浅述中央空调系统变频节能的设计方案

2018-02-16岳晓露

建筑与装饰 2018年1期

岳晓露

唐山昊宇建筑设计有限公司河北唐山 063020

1 中央空调系统概述

中央空调系统可以通过调节空气的冷热程度和湿度来决满足人们对于工作环境的舒适度要求，其工作效率高于其他能源设备。但是由于其电能消耗庞大，在电气设备中属于首当其冲的“用电大户”，其占用的电量是其他电器电能消耗的百分之五十，这就导致了其运行成本的增加[1]。

2 中央空调变频控制设计

2.1 主机制冷系统

在中央空调系统中，耗能最多、最核心并且最重要的部分就是主机的制冷系统。通过有关数据可知，整个空调系统耗能中，主机制冷循环系统的耗能程度达到了全部的60%，甚至更多。所以，降低主机制冷循环系统能耗，是降低中央空调能耗问题的关键。综上可知，需要从两个不同的方面考虑如何设计主机制冷系统的变频控制：首先第一，通过控制压缩机达到变频的目的。大多数人都知道，压缩机作为制冷系统的核心部分，它的功能特别的强大，不仅可以减少震动、降低温度、预防噪音，还能够有效的检测负载的变化，从而使启动的电流更低，同时确保软制动和软启动，使输出更加合理化。所以，压缩机的变频控制，是中央空调主机制冷系统设计过程中重点考虑的问题，应严格遵守要求，根据实际情况落实设计，从而提高设计的精确度。对于整个空调系统，减少能耗，跟踪分析机组的运行，对主机系统的运行有很大的帮助。目前，人们通过实验，用事实说明了压缩机变频控制设计中，低负荷运行时，节约了70%的能耗，甚至更多，而在高负荷的情况下，一年的节能效果竟然达到了30%以上。第二，在压缩机的连接方式上，应该选择最佳的方式。开始，提前让压缩机处于运行状态，同时用冷冻水降低压缩机的出口温度，确保在开机的时候，出口温度能够降到8℃以下；然后，在压缩机工作一个小时左右后，将一部分压缩机关掉，并且保证其他正在工作的压缩机依旧将制冷量保持在原来的状态，进行变频运行。最终，同样的时间下把冷冻水的出口温度掌控好，确保温度停留在10℃上下，这种做法，不仅能够达到正常的制冷效果，同时也节省了能耗。

2.2 送风系统

送风设备是送风系统变频控制设计中的关键。其中最常见的送风设备就是:盘管风机、变风量风机、新风风机和回风风机。第一，要想改变风机的转速，就要通过变频器来达到目的。风机的稳定运行，在系统的节能上起着非同寻常的作用。它不仅防止了冷冻水从棚顶处外流，而且使得系统的控制更加便捷。因此，它作为中央空调系统节能中十分重要的办法，为大多数的制造者所使用。第二，控制变频风机的方式有很多，其中最佳的方式就是恒温PID，它的优点就是所占用的空间比较小，有较高的舒适性要求，并且在实际使用的时候，要通过现实的情况进一步调试。第三，对于需要非工作日机组运行的情况，就要利用一些方法来控制送风系统，其中最常用并且最普遍的就是多段速变风量方法，这种方法最突出的一点就是使用了现有的经验计算了风量，因此，在系统工作过程中，通过控制吸风机转动速度的变化来配合相应风量的要求，可使能耗得到了很大程度的降低。

2.3 水循环系统

在变频设计中，水循环系统的变频控制设计是极为重要的一个环节。水循环系统通过变频调速的技术，使水循环系统的冷却水和冷冻水发生变化，从而令水循环系统能够借助水泵电机更好的工作和运行。必须注意的就是，在水循环系统的整个过程中，要把水泵电机的转速掌控好，这样才能确保能量的高效使用。在水循环系统的变频设计实施过程中，必须要结合实际，一切从实际出发。第一，关于冷冻水的循环系统。把控制水温和温差的温度传感器安装在制冷机组中的冷冻水回水管的上面。在现实使用的时候，要想形成一个非常好的闭环控制系统，可以跟PID调节器、变频器一起使用。确保电机转速和冷冻水的温差保持在一定的度数内，并确保冷冻水的释放能够有充裕的时间，在这段时间内还要实现水泵电机功耗的降低，这就要适当的变化冷冻水的出水量。除特殊情况外，室内温差较小，温度较低，并且室内的负荷量较低，在这种条件下，可以通过变频控制，下调变频来实现冷冻水泵转速的降低。相反的，室内温差较大，最后操作的过程也会相反。综上所述，冷冻水泵机组的转速不是一个一成不变的过程，这是因为热负载是不断变化的。在这种情况下，此系统中的任何一台电机都与其所规定的额定功率相同，但是有关的要求并没有做到，那么可以施行变频运行，利用系统将另一台电机驱动协同工作，保证中央空调系统的完好运行。第二，冷却水系统。关于水循环系统，冷却水系统的变频掌控方式和冷冻水循环系统相差无几，可以忽略不计，两水都把相关机组作为基础，利用冷却水的回水温度构建闭环系统，达到变频调节的效果。关于冷却水系统，温差小代表着机组的产热小，这个时候要将冷却泵降低，并且把频率下调，掌控好冷却水的循环速度，这样才能使能耗降低[2]。