一、 中央空調(diào)機(jī)組節(jié)能控制系統(tǒng)可行性分析
中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐大的設(shè)備群體，大量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，空調(diào)系統(tǒng)所消耗的電能，約占樓宇電耗的40—60%。就任何建筑物來(lái)說(shuō)，選用空調(diào)系統(tǒng)都是按當(dāng)?shù)刈顭崽鞖鈺r(shí)所需的最大制冷量來(lái)選取擇機(jī)型的，且留有 10%—15%的余量，各配套系統(tǒng)按最大負(fù)載量配置，這種選擇不是最合理的。在組成空調(diào)系統(tǒng)的各種設(shè)備中，水泵所消耗的電能約占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的四分之一左右。早期空調(diào)的水泵普遍采用定流量工作，能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重。而實(shí)際運(yùn)行時(shí)，中央空調(diào)的冷負(fù)荷總是在不斷變化的，冷負(fù)荷變化時(shí)所需的冷媒水、冷卻水的流量也不同，冷負(fù)荷大時(shí)所需的冷媒水、冷卻水的流量也大，反之亦然。。
中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)是一種能源效率管理系統(tǒng)解決方案，對(duì)中央空調(diào)主機(jī)、水泵、閥門、末端等各部分進(jìn)行統(tǒng)一自動(dòng)化調(diào)控，以達(dá)到全面節(jié)能，提高能源效益的目的。其節(jié)能潛力巨大，可為能源客戶帶來(lái)降低運(yùn)營(yíng)成本，提高設(shè)備使用壽命，改善工作環(huán)境，其使用成效深得眾多客戶贊許，平均節(jié)能潛力也已被相關(guān)研究機(jī)構(gòu)所證明。
因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)是按最大負(fù)荷來(lái)設(shè)計(jì)的，并且還會(huì)再乘以一個(gè)安全系數(shù)，所有設(shè)備的選擇都是按最不利工況來(lái)選型，有相當(dāng)?shù)挠嗔俊Ｒ话銇?lái)說(shuō)，建筑物在全年的90%的運(yùn)行時(shí)間里，實(shí)際負(fù)荷低于設(shè)計(jì)負(fù)荷的75%。因而在相當(dāng)一部分時(shí)間內(nèi)，空調(diào)系統(tǒng)只是部分負(fù)荷運(yùn)行(例如:每年過(guò)渡季節(jié),每天早晚,,一般天氣情況等) ,根據(jù)一項(xiàng)對(duì)中空調(diào)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析的權(quán)威調(diào)查顯示，中空調(diào)機(jī)組90%的運(yùn)行時(shí)間處于非滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。而冷凍水泵、冷卻水泵以及風(fēng)機(jī)在此90%的時(shí)間內(nèi)仍處于100%的滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。這樣就導(dǎo)致了大流量小溫差的現(xiàn)象，使大量的電能白白浪費(fèi)。而目前情況是冷機(jī)部分可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能的目的，但是水泵卻是全功率運(yùn)行。這是相當(dāng)不合理的。從節(jié)能角度來(lái)看，冷凍、冷卻水量也應(yīng)作合理的調(diào)整。
傳統(tǒng)的水流量是在末端設(shè)置電動(dòng)兩通閥或電動(dòng)三通閥來(lái)調(diào)節(jié),通過(guò)閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)水流量。此方法雖然降低了系統(tǒng)的流量，但是卻大大增加了系統(tǒng)的壓力，也就是說(shuō)增加了系統(tǒng)的管路阻力，使大部分的能量消耗在閥門上。如圖所示，在系統(tǒng)原有水量的條件下，水泵的工作點(diǎn)為A點(diǎn)。當(dāng)用閥門調(diào)節(jié)水量后系統(tǒng)的壓力增大，水泵工作點(diǎn)變?yōu)锳’點(diǎn)。水泵的功率為工作點(diǎn)下曲線圍成的面積。可以看到調(diào)節(jié)閥門時(shí)雖水量減少，但水泵揚(yáng)程增加，并且效率降低，水泵的輸入功率并未減少多少，因而其節(jié)能效果相當(dāng)有限。
行之有效的方法是通過(guò)變頻調(diào)節(jié)改變水泵的轉(zhuǎn)速而達(dá)到節(jié)能目的。圖中A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量是系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大流量。當(dāng)空調(diào)負(fù)荷減小時(shí)，流量也相應(yīng)減小，即A’、A”點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量。若采用水泵變頻技術(shù)，降低水泵的轉(zhuǎn)速，改變水泵的性能曲線，使其于管路阻力特性曲線相交于A”點(diǎn)。A’即為水泵變頻下的工作點(diǎn)。由于水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，而水泵的輸入功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系。故使用水泵變頻技術(shù)，當(dāng)流量為水泵額定流量的80%時(shí)，則耗功僅為原來(lái)的51%，節(jié)約49%。節(jié)能效果顯著。
以上分析僅僅是對(duì)水泵而言，在中央空調(diào)系統(tǒng)中還存在許多浪費(fèi)能源的方面，例如盡管主機(jī)的控制已經(jīng)比較完善了，但主機(jī)需要啟動(dòng)多少臺(tái)（指多臺(tái)主機(jī)的系統(tǒng)）、冷凍泵需要啟動(dòng)多少臺(tái)、冷卻泵需要啟動(dòng)多少臺(tái)、冷卻風(fēng)機(jī)是否需要啟動(dòng)等等方面的問(wèn)題一般都采用人工控制的方式解決，這樣勢(shì)必會(huì)造成許多不必要的浪費(fèi)。例如：由于熱負(fù)荷不太大，本來(lái)只要啟動(dòng)一臺(tái)主機(jī)，結(jié)果啟動(dòng)了兩臺(tái)主機(jī)；本來(lái)一臺(tái)冷卻泵、一臺(tái)冷凍泵就足夠了，結(jié)果開了兩臺(tái)冷卻泵、二臺(tái)冷凍泵；還有本來(lái)不需要啟動(dòng)冷卻塔風(fēng)機(jī)，結(jié)果人為地開啟風(fēng)機(jī)造成浪費(fèi)等等。由于人工控制不可能做到實(shí)時(shí)、精確的調(diào)節(jié)，因此造成的浪費(fèi)是驚人的。
本系統(tǒng)采用先進(jìn)的可編程控制器（PLC）、彩色液晶觸摸屏及變頻器，對(duì)中央空調(diào)的各種設(shè)備（主機(jī)、冷卻水泵、冷凍水泵、冷凍塔風(fēng)機(jī)及各種閥門）進(jìn)行集中智能化控制。根據(jù)熱負(fù)荷的變化（冷凍水出水、回水溫差、溫度、冷卻水出水、回水溫差、溫度等）并采用先進(jìn)的最優(yōu)化算化，適時(shí)調(diào)整水泵、風(fēng)機(jī)及主機(jī)開啟的數(shù)量，從而最大限度地將中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗降至最低，并且延長(zhǎng)了主機(jī)及其他輔助設(shè)備的使用壽命。變頻器調(diào)節(jié)水泵節(jié)能效果明顯，回收快，而且管理方便，是適宜發(fā)展和推廣的有效節(jié)能措施。同時(shí)，采用變頻系統(tǒng)后，提高電機(jī)的效率，改善其運(yùn)行條件，延長(zhǎng)使用壽命；減少冷卻水用量，減少排污；降低電機(jī)和冷卻塔的噪聲。
系統(tǒng)特點(diǎn)
1．由于采用PLC及變頻器對(duì)中央空調(diào)機(jī)組的各個(gè)部分進(jìn)行精確控制，使整個(gè)系統(tǒng)工作在最節(jié)能佳狀態(tài)，大大提高了中央空調(diào)機(jī)組的能效比
2．采用大屏幕彩色觸摸屏控制
3．動(dòng)態(tài)畫面顯示，方便直觀
4．歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄并保存（長(zhǎng)達(dá)數(shù)月至數(shù)年的數(shù)據(jù)）
5．溫度曲線顯示
6．故障記錄：可記錄故障發(fā)生/結(jié)束的時(shí)間及各種故障內(nèi)容
7．軟件升級(jí)：可通過(guò)U盤現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)軟件
8．?dāng)?shù)據(jù)備份：可將各數(shù)歷史數(shù)據(jù)與記錄保存至U盤
9. 短信提醒/查詢: 可通過(guò)手機(jī)短信查詢運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù),當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)自動(dòng)向預(yù)設(shè)的手機(jī)發(fā)出短信提醒
10．上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控，設(shè)備管理員可遠(yuǎn)程監(jiān)控中央空調(diào)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，也可以遠(yuǎn)程修改各種參數(shù)
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