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中央空调节能改造方案

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一、中央空调系统概述

 中央空调系统主要由冷冻机组、冷却水塔、房间风机盘管及循环水系统（包括冷却水和冷冻水系统）、新风机等组成。

 在冷冻水循环系统中，冷冻水在冷机组中进行热交换，在冷冻泵的作用下，将温度降低了的冷冻水加压后送入末端设备，使房间的温度下降，然后流回冷冻机组，如此反复循环。

 在冷却水循环系统中，冷却水吸收冷冻机组释放的热量，在冷却泵的作用下，将温度升高了的冷却水压入冷却塔，在冷却塔中与大气进行热交换，然后温度降低了的冷却水又流进冷冻机组，如此不断循环。

二、中央空调水系统的节能分析

 1、目前状况

 （1）目前国内仍有许多大型建筑中央空调水系统为定流量系统,水系统的能耗一般约占空调系统总能耗的15%~20%。

 （2）现行定水量系统都是按设计工况进行设计的，它以最不利工况为设计标准，因此冷水机组和水泵容量往往过大。但几乎所有空调系统，最大负荷出现的时间很少。

 2、水泵变频调速节能原理

 中央空调系统中的冷冻水系统、冷却水系统是完成外部热交换的两个循环水系统。以前，对水流量的控制是通过挡板和阀门来调节的，许多电能被白白浪费在此上面。

 如果换成交流调速系统，可把这部分能量节省下来。每台冷冻水泵、冷却水泵平均节能效果就很乐观。

 故用交流变频技术控制水泵的运行，是目前中央空调水系统节能改造的有效途径。

三、中央空调节能改造实例

 1、大厦原中央空调系统概况

 某大厦中央空调为一次泵系统，该大厦冷冻水泵和冷却泵电机全年运行，冷冻水和冷却水温差约为2度，采用继电接触器控制。

 ●冷水机组：采用两台（一用一备），电机功率为300KW 。

 ●冷冻水泵：两台（一用一备），电机功率为55KW ，电机启动方式为自耦变频器降压启动。

 ●冷却水泵：两台（一用一备），电机功率为75KW，电机启动方式为自耦变频器降压启动。

 ●冷却塔风机：三座，每座风机台数为一台，风机功率为5.5KW,电机启动方式为直接启动。

 系统存在的问题：

 （1）水流量过大使循环水系统的温差降低，恶化了主机的工作条件，引起主机热交换效率下降，造成额外的电能损失。

 （2）水泵采用自耦变频器启动，电机的启动电流较大，会对供电系统带来一定冲击。

 （3）传统的水泵起、停控制不能实现软起、软停，在水泵启停时，会出现水锤现角，对管网造成较大冲击。

 2、节能改造措施

 结合原中央空调的实际情况，确定水系统节能改造措施如下：

 （1）、由于系统中冷却水泵功率为75KW，占主机功率的30%，故对冷却水系统和冷冻水系统进行变流量改造，在保证机组安全可靠运行的情况下，取得最大化的节能效果。

 （2）冷冻水系统的控制方案采用温差控制方法，因为冷冻水系统的温差控制适宜用于一次泵定流量的改造，施工较容易，将冷冻水的送回水温差控制在4.5~5.0度。

 冷冻水控制方法：

 PLC通过温度传感器及温度模块将冷冻水的出水温度和回水温度读入PLC，根据回水和出水的温度差来控制变频器的转速，从而调节冷冻水的流量，控制热交换的速度。

 温度大，说明室内温度高，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度以增加流量，加快热交换的速度；反之温差小，则说明室内温度低，可降低冷冻泵的转速，减少冷冻水的循环速度以降低流量，减速缓热交换的速度，达到节能的目的。

 （3）冷却水系统的控制方案也采用定温差控制方法。因为冷却水系统定温差控制的主机性能优于冷却水出水温度控制，将冷却水的进出水温差控制在4.5~5.0度，控制过程也冷冻水类似。

 （4）由于冷却塔风机的额定功率为5.5KW，故不考虑对风机进行变频调速。

 （5）两台冷却水泵M1、M2和两台冷冻水泵M3、M4的转速控制采用变频器改造。正常情况下，系统运行在变频节能的状态，其上限运行频率为50Hz，下限为30；当节能系统出现故障时，可启动原水泵的控制回路使电机投入工频运行；在变频节能状态下可以自动调节频率，也可以手动调节频率。两台冷冻水泵（或冷却水泵）可进行手动轮换。

 3、节能改造控制系统的功能结构图

 4、控制系统改造设计

 因篇幅有限，下面对冷却水泵为例介绍其节能改造控制系统。

 （1）设计方案

 冷却水泵M1主回路电气原理图，如下图所示。冷却水泵M2主回路电气原理图与M1相似。温度检测用两个箔温度传感器（PT100）采集冷却水的出水和进水温度，然后通过与之连接的FX2N-4AD-PT特殊功能模块，将采集的模拟量进行AD转换，送入PLC。再通过PLC运算，将运算结果通过FX2N-2DA进行DA转换，转换成0~10VDC来控制变频器转速。

 （2）控制系统的I/O分配与系统接线

 选用F940GOT-SWD触摸屏，PLC选用FX2N-48MR.

 （3）触摸屏画面制作

 （4）编写程序

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中央空调系统变频节能改造方案

中央空调系统变频节能改造方案

中央空调系统变频节能改造方案

目 录

1中央空调变频节能方案介绍.。。。。.。。。。..。...。...。.。..。。。.。.。...。。。。.。.。..。2

1。1 变频节能原理。..。.。..。。..。.。.。....。.。...。。。。。.。。。。..。...。.。。。.。..2

1。2 中央空调节能空间。。。。。....。。。..。......。.。..。.。。.。。。。..。。。。.......。3

1.2.1 设计余量。.。。.。...。..。。。。.。..。。。。。。.。。.。。..。。。。.。.。。。..。.。..3

1.2.2 末端的负荷变化。.。.。。。.。。...。。。。。。。.。.。..。。.。..。。。。..。。.。.。.3

1.2.3 水泵和风机定流量控制方式。.......。.。。...。。。.。。。。.。。。。。.。....3

2中央空调水泵变频控制。。..。.。。.。..。。。。。.。..。....。。......。.。。.。.。...。..。。4

2。1 冷冻泵、冷却泵主回路设计.。。。。。。...。.。。.。.。。.。。.。.。。。.。。。.。。。...。.4

2。2 冷冻水泵控制电路设计.。.。.。。..。.。.。..。。..。。.。.。...。。。.。.。。。。。。。...5

2。3 冷却水泵控制电路设计。...。。。。....。.。。...。.。。。...。.。..。。。。。.。。.。.。.5

3中央空调末端风柜变频控制.。。..。..。.。..。.。。......。。。...。.。....。。。...。。。.6

3.1 风机变频主回路设计...。.。.。....。。。.。.。...。。。....。.。.。。.。。.。.。....。6

3。2 风柜变频控制电路设计。..。..。。。...。。.。.。。...。。..。.....。.。...。。。..。。6

中央空调节能改造可行性方案

中央空调节能改造可行性方案

筑龙网 中央空调节能改造可行性方案 随着我国国民经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，中央空调已进入宾馆、饭店、工矿企业、办公楼等各领域。常规中央空调系统是按照最大冷热负荷进行选型设计。而全年最热及最冷的天气只有几天，因而中央空调大多数时间是在低于机组额定负荷即部分负荷状态下运行，造成了电能极大的浪费，随着科技的发展，变频器已广泛应用于各行各业，其价格便宜，技术成熟，特别是对风机、水泵的节能改造目前已在工业领域中广泛推广，其平均节电在30%以上。 一、中央空调节能最佳方法 由于中央空调主要设备是风机水泵，所以节能最佳方法就是采用变频器。目前大多数中间空调还采用以往旧的控制方式，即：通过改变压缩机机组、水泵、风机启停台数，以达到调节温度的目的。 该调节方式缺点集中表现为如下几点： ● 设备长时间全开或全闭，轮流运行，浪费电能惊人。 ● 电机直接工频启动，冲击电流大，严重影响设备使用寿命。 ● 温控效果不佳。当环境或冷热负荷发生变化时，只能通过增减冷热水泵的数量或使用挡风板来调节室内温度，温度波动大，舒适感差。 中央空调采用变频器后有如下优点： ● 变频器可软启动电机，大大减小冲击电流，降低电机轴承磨损，延长轴承寿命。 ● 调节水泵风机流量、压力可直接通过更改变频器的运行频率来完 成，可减少或取消挡板、阀门。 ● 系统耗电大大下降，噪声减小。 ● 若采用温度闭环控制方式，系统可通过检测环境温度，自动调节风量，随天气、热负荷的变化自动调节，温度变化小，调节迅速。 ● 系统可通过现场总线与中央控制室联网，实现集中远程监控。 二、供水系统变频节能改造 无论是溴化锂机组或电制冷（氟利昂）机组的中央空调系统，主机自身的能量消耗有机组控制，机外的电力消耗组不能控制，而这部分的成本是相当高的，却通常被人忽视了。尤其是溴化锂机组，在额定状态制冷运用行时，机外水泵、冷却塔的电机耗电量约占总体能源消耗成本的30%（以每公斤油2元、每度电1元计算）。无论从环境保护角度还是用户切身利益角度，都应将中央空调系统设计成最节能的系统。采用变频器来控制机外水泵电机、冷却塔电机是最简单、最有效的节能措施。一般情况节电20%~50%，每年可节省机组及系统总运行费用的12%~20%，十分惊人。 筑龙网 1、 冷却水泵变频控制 中央空调的冷却水泵的功率是根据空调冷冻机组的压缩机满负荷工作设计的，当环境温度及各种外界因素，冷冻机组不需要开启全部压缩机组，此时空调的冷凝系统所需要的冷却量也相应地减小，这时就可以通过变频调速器来调节冷却水泵的转速，降低冷却水的循环速度及流量，使冷却水的冷负荷被冷凝系统充分利用，从而达到节能目的。从我公司对中央空调的变频节能改造得出以下的数据，其冷却水泵、冷温水泵在低流量运行时，可以大幅度节省电力，尤其针对直燃机冷却水流量曲线的特点，采用变频控制，意义更大，从远大BZ型直燃机中央空调系统采用海利普变频器控制水泵测试数据为例： 当制冷量75%时，机组所需冷却水流量34%，水泵电耗约20%； 当制冷量50%时，机组所需冷却水流量22%，水泵电耗约15%。 2、 冷温水泵变频控制 中央空调的冷媒水泵的功率是根据空调满负荷工作设计的，当宾馆、酒店、大厦需要的冷量或热量没有达到空调的满负荷，这时就可以通过变频器调速器来调节冷媒水泵的转速，降低冷媒水的循环速度，使冷量和热量得到充分利用，从而达到节能目的。如果制冷、采暖共用一台水泵，则冬季水泵流量只需50%，自然可大大节省电力；即使是冬夏分泵运行，也可在低负荷季节适当降低流量，如90%流量时，电耗约75%。 3、 冷却塔风机变频控制 风机功率一般都较小，节电不如水泵明显。但风机采取变频控制能极大地有助于冷却水恒温，这对于机组制冷恒温极为关键；且能使机组溶液循环稳定，获得最大限度的节省燃料。冷却塔风扇低转速运行还能大幅度减少漂水，节省水源、延缓水质劣化、减少水雾对周围的影响。 4、 采用变频器的其他益处 由于变频器的启动、停止过程是渐强、渐弱式，能消除电机启动对电网的冲击。并可避免电机因过载而引起的故障。 由于电机经常处于低负荷运行，能大幅度延长电机及水泵、风机的寿命，同时因没有启动、停止的冲击，加上流量的减少，管路承压及所受冲击力减小，故对管道、阀门、末端设备也起到了保护作用。另一方面，设备噪音、震动均减小，保护了环境。 5、 中央空调机组外变频器的控制方式 ● 根据冷却水出/入口的温度改变水泵转速，调整流量； ● 根据冷却水入口温度改变冷却塔风机转速，调整水温； ● 根据冷温水出/入口的温差改变水泵转速，调整流量； 龙网 ● 根据冷却水出水的温度改变水泵转速，调整流量； ●根据冷媒水的回水温度改变水泵转速，调节税流量； 三、中央空调末端设备—变风量机组变频控制 变风量机组也是中央空调系统重要的组成部分，其性能指标（风量、冷量、噪音、用电量）的优劣，除了变风量机组本身的性能外，更重要的还取决于控制的模式、控制器的性能、品质。 随着中央空调的不断普及，变风量机组调节控制器已经经历了三个发展阶段： 第一阶段：风阀调节。能起到调节风量的作用，但电能量消耗大、噪音大。 第二阶段：可控硅调压调速。能起到调节风量、冷量、节能的作用，对变风量机组的噪音有一定的改良作用，其缺点是体积大、可靠性稳定性低、故障率高。 第三阶段：变频调节。能最大限度的满足变风量机组对风量、冷量、噪音的调节要求，节能效果更明显，体积小，可靠性稳定性高。 目前，变频控制器以其特有的优势，正被中央空调业内人士所青睐。

中央空调节能改造方案

中央空调节能改造方案

中央空调节能改造方案

摘要：本文介绍了由变频器、可编程控制器、触摸屏等组成的控制系统在中央空调中达到节能的应用。通过进水管和出水管温差进行闭环控制，使进水泵和出水泵能随空调热负荷的变化大小而自行调速运行，达到了显著的节能效果，同时采用HMI随时观察水泵设备的运行情况，通过这样直观的显示装置，值班人员可以适时调整使用需求，结合时段需要，进行设置处理，使用方便快捷。

关键词：温差闭环控制；变频器；PLC；触摸屏；中央空调节能系统

一、前言

在我国建筑楼宇中，中央空调涉及到各大企事业机构，大量的数据统计表明，中央空调系统消耗的电能，占所在区域的45-60%。在我们南方地区，四季气候不分明。由于场地的特殊性，我们医院一年四季都需要空调来调节室内的空气，所以空调的运行，占了用电的很大比例。每年的五月—十月是空调全天候24小时使用高峰期，到了十一月份，空调在有些环境就无需使用了。这样就造成不必要的浪费，鉴于这种情况，我对这种控制系统做出改良方案，针对换季时期，空调使用浪费问题做出了些技术性的改良，节能达到了20%左右。

二、问题的提出

1、原系统简介

采用2台冷冻泵组，功率90kw 4极 1450转，2台冷却泵组，功率90kw 4极

1450转 3台冷却塔（11kw管道泵+5.5kw风机）。（如图1）

2、传统控制方案分析：

中央空调启动运行后，因为进、出水泵温度始终处于开环控制状态，在温差变化时，进出水泵全是满负荷运转，造成了不要的浪费。

3、变频器控制方案节电原理：

当实现变频自动调节后，根据系统检测反馈数据自动调节，自动调节水泵转速N，在制冷负荷比较小时候，电机转速N以较低的速度运行（我们在以普通异步电机加装变频时候，考虑到电机低速运转转矩，将最低频率设定在27HZ，电机散热部位加装独立供电的冷却风扇，不随电机频率变化影响散热），从而先显注降低了水泵电机输出功率，降低转速，输出功耗变低，达到节约电能的目的。

中央空调节能改造方案 2

中央空调节能改造方案 2

中央空调节能改造方案

1. 引言

中央空调系统在商业和工业建筑中起着重要作用。然而，传统的中央空调系统耗能较高，对环境和资源造成负面影响。为了应对气候变化和能源紧缺问题，节能改造中央空调系统变得迫切而重要。本文将介绍中央空调节能改造方案，以减少能源消耗和碳足迹。

2. 能效评估

改造中央空调系统之前，首先需要进行能效评估。评估目的是确定系统的能效水平，并识别潜在的改进空间。常用的方法包括能源消耗测量、设备性能检测和建筑能效模拟等。通过能效评估，我们可以了解当前系统的能源利用情况，并为改造计划奠定基础。

3. 设备升级

中央空调系统的设备升级可以大幅度提高系统的能效。以下是一些常见的设备升级方案：

3.1 高效压缩机

传统空调系统中使用的压缩机效率较低，耗电量大。替换成高效压缩机可以降低能耗，并提高系统的性能。

3.2 水冷却系统

传统的空调系统中，空气冷却往往效率较低。改用水冷却系统可以提高冷却效率，从而降低能源消耗。水冷却系统还可以与其他系统集成，如太阳能热水系统，进一步提高能效。

3.3 变频驱动装置

传统的空调系统在启动时会产生较大的能耗峰值。安装变频驱动装置可以使系统平稳启动，并且根据实际需要自动调节能耗，实现能耗优化。

3.4 高效换热器

传统的换热器热效率较低，热量损失较大。替换成高效换热器可以提高热回收效率，减少能源浪费，达到节能的目的。 4. 风管系统改善

风管系统在中央空调系统中起着重要的传输和分配作用。通过改善风管系统，可以降低系统的能耗和能效提高。以下是一些常见的改善方法：

4.1 风管隔热

通过对风管进行隔热处理，可以减少热量的损失。隔热风管可以有效地保持风管内空气的温度，避免能量浪费。

4.2 风管密封

风管系统的密封性直接影响空调系统的效能。通过定期检查和修复风管系统的漏洞和缺陷，可以减少能源浪费，并提高系统的工作效率。

4.3 风量调节

优化风量调节装置，可以根据需要调节送风量，避免过度冷却和能耗浪费。