1．概述

大部份建筑物里的中央空調一年運行中只有幾十天處于最大負荷，而中央空調冷負荷始終處于動(dòng)態(tài)變化之中，如每天早晚，每季交替，每年輪回，環(huán)境及人文，實(shí)時(shí)影響中央空調負荷。一般，冷負荷在5～60%范圍內波動(dòng)，大多數建筑物里的中央空調每年至少70%是處于這種情況。而大多數中央空調，因系統設計多數以最大冷負荷為最大功率驅動(dòng)。這樣，造成實(shí)際需要冷負荷與最大功率輸出之間的矛盾，從而造成巨大能源浪費，給公司造成巨額電費支出，增加經(jīng)營(yíng)成本，降低企業(yè)利潤。

2．節能原理分析

中央空調制冷系統冷負荷的裝機容量一般均按滿(mǎn)足夏季最高環(huán)境溫度進(jìn)行設計。由于季節、晝夜及用戶(hù)負荷的變化，空調的實(shí)際使用熱負載遠比設計負載低，實(shí)際上出現最大設計冷負荷的時(shí)間，即滿(mǎn)負荷運行時(shí)間不多，更多時(shí)間是在低負荷下運行。中央空調冷水系統一般采用定流量運行方式，其結果是為滿(mǎn)足少量時(shí)間大冷負荷制冷要求，而使多數時(shí)間水量輸送運行在過(guò)剩狀態(tài)，即水系統運行在大流量小溫差狀態(tài)，造成非常大的電能浪費。中央空調系統的外部熱交換兩個(gè)循環(huán)系統來(lái)完成。循環(huán)水系統的回水與進(jìn)（出）水溫度之差，反映了需要進(jìn)行熱交換的熱量。因此，根據回水與進(jìn)水（出）水溫度之差來(lái)控制循環(huán)水的流動(dòng)速度，從而控制了進(jìn)行熱交換的速度，是比較合理的控制方法。中央空調恒溫差控制系統改造方案，就是采用最先進(jìn)的模糊控制理論及變頻技術(shù)，根據空調末端負荷的變化，自動(dòng)對冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機等設備進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化控制，使得系統流體流量跟隨負荷的變化而同步變化，確保在中央空調舒適性的前提下大幅度降低能源消耗。

3．系統組成

根據以上分析（以冷卻泵進(jìn)行分析說(shuō)明）：由于冷卻塔的水溫是隨環(huán)境溫度而變的，其單側水溫度不能準確地反映冷凍機組內產(chǎn)生熱量的多少。所以，對于冷卻泵，以進(jìn)水和回水之間的溫差作為控制依據，來(lái)實(shí)現進(jìn)水和回水的恒溫差控制。

●系統采用森蘭風(fēng)機水泵專(zhuān)用變頻器SB200系列，由于冷凍水泵功率為75kW，所以采用SB200-75KW進(jìn)行控制。另外，設計了工變頻轉換系統。當變頻器出現故障時(shí)，切換到工頻運行。這樣保證了系統的可靠運行。

●溫度采樣用鉑電阻Pt1和Pt2：分別是用來(lái)測量進(jìn)水和回水溫度的探頭。

●恒溫差控制器，用于對Pt₁和Pt₂測得的溫度信號進(jìn)行轉換、放大、求差，再進(jìn)行PID恒溫差運算處理后，得出0—10V模擬信號，輸出，作為變頻器的頻率給定信號。如下圖：

其工作過(guò)程為：先通過(guò)鉑電阻Pt₁和Pt₂探頭，檢測出冷卻泵的進(jìn)水和回水的溫度，再通過(guò)恒溫差控制器，將其轉換成模擬信號后，對兩者之間溫度差，作為控制依據，以設定的溫差，作為給定。最后將進(jìn)行PID恒溫差運算處理，最后得到0—10V的模擬信號，從而去控制變頻器，進(jìn)行頻率調節，達到調節水泵的轉速，以實(shí)現恒溫差控制的目的。當溫差大，表明冷凍機組產(chǎn)生熱量大，應提高變頻器的頻率，加大水泵轉速，增大冷卻水循環(huán)速度；溫差小，說(shuō)明冷凍機組產(chǎn)生熱量小，降低變頻器的頻率，降低水泵轉速，減小冷卻水循環(huán)速度，從而節約能源。

冷凍水循環(huán)變頻系統控制

由于冷凍水的回水溫度是冷凍機組“冷凍”的結果，常常是比較穩定的。因此，單是回水溫度的高低就足以反映房間內的溫度。所以，冷凍泵的變頻調速系統，可以簡(jiǎn)單地根據回水溫度進(jìn)行如下控制：回水溫度高，說(shuō)明房間溫度高，應該提高冷凍泵的轉速，加快冷凍水的循環(huán)速度；反之，回水溫度低，說(shuō)明房間溫度低，可降低冷凍泵的轉速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，以節約能源。簡(jiǎn)言之，其改造方法與以冷卻泵基本相同，只是對于冷凍水循環(huán)系統，其控制是以回水的溫度為依據，即通過(guò)變頻調速，實(shí)現水的恒溫度控制，從而保持水的溫度恒定。