工业工厂节能中央空调控制系统安装
一、 工厂节能中央空调系统概述
工厂中央空调耗能一般都很大,尤其是生产车间有热源的中央空调耗电量更是惊人。在当前电力供应紧张的夏季,如何提高中央空调冷却水系统、冷冻水系统和整个空调主机的节能运行效率,降低其能耗是当务之急。
工厂节能中央空调控制系统是一种在原有中央空调系统上经过节能控制改进的中央空调系统,主要用于大型对中央空调节能控制。
节能中央空调控制系统应用广泛,可以用于工厂、楼宇、商场等大型中央空调系统。
二、 一般大型中央空调系统存在问题
对大型中央空调系统来说,按照国家标准,其最大负载能力是按照当地的最高气温、最大负荷工作环境来设计的,而中央空调98%的时间运行在70%的负载上下,所以系统设计存在较大余量。
一般大型中央空调系统存在问题如下:
1、 控制系统自动化程度低,设备大多数都是人为控制,设备的启动、停止、控制都是在人为干预的情况下进行的,系统的可靠性较低。
2、 控制系统系统不能按照负载的变化,自动调节水系统的流量。各个水泵开机运行时就在额定负载状态下运行,造成大量能源浪费。
通过对存在以上问题的空调系统进行节能改造,将有效地节约能源、提高设备的运行效率、并对设备和电网进行有效的保护,同时系统运行的自动化程度也得到了进一步提高。
三、 节能中央空调控制系统组成
节能控制中心(CH-ECC1.0)组成及功能描述
节能控制中心主要包括触摸屏、智能控制器及网络通讯模块等设备。
1、触屏操控功能:监控中央空调系统制冷运行状态,设定运行数据参数,比如温度、压力、流量和冷量等参数。
2、控制器智能化:控制器通讯模块采集中央空调主机运行数据和节能柜运行数据,模拟量模块采集中央空调系统的温度、压力和流量等数据。智能控制器根据节能控制模型计算冷负荷需求,控制冷却泵和冷冻泵的运行速度,最终达到节能的目的。
中央空调节能柜组成及功能描述
中央空调节能柜主要包括智能控制器和变频器等设备。
1、 智能控制器功能:通过接收来自节能控制中心的控制指令,控制变频器的启/停和运行频率;
2、变频器功能:控制水泵的供电主回路,调节水泵的运行速度,以便于达到节能目的。
四、 节能中央空调控制系统节能原理
由于中央空调循环水系统属于流体负载,由流体力学原理可知,流量(Q)与转速(N)的一次方成正比,水泵的压力(H)与转速(N)的平方成正比,水泵机的轴功率(P)与转速(N)的三次方成正比。水泵的特性曲线如下:
水泵的特性曲线
具体数字说明如下:
电耗、电源频率与流量的对比图
由于水泵设计流量都存在比较大的余量,所以通过应用变频技术,有较大的节能空间。
五、 节能控制模型(CH-ECM)
通过采集中央空调系统运行的温度、压力、流量等信号,结合建筑物的热负荷情况以及用户使用习惯等因素,利用内置的节能优化控制软件,建立节能控制模型。
节能控制模型
在中央空调的运行环境类似的情况下,改变冷冻水流量和冷却水流量,记录系统的运行数据。在相同冷冻水流量和冷却水流量的情况下,在不同的运行环境下,记录系统的运行数据;通过大量的数据记录,建立系统运行数据库。
根据当前冷却水和冷冻水进、出水温度、冷冻水流量值和系统运行数据库的数据,采用时间序列分析方法,利用空调系统负荷变动的惯性特征和时间上的延续性,通过对空调系统的历史数据时间序列的分析处理,确定其基本特征和变化规律,建立负荷预测模型,预测未来空调冷量需求量。根据主机当前的冷凝温度、蒸发温度、冷负荷率、冷却水进水温度、冷凝器冷却水流量及制冷机组能耗数据,采用多元非线性回归方法,根据负荷过去的历史资料,通过对检测数据的分析,确定数据之间的相互关系,建立制冷机组的能效模型。根据空调负荷预测模型和制冷机组能效模型,通过变频器控制水泵运行的速度,从而达到节能的目的。