵拖动系统。由若干台水泵组成。
3． 冷却泵拖动系统。由若干台水泵组成。 
4． 风机（包括室内风机和冷却塔风机）拖动系统。
拖动系统不能调速，故能耗大。
中央空调系统拖动节能经济指标分析。
1．对冷冻泵拖动系统，冷却泵拖动系统，风机（包括室内风机和冷却塔风机）拖动系统。节能35%~55%。最小节能35%，最大达55%。
2．对冷水机组拖动系统.节能20%-30%。最小节能20%，最大达30%。
对风机水泵类
根据流体力学原理，风量Q与转速n的一次方成正比，风压H与转速n的二次方成正比，轴功率与转速n的三次方成正比。即
Q=K1*n
H=K2*n2
Ps=K3*n3
当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。如所需风量的80%，则转速也下降为额定转速的80%，而轴功率降51。2%；当所需风量为而额定风量的50%时，而轴功率降12。5%。当然，转速降低时，效率也会有所下降，同时还应考虑控制装置的附加损耗等影响。即使如此，这种节电效果也非常可观。
通过实际证明，风机水泵类，节能40%-50%。
对离心式水冷机组
节能25%-35%.最小节能25%，.最大节能35%。 
离心式水冷机组拖动特点。
（1） 机械特性具有恒转矩性质，
（2） 故电机的轴功率PL与转速N成正比
（3） 大多数处于长时间连续运动状态，
（4） 但负载大小常有变动，
（5） 为连续变动负。 
（6） 飞轮力矩（GD2）大，
（7） 故要求有较大的启动转矩。
（8） 启动次数少，
（9） 对升降时间无要求。
（10） 大多数有自动卸载于装载装置，
（11） 在自动卸栽或装载时，
（12） 负载将突变。
离心式水冷机组调速的必要
1． 从节能的角度看。
由于压缩机不排除在满负载状态下长时间运行的可能性，所以只能按最大需求来决定电动机的容量，故设计裕量一般偏大。在实际运行中，轻载运行的时间所占的比例是非常高的。如采用变频调速，可大大提高轻载运行时的工作效率。因此，节能潜力是很大的。 有些调节方式（如调节阀门开度和改变叶片角度），即使再需求量较小的情况下，也不能减少电动机的运行效率。采用了变频调速后，但需求量较小时， 可降低电动机的转速， 减少电动机的运行功率，从而进一部实现节能。
2． 从运行质量的角度看。
单电机拖动系统大多数不能根据负载的轻重连续进行调节，不能保持压力，流量，温度等参数的稳定，从而大大提高压缩机的工作性能。
离心式水冷机组变频自动节能原理。
根据冷水机组冷负荷，PID调节冷水机组的转速达到节能的目的。
离心式水冷机组变频自动节能分析
在5%~60%冷负荷范围内，每年节约电费大于25%，、最大达35%。
大部分舒适性空调系统，一年大部分时间均在小于或等于建筑物设计负荷60%下运行，且大部分介于50~60%之间。
结合空压机特点，频率调节范围fmin=40hz,fmax=50hz.
控制点在最小40hz,.最大42hz,
ps正比频率的平方。节能范围30%~35%范围内。
某商业广场变频节能方案。
某商业广场中央空调系统主要设备
序号 名 称 功率 数量 运行情况 
1 冷却水泵 37KW 3 一台用，另二台切换 
2 冷冻水泵 30KW 3 一台用，另二台切换 
3 冷却塔 7.5KW 2 同时用 
4 冷水机组-开利19XL 400LT 2 一台用，另一台切换 
序号 名 称 功率 数量 每年满负荷最小能耗耗（度） 
1 冷却水泵 37KW 3 324，120 
2 冷冻水泵 30KW 3 262，800 
3 冷却塔 7.5KW 2 131，400 
4 冷水机组-开利19XL 400LT（275KW） 2 2,409,000 
总计：3127，320 度
某商业广场中央空调系统主要设备变频节能情况
序号 名 称 功率 数量 每年满负荷最小能耗（度） 
1 冷却水泵 37KW（60%） 3 194,472 
2 冷冻水泵 30KW（60%） 3 157,680 
3 冷却塔 7.5KW(60%) 2 78,840 
4 冷水机组-开利19XL 400LT（275KW）(70%) 2 1686,300 
预计最少节电：3127320度-2117292度=1010，028 度/年
序号 名 称 功率 数量 每年满负荷最小能耗（度） 
1 冷却水泵 37KW 3 95，000.00 
2 冷冻水泵 30KW 3 75，000.00 
3 冷却塔 7.5KW 2 27，440.00 
4 冷水机组-开利19XL 400LT（275KW） 2 825，000.00 
总计(人民币)：1049,880 
某商业广场中央空调系统节能主要设备详情 
序号 名 称 功率 主要设备 品牌 
1 冷却水泵 37KW 变频器柜，智能仪表，PLC，安装布线 德国 SIEMENS 
2 冷冻水泵 30KW 变频器柜，智能仪表，PLC，安装布线 德国 SIEMENS 
3 冷却塔水泵 7.5KW 变频器柜，智能仪表，PLC，安装布线 德国 SIEMENS 
4 冷水机组-开利19XL 275kw 变频器柜，智能仪表，PLC，安装布线 冷负荷传感器，变送器 
某商业广场中央空调系统节能主要设备直接投资回报率-回收周期详情
（按每度电费壹园）
序号 名 称 功率 投资周期 投资回报率 
1 冷却水泵 37KW 0.73 年 136.5% 
2 冷冻水泵 30KW 0.71 年 140.2% 
3 冷却塔水泵 7.5KW 0.99 年 99.4% 
4 冷水机组-开利19XL 275kw 0.87年