中央空調節(jié)能控制畢業(yè)論文

1、<p><b>　　中央空調節(jié)能控制</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在現今能源緊缺的時代，整個社會都在提倡低碳環(huán)保，隨著社會的發(fā)展中央空調越來越普及，所以中央空調節(jié)能這一塊備受公眾關注，有很大的發(fā)展前景及空間。本文從中央空調組成結構，工作原理開始讓大家了解中央空調的工作流程，并從中央空調水泵系統(tǒng)變

2、頻改造模型介紹，中央空調的各種設備的變頻改造，中央空調調速節(jié)能原理，以及中央空調末端節(jié)能改造介紹 等各方面來深入探討中央空調系統(tǒng)的節(jié)能，以達到低碳環(huán)保的目的。本文還將各種節(jié)能方法的詳細數據及圖表繪出以便大家能更加清楚的了解到中央空調系統(tǒng)的節(jié)能過程，還將改造前后的系統(tǒng)進行了詳細的比較，一目了然，給今后的中央空調系統(tǒng)的節(jié)能確立一個大致的發(fā)展方向，并從這些方面去改造中央空調系統(tǒng)以達到節(jié)能的目的</p><p>　　關鍵

3、詞：節(jié)能 原理 改造 前景 原理 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒論 …………………………………………………………3</p><p>　　1.1中央空調系統(tǒng)的概述 …………………………………………………………4</p><p>　　1.2中央空調系統(tǒng)的組成結構與分類

4、 ……………………………………………4</p><p>　　第二章 中央空調系統(tǒng)的工作原理……………………………………8</p><p>　　2.1中央空調制冷原理 ……………………………………………………………8</p><p>　　2.2中央空調系統(tǒng)原理 ……………………………………………………………8</p><p>　　第三章 中央

5、空調系統(tǒng)的節(jié)能…………………………………………9</p><p>　　3.1調水泵節(jié)能介紹…………………………………………………………………9</p><p>　　3.2、中央空調調速節(jié)能原理………………………………………………………10</p><p>　　3．3. 中央空調末端節(jié)能改造介紹…………………………………………………11</p><

6、p>　　第四章 中央空調節(jié)能控制……………………………………………13</p><p>　　4．1泵的特性分析與節(jié)能原理……………………………………………………13</p><p>　　4..2中央空調的各種設備的變頻改造……………………………………………16</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………19</p>

7、<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1中央空調系統(tǒng)的概述</p><p>　　所謂中央空調系統(tǒng)，是指在同一建筑物中以集中或半集中方式對空氣進行凈化（或純化）冷卻或加熱、加濕或除濕等處理、輸送和分配的空調系統(tǒng)。目的就是為了創(chuàng)造一個標準溫度、標準濕度、標準潔凈度和新鮮度的室內室外空氣環(huán)境，以滿足生活舒適性或成長工藝性等的空氣調

8、節(jié)要求，中央空調系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調節(jié)系統(tǒng)組成。制冷系統(tǒng)為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內環(huán)境的冷負荷；制熱系統(tǒng)為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供用以抵消室內環(huán)境熱負荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調系統(tǒng)至關重要的部分，其采用種類、運行方式、結構形式等直接影響了中央空調系統(tǒng)在運行中的經濟性、高效性、合理性。</p><p>　　中央空調的發(fā)展歷史 在二十世紀六,七十年代,美國地區(qū)發(fā)生罕見的干旱天氣,為解決干旱缺水地區(qū)的空調冷

9、熱源問題,美國率先研制出風冷式冷水機,用空氣散熱代替冷卻塔,其英文名稱是:Air cool Chiller,簡稱為Chiller。</p><p>　　在空調歷史中，美國已經發(fā)展和改進了有風管的中央單元式系統(tǒng)，并得到了正在現場安裝和修理有風管的單元式空調系統(tǒng)的空調設備分銷商和經銷商的強力支持。WRAC是最簡單和最便宜的系統(tǒng)，能夠很容易的在零售商店中購得，并在持續(xù)高溫來的時候自己安裝。同時，無風管的SRAC和SPA

10、C自70年代起在有別于美國市場的動力下在日本得到發(fā)展和改進。之后，設備設計和制造技術在90年代被轉讓到中國，這是通過與當地公司(包括主要元件如壓縮機、熱交換器、電勸機、精細閥和電子控制器的本地制造商)組成的合資公司進行的。在90年代中國也從其它先進國家吸收了較大型空調設備的先進高新技術，并與多數是美國的大公司組成合資企業(yè)</p><p>　　1.2中央空調系統(tǒng)的組成結構與分類</p><p&g

11、t;　　中央空調系統(tǒng)的一般組成（1）、采風部分。空調系統(tǒng)必須采用一部分室外的新鮮的室外的空氣，即新風。新風的取入量主要由空調系統(tǒng)的服務用途和衛(wèi)生要求來決定。新風采入口和空調系統(tǒng)的新風管道及新風慮塵裝置構成了系統(tǒng)的進風部分。</p><p>　?。?）、空氣的過濾部分。空調系統(tǒng)的新風進入空氣處理裝置，一般都要經過一次預過濾器，除去空氣中較大的灰塵顆粒。這部分空氣的凈化處理到何種程度，由中央空調系統(tǒng)所負擔工藝條件決定

12、。一般的空調系統(tǒng)設有兩級空氣過濾器，即一級空氣預過濾器和一級中效空氣過濾器。</p><p>　?。?）、空氣的濕熱處理部分。對空氣進行加熱、加濕和降溫、去濕，將有關的處理過程組合在一起，稱為空調系統(tǒng)的空氣熱、濕處理部分。在對空氣進行熱、濕處理過程中，有采用表面式空氣換熱器（在表面式換熱器內通過熱水或水蒸氣的稱為表面式空氣加熱器，簡稱空氣汽水加熱器，在表面式換熱器內通過低溫冷水或制冷劑的稱為水冷式表面冷卻器和直接

13、蒸發(fā)式表冷器），也有采用噴淋冷水或熱水的噴水室，還有采用直接噴水蒸氣的處理方法，以實現空氣的熱、濕處理過程。</p><p>　?。?）、空氣的輸送和分配、控制部分?？照{系統(tǒng)中的風機和送、回風管道稱為空氣的輸送部分，風道中的調節(jié)風閥、蝶閥、放火閥、啟動閥及風口等稱為空氣的分配、控制部分。風機是空調系統(tǒng)的主要噪聲源，為了保證空調房間內的噪聲達到要求的標準，常在空調系統(tǒng)的送、回風管上安裝消聲器。有的空調系統(tǒng)設置一臺風

14、機，此風機既起送風作用，又起回風作用，此種系統(tǒng)稱為單風機系統(tǒng)；有的空調系統(tǒng)設置兩臺風機，一臺為送風機，一臺為回風機，稱為雙風機系統(tǒng)?？照{系統(tǒng)中的風機和風管一般都需要保溫，防止能量的無益消耗。</p><p>　?。?）空調系統(tǒng)的冷熱源?？照{系統(tǒng)的冷熱源一般分為天然和人工兩種。</p><p>　　由上述組成部分構成的空調系統(tǒng)稱為集中式空調系統(tǒng)（又稱為全空氣系統(tǒng)）。這種系統(tǒng)在工業(yè)上使用得較多

15、，也是最基本的方式，其特點是空氣處理設備集中于空氣處理室，冷熱源也大多集中在一起，處理后的空氣用風道分別送到各空調房間，因而系統(tǒng)便于集中管理和維護。</p><p>　　如果將上述空氣處理設備和制冷機、風機等組合在一起成為一種整體的機組，稱為空調機組。采用空調機組的空調系統(tǒng)又稱為局部式空調系統(tǒng)，類似于家用分體機。</p><p>　　具有集中處理新風的新風處理機組和風管、同時又在各空調房間

16、內設有局部處理裝置（稱為末端裝置，如誘導器、風機盤管等）的空調系統(tǒng)稱為半集中式中央空調系統(tǒng)。</p><p>　　中央空調系統(tǒng)的分類，中央空調根據不同的分類標準,可以分為如下幾類: </p><p>　　1按輸送工作介質分類</p><p>　?、?全空氣式空調系統(tǒng)</p><p>　　空調房間內的熱濕負荷全部由經過處理的空氣負擔的空調系統(tǒng)，

17、稱為全空氣空調系統(tǒng)，又叫做風管式空調系統(tǒng)。全空氣空調系統(tǒng)以空氣為輸送介質，它利用室外主機集中產生冷／熱量，將從室內引回的回風（或回風和新風的混風）進行冷卻/熱處理后，再送人室內消除其空調冷／熱負荷。</p><p>　　② 風管式中央空調系統(tǒng)</p><p>　　全空氣空調系統(tǒng)的優(yōu)點是配置簡單，初始投資較小，可以引入新風，能夠提高空氣質量和人體舒適度。但它的缺點也比較明顯：安裝難度大，空氣

18、輸配系統(tǒng)所占用的建筑物空間較大，一般要求住宅要有較大的層高，還應考慮風管穿越墻體問題。而且它采用統(tǒng)一送風的方式，在沒有變風量末端的情況下，難以滿足不同房間不同的空調負荷要求。</p><p>　?、?冷/熱水機組空調系統(tǒng)</p><p>　　空調房間內的熱（冷）濕負荷全部由水負擔的空調系統(tǒng)，稱為冷/熱水式空調系統(tǒng)。冷/熱水式空調系統(tǒng)的輸送介質通常為水或乙二醇溶液。它通過室外主機產生出空調冷

19、/熱水，由管路系統(tǒng)輸送至室內的各末端裝置，在末端裝置處冷/熱水與室內空氣進行熱量交換，產生出冷/熱風，從而消除房間空調冷/熱負荷。</p><p>　?、?冷/熱水機組中央空調系統(tǒng)</p><p>　　該系統(tǒng)的室內末端裝置通常為風機盤管。目前風機盤管一般均可以調節(jié)其風機轉速（或通過旁通閥調節(jié)經過盤管的水量），從而調節(jié)送人室內的冷／熱量，因此可以滿足各個房間不同需求，其節(jié)能性也較好。此外，它

20、的輸配系統(tǒng)所占空間很小，因此一般不受住宅層高的限制。但此種系統(tǒng)一般難以引進新風，因此對于通常密閉的空調房間而言，其舒適性較差。</p><p>　?、?空氣—水式空調系統(tǒng)</p><p>　　空調房間內的熱濕負荷由水和空氣共同負擔的空調系統(tǒng)，稱為空氣—水式空調系統(tǒng)。其典型的裝置是風機盤管加新風系統(tǒng)?？諝狻娇照{系統(tǒng)是由風機盤管或誘導器對空調房間內的空氣進行熱濕處理，而空調房間所需要的空氣

21、由集中式空調系統(tǒng)處理后，再由送風管送入各空調房間內。</p><p>　　空氣—水式空調系統(tǒng)解決了冷/熱水式空調系統(tǒng)無法通風換氣的困難，又克服了全空氣系統(tǒng)要求風道面積比較大、占用建筑空間多的缺點。</p><p>　　⑥ 制冷劑式空調系統(tǒng)</p><p>　　制冷劑式中央空調系統(tǒng)，簡稱VRV（Varied Refrigerant Volume）系統(tǒng)，它以制冷劑為輸送

22、介質，室外主機由室外側換熱器、壓縮機和其他附件組成，末端裝置是由直接蒸發(fā)式換熱器和風機組成的室內機，冷媒直接在風機盤管蒸發(fā)吸熱進行制冷。一臺室外機通過管路能夠向若干個室內機輸送制冷劑液體。通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進入室內各換熱器的制冷劑流量，可以適時地滿足室內冷/熱負荷要求。</p><p>　?、?制冷劑式中央空調系統(tǒng)</p><p>　　制冷劑式空調系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、運轉平穩(wěn)等

23、諸多優(yōu)點，而且各房間可獨立調節(jié)，能滿足不同房間不同空調負荷的需求。但該系統(tǒng)控制復雜，對管道材質、制造工藝、現場焊接等方面要求非常高，且其初投資比較高。</p><p><b>　　2 根據主機</b></p><p>　　根據主機類型可以將空調分為壓縮式和吸收式兩大類。</p><p><b>　?、?壓縮式</b><

24、;/p><p>　　包括活塞式、螺桿式（分單螺桿和雙螺桿兩種）、離心式和渦旋式。</p><p><b>　　② 吸收式</b></p><p><b>　　3按用途分類</b></p><p>　?、?冷水機組，供應空調用冷水或工藝用冷水。冷水出口溫度分為7℃、10℃、13℃、15℃四種。</p

25、><p>　?、?冷熱水機組，供應空調和生活用冷熱水。冷水進、出口溫度為12℃／7℃；用于采暖的熱水進出口溫度為55℃/60℃。</p><p>　　③ 熱泵機組，依靠驅動熱源的能量，將低勢位熱量提高到高勢位，供采暖或工藝過程使用。輸出熱的溫度低于驅動熱源溫度，以供熱為目的的熱泵機組稱為第一類吸收式熱泵；輸出熱的溫度高于驅動熱源溫度，以升溫為目的的熱泵機組稱為第二類吸收式熱泵。</p&g

26、t;<p><b>　　4 按驅動熱源分類</b></p><p>　　①蒸汽型，以蒸汽為驅動熱源。單效機組工作蒸汽壓力一般為0.1MPa（表）；雙效機組工作蒸汽壓力為0.25～0.8MPa（表）</p><p>　　②直燃型，以燃料的燃燒熱為驅動熱源。根據所用燃料種類，又分為燃油型（輕油或重油）和燃氣型（液化氣、天然氣、城市煤氣）兩大類。</p&

27、gt;<p>　?、蹮崴?，以熱水的顯熱為驅動熱源。單效機組熱水溫度范圍為85～150℃；雙效機組熱水溫度＞150℃ 。</p><p>　　⑶按驅動熱源的利用方式分類</p><p>　?、賳涡В寗訜嵩丛跈C組內被直接利用一次。</p><p>　　②雙效，驅動熱源在機組的高壓發(fā)生器內被直接利用，產生的高溫冷劑水蒸氣在低壓發(fā)生器內被二次間接利用。&l

28、t;/p><p>　?、鄱嘈?，驅動熱源在機組內被直接和間接地多次利用。</p><p><b>　　5. 按使用要求</b></p><p>　　一般把用于生產或科學試驗過程中的空調稱為“工藝性空調”，而把用于保證人體舒適度的空調稱為“舒適性空調”。工藝性空調在滿足特殊工藝過程特殊要求的同時，往往還要滿足工作人員的舒適性要求。因此二者是密切相關的。

29、</p><p><b>　?、偈孢m性空調</b></p><p>　　舒適性空調的任務在于創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境，保證人的健康，提高工作效率，廣泛應用于辦公樓、會議室、展覽館、影劇院、圖書館、體育場、商場、旅館、餐廳等。</p><p><b>　　②工藝性空調</b></p><p>　　工藝性空調

30、主要取決于工藝要求，不同部門區(qū)別很大，總的來說主要分為降溫性空調和恒溫（恒濕）空調兩類。</p><p>　　6按空氣處理設備的情況分類</p><p><b>　?、?集中式空調系統(tǒng)</b></p><p>　　集中式空調系統(tǒng)是指在同一建筑內對空氣進行凈化、冷卻（或加熱）、加濕（或除濕）等處理，然后進行輸送和分配的空調系統(tǒng)。</p>

31、;<p>　　集中式空調系統(tǒng)的特點是空氣處理設備和送、回風機等集中在空調機房內，通過送回風管道與被調節(jié)空氣場所相連，對空氣進行集中處理和分配；集中式中央空調系統(tǒng)有集中的冷源和熱源，稱為冷凍站和熱交換站；其處理空氣量大，運行安全可靠，便于維修和管理，但機房占地面積較大。</p><p><b>　　②半集中式空調系統(tǒng)</b></p><p>　　半集中式空

32、調系統(tǒng)又稱為混合式空調系統(tǒng)，它是建立在集中式空調系統(tǒng)的基礎上，除有集中空調系統(tǒng)的空氣處理設備處理部分空氣外，還有分散在被調節(jié)房間的空氣處理設備，對其室內空氣進行就地處理，或對來自集中處理設備的空氣再進行補充處理，如誘導器系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)等。這種空調適用于空氣調節(jié)房間較多，而且個房間空氣參數要求單獨調節(jié)的建筑物中。</p><p>　　集中式空調系統(tǒng)和半集中式空調系統(tǒng)通常可以稱為中央空調系統(tǒng)。</p>

33、<p><b>　?、?分散式系統(tǒng)</b></p><p>　　分散式系統(tǒng)又稱為局部式或獨立式空調系統(tǒng)。它的特點是將空氣處理設備分散放置在各個房間內。人們常見的窗式空調器、分體式空調器等都屬于此類。</p><p>　　7 根據冷凝器冷凝方式</p><p>　　根據冷凝器的冷卻方式可以將主機分為風冷式和水冷式，主要區(qū)別在于水冷式

34、的有冷卻循環(huán)系統(tǒng)，存在冷卻泵和冷卻塔風機。</p><p>　　第二章 中央空調系統(tǒng)的工作原理 </p><p>　　2.1中央空調制冷原理</p><p>　　和普通空調系統(tǒng)差不多中央空調系統(tǒng)的制冷原理也是將　氣態(tài)制冷工質（如氟利昂）經壓縮機壓縮成高溫高壓氣體后進入冷凝器，與水（空氣）進行等壓熱交換，變成高溫高壓液態(tài)。液態(tài)工質經干燥過濾器去除水份、雜質，進入膨

35、脹閥節(jié)流減壓，成為低溫低壓液態(tài)工質，在蒸發(fā)器內氣化。液體氣化過程要吸收氣化潛熱，而且液體壓力不同，其飽和溫度（沸點）也不同，壓力越低，飽和溫度越低。例如，1kg的水，在絕對壓力為0.00087MPa，飽和溫度為5℃，氣化時需要吸收2488.7KJ熱量；1kg的氨，在1個標準大氣壓力（0.10133MPa）下，氣化時需要吸收1369.59KJ熱量，溫度可抵達-33.33℃。因此，只要創(chuàng)造一定的低壓條件，就可以利用液體的氣化獲取所要求的低溫

36、。依此原理，氣化過程吸取冷凍水的熱量，使冷凍水溫度降低（一般降為7℃）。制冷工質在蒸發(fā)器內吸取熱量，溫度升高變成過熱蒸氣，進入壓縮機重復循環(huán)過程。蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)主要分為水冷式和風冷式，</p><p>　　2.2中央空調系統(tǒng)原理 </p><p>　　中央空調系統(tǒng)原理分，新風系統(tǒng)工作原理、盤管系統(tǒng)工作原理等，簡單介紹如下：</p><p>　　1、中央空調原理的

37、新風系統(tǒng)工作：     室外的新鮮空氣受到風處理機的吸引進入風柜，并經過過濾降溫除濕后由風道送入每個房間，這時的新風不能滿足室內的熱濕負荷，僅能滿足室內所需的新風量，隨著室內風機盤管處理室內空氣熱濕負荷的同時，多余出來的空氣通過回風機按閥門的開啟比例一部分排出室外，一部分返回到進風口處以便再次循環(huán)利用。如圖： </p><p>　　2、中央空調原理的盤管系統(tǒng)工作：<

38、/p><p>　　室內的風機盤管工作時吸入一部分由風柜處理后的新風，再吸入一部分室內未處理的空氣經過工藝處理后，由風口送出能夠吸收室內余熱余濕的冷空氣，使室內溫度濕度達到所需要的標準，如此循環(huán)工作。如圖： </p><p>　　3. 水系統(tǒng)工作原理</p><p>　　水系統(tǒng)：它是通過主機先把水制成7度左右的冷水（制冷）然后通過水泵經水管輸送到室內各個末端，末端的風機盤

39、管再跟室內的空氣進行熱交換，達到制冷目的，制熱也一樣，只不過主機先把水制成50度左右的熱水。</p><p>　　優(yōu)點：溫差小，舒適度較高，價格適中，輸送距離遠，技術成熟，故障率低。</p><p>　　缺點：系統(tǒng)體積大，安裝復雜，三次換熱，制冷制熱速度較慢</p><p>　　第三章 中央空調系統(tǒng)的節(jié)能</p><p>　　3.1調水泵節(jié)能

40、介紹</p><p>　　中央空調運行控制方法分析</p><p>　　中央空調系統(tǒng)設計首先是氣象參數和室內空調設計參數計算冷負荷，按分區(qū)結構特點，根據產品樣本選擇相應的設備，組合成一個系統(tǒng)。但空調系統(tǒng)絕大部分時間是在部分負荷的情況下工作。在部分負荷工作的控制方式不合理，系統(tǒng)能效比會大大降低。    從美國制冷協會標準880-56數據可見，平均年負

41、荷在60%左右。</p><p>　　表1 空調負荷的全年分布（%）</p><p>　　現在空調系統(tǒng)在運行調節(jié)方式上，風水系統(tǒng)主要是閥門（手動、自動閥門調節(jié)），主機利用卸荷方式，而這些方式是犧牲了阻力能耗來適應末端負荷要求，造成運行成本居高不下。    若采用變頻控制，能量的傳遞和運輸環(huán)節(jié)控制為變水量（VWV）和變風量（VAV），使傳遞和運輸耦合

42、并達到最佳溫差置換，其動力僅為其它控制系統(tǒng)的30~60%，而且節(jié)能是雙效的，因為對制冷主機的需求能耗同時下降。    主機采用變頻節(jié)能控制，保持設計工況下的制冷劑運動的物理量（如溫差、壓力等）變化，節(jié)能較其它調荷方式明顯，如約克（YORK）的YT型離心式冷水機組，配置變頻機組在部分負荷下能效比可降至0.2kw/冷噸，可見變頻控制方式在空調系統(tǒng)中應用前景十分廣闊。  

43、0; 過去在中央空調系統(tǒng)中應用變頻技術為什么推廣難呢？可能是價格太高的原因吧？在變頻技術、計算機自動化控制技術非常成熟的今天，用此技術與暖通空調專業(yè)技術相結合，它并不是一門高價的技術，在小功率空調中其經濟性都可承受，在中央空調系統(tǒng)中更不應該成問題：（1）中央空調運行時間更長，節(jié)能問題更突出；（2）變頻控制在整個系統(tǒng)中所占的造價比例不高；（3）變頻控制器的容量越大，每</p><p>　　3.2、中央空調

44、調速節(jié)能原理 </p><p>　　中央空調系統(tǒng)中大部分設備是風機和水泵，是將機械能轉變成流體的壓力能或動能的設備，若流體為液體工質稱其為泵；若流體為氣體工質稱其為風機。空調系統(tǒng)中的風機、水泵一般在結構上為透平式類。</p><p>　　表2 泵和風機的分類表（按工作原理分）</p><p>　　風機和水泵的理論壓力方程式表示為：   

45、;     Hth=1/g(u2cu2－u1cu1)    對于軸流式        Hth=1/g(cu2－cu1) (∵u1=u2=u)    式中，Hth--理論揚程，m；   

46、0;    cu1、cu2--分別為葉輪進出口處絕對速度的周向分量，m/s。    但由于空氣和水密度相差800多倍，所以升壓也相差800多倍。    在現場，常根據用戶需要改變風機和水泵的流量和壓力，即改變工況點位置，這種以變應變的人工干預稱為調節(jié)，因用戶需求的"變化"是絕對的、經常的，而不變

47、化卻是相對的、暫時的，因此調節(jié)是一個至關重要的技術。    根據相似定律可知：</p><p>　　注："o"為變化前參數，H對于風機稱有頭，第四項又稱比例律。</p><p>　　表3 風機、水泵相似工況下參數變化</p><p>　　從管網特性曲線可以看出，一般情況下，風機轉速變化相似工況點連線過原點

48、，由于水泵有靜揚程存在，當轉速變化時，相似共況點連線不通過坐標原點，轉速變化前后工況點亦不再保持相似，所以效率也隨之不再保持不變，也就是說，此時不滿足比例律，如圖2 a、b所示：</p><p>　　當風機或水泵穩(wěn)定工作在工況點A1（Q1，P1）上，當需要減少流量到Q2時，（1）關小閥門開度，使管網曲線R2。值得注意的是：Q2的實現是靠人為節(jié)流引起的損失ΔP的代價換來的。（2）采用變速調節(jié)，將速度降到n2時，既可

49、足流量的要求，其功率降低顯著。因此，變轉速調節(jié)是風機、泵經濟運行的首選方式。    采用變頻調速方式，對普通系列三相異步電動機拖動進行控制，是當前無級調速的主流。它的基本原理如下，當電動機極對數P選定后，運行時改變供電電源F1，就可改變其步轉速n1。當同步轉速n1改變了，電動機轉軸轉速n則隨之而變。采用變頻調速有以下特點</p><p>　?。?） 從基頻往下調速，為恒轉

50、矩調速方式；（2） 調速范圍大；（3） 電動機轉速穩(wěn)定性能好；（4） 運行時，電動機轉速接近其同步轉速，運行效率高；（5） 頻率F1可以連續(xù)調節(jié)，因此為無級調速方式；（6） 基本上做到負載需要多少功率，就從電源輸入多少功率。</p><p>　　3．3. 中央空調末端節(jié)能改造介紹</p><p>　　中央空調原末端采用比例閥進行機械式調溫，調節(jié)冷凍水入水口閥門的開度，即控制進入

51、熱交換器中冷凍水的流量，風機推動熱交換熱源一方（即空氣），在熱交換器中進行熱交換，從而達到調節(jié)冷風溫度的目的，其調節(jié)對象為冷源介質。控制簡圖如下：</p><p>　　其過程如下：風機盤管出風口處安裝一個溫度傳感器，采樣冷風的實際溫度，并將該信號送給比例閥控制器，比例閥根據實際檢測的溫度與設定的溫度進行比較，自動調節(jié)調節(jié)熱交換器進水口閥門的開度。實際溫度比設定溫度高則增加閥門開度，實際溫度比設定溫度低則減少閥門開

52、度，以達到調溫的目的。實際上有些末端并不采用自動調節(jié)，而是采用人工調節(jié)。感覺冷風不夠則增加閥門開度，而且往往不是采用比例調節(jié)，而是以檔位方式進行調節(jié)。2、 中央空調末端分析    首先，中央空調末端由比例閥控制器調節(jié)熱交換器進水口閥門開度的過程中，是以增加進水的阻力來減少流體（冷凍水）在熱交換器中的流動速度，這樣就以浪費一大部分冷凍水的動能來達到調溫，然而浪費的這一部分動能恰恰是中央空調的冷凍

53、泵所給予，冷凍泵電機是要消耗電能，也就是采用比例閥調溫浪費了一部分的電能。     其次，盤管風機是以電機來驅動的，然而電機長期是以滿速運行（即以工頻運行），這樣風機的機械轉動部分易產生磨損，機械磨損之后增加了風機電機的負載，甚至引起電機故障，減少了電機的使用壽命。    最后，有些中央空調末端采用的是開環(huán)檔位控制，憑感覺調溫。感覺溫度過高則增加<

54、/p><p>　　中央空調末端經過改造之后，中央空調末端不是通過調節(jié)熱交換器進水口閥門開度來調溫而是通過電子方式來調溫，這樣節(jié)省了一大部分的電能，而且風機電機不是以滿速運行，盤管風機電機是根據室內的負荷變化有效地調節(jié)風機電機的轉速，來調節(jié)風量達到調溫目的，這樣既節(jié)省了電能，又大大地減少風機的機械轉動部分磨損，增加了電機的使用壽命；同時還消除了各個熱交換器進水口閥門之間的影響。還有在改造之后，風機電機采用交流變頻調速技

55、術后，實現了零電流、零電壓的軟啟動，消除了電機啟動時對電網的沖擊，而且還大大地降低電機運行時的噪音。</p><p>　　4、改造前后比較 改造前    a、 機械調溫效果不明顯。    b、 比例閥性能不穩(wěn)定。    c、 風機長期處于滿速運行，風機用久易產生機噪音及電能的浪費。&#

56、160;   d、 無法實現溫度閉環(huán)自動控制改造后    a、 用電氣調溫，調溫精度高。    b、 響應速度快，調溫動態(tài)性能好。    c、 風機經常不處于滿轉速運行，機械損耗小，風機的噪音可降低，風機的用電量可下降。    d、 實現全

57、自動遠程監(jiān)控及溫度閉環(huán)控制。    e、 實現了軟啟動、軟停止，消除了電機啟動時對電網的沖擊，而且還大大地降低電機運行時的噪音。</p><p>　　第四章 中央空調節(jié)能控制</p><p>　　4.1 泵的特性分析與節(jié)能原理</p><p><b>　　泵類的特性和參數</b></p>

58、<p>　　純粹用于抽水的功率叫有效功率</p><p>　　有效功率=（1000qh）/（75×60/0.736）=qh/6.11（kw）</p><p>　　式中，q為流量（m3/min）；h為總揚程（m）。</p><p>　　設在揚程內1m3的水的重量為1000kg，因此：</p><p>　　泵的軸功率=（有效

59、功率）/ 泵的效率（kw）</p><p>　　電動機輸出功率=（1.05～1.2）×軸功率（kw）</p><p>　　泵是一種平方轉矩負載，其轉速 n 與流量 Q, 揚程 H 及泵的軸功率 N 的關系如下式所示：</p><p>　　Q1=Q2(n1/n2) H1=H2(n12/n22)  N1=N2(n13/n23)  

60、   (2.1)</p><p>　　上式表明，泵的流量與其轉速成正比，泵的揚程與其轉速的平方成正比, 泵的軸功率與其轉速的立方成正比。當電動機驅動泵時，電動機的軸功率P(kw) 可按下式計算:</p><p>　　P=ρQH/ηcηF×10-2          

61、60;  (2.2)</p><p>　　式中： P：電動機的軸功率（KW）</p><p>　　Q：流量（m3/s）</p><p>　　ρ：液體的密度（Kg/m-2）</p><p><b>　　ηc:傳動裝置效率</b></p><p><b>　　ηF：泵的效

62、率</b></p><p><b>　　H：全揚程（m）</b></p><p><b>　　調節(jié)流量的方法：</b></p><p><b>　　5.</b></p><p>　　如圖2.1所示，曲線1是閥門全部打開時，供水系統(tǒng)的阻力特性；曲線2是額 轉速時，泵

63、的揚程特性。這時供水系統(tǒng)的工作點為A點：流量QA，揚程</p><p>　　HA；由（2.2）式可知電動機軸功率與面積OQAAHA成正比。今欲將流量減少為QB，主要的調節(jié)方法有兩種：</p><p>　　（1）轉速不變，將閥門關小  這時阻力特性如曲線3所示，工作點移至B點：流量QB，揚程HB，電動機的軸功率與面積OQBBHB成正比。</p><p>　　

64、（2）閥門開度不變，降低轉速,這時揚程特性曲線如曲線4所示，工作點移至C點：流量仍為QB，但揚程為HC，電動機的軸功率與面積OQBCHC成正比。</p><p>　　對比以上兩種方法，可以十分明顯地看出，采用調節(jié)轉速的方法調節(jié)流量，電動機所用的功率將大為減小，是一種能夠顯著節(jié)約能源的方法。</p><p><b>　　根據異步電動機原理</b></p>

65、<p>　　n=60f(1-s)/p             (2.3)</p><p>　　式中：n:轉速     f:頻率    p:電機磁極對數      s:

66、轉差率</p><p>　　由（2.3）式可見，調節(jié)轉速有3種方法，改變頻率、改變電機磁極對數、改變轉差率。在以上調速方法中，變頻調速性能最好，調速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運行效率高。因此改變頻率而改變轉速的方法最方便有效。</p><p>　　根據以上分析,結合公司中央空調的運行特征，利用變頻器、PLC、數模轉換模塊、溫度模塊和溫度傳感器等組成溫差閉環(huán)自動控制，對中央空調水循環(huán)系統(tǒng)進行節(jié)能

67、改造是切實可行，較完善的高效節(jié)能方案。</p><p>　　因為中央空調系統(tǒng)是由主機、冷凍水、冷卻水等若干個子系統(tǒng)組成的一個較為復雜的系統(tǒng)，所以對每個子系統(tǒng)進行改造時，都要考慮器對整個系統(tǒng)的影響。因此我們在中央空調系統(tǒng)變頻改造時采用了神經元網絡和模糊控制的方法，保證整個系統(tǒng)的最優(yōu)化運行。</p><p>　　4．2 中央空調的各種設備的變頻改造</p><p>　　

68、①卻水泵進行變頻改造</p><p>　　控制原理說明如下：PLC控制器通過溫度模塊及溫度傳感器將冷凍機的回水溫度和出水溫度讀入控制器內存，并計算出溫差值；然后根據冷凍機的回水與出水的溫差值來控制變頻器的轉速，調節(jié)出水的流量，控制熱交換的速度；溫差大，說明室內溫度高系統(tǒng)負荷大，應提高冷凍泵的轉速，加快冷凍水的循環(huán)速度和流量，加快熱交換的速度；反之溫差小，則說明室內溫度低，系統(tǒng)負荷小，可降低冷凍泵的轉速，減緩冷凍水

69、的循環(huán)速度和流量，減緩熱交換的速度以節(jié)約電能。</p><p>　　由于冷凍機組運行時，其冷凝器的熱交換量是由冷卻水帶到冷卻塔散熱降溫，再由冷卻泵送到冷凝器進行不斷循環(huán)的。冷卻水進水出水溫差大，說明冷凍機負荷大，需冷卻水帶走的熱量大，應提高冷卻泵的轉速，加大冷卻水的循環(huán)量；溫差小，則說明，冷凍機負荷小，需帶走的熱量小，可降低冷卻泵的轉速，減小冷卻水的循環(huán)量，以節(jié)約電能。</p><p>&

70、lt;b>　　②變頻節(jié)能系統(tǒng)圖</b></p><p>　?、廴釬R-F540-37K-CH變頻器主要參數的設定</p><p>　　Pr.160   :  0        允許所有參數的讀/寫</p><p>　　Pr.1  

71、;   :  50.00    變頻器的上限頻率為50Hz</p><p>　　Pr.2     :  30.00    變頻器的下限頻率為30Hz</p><p>　　Pr.7     :  30.0

72、     變頻器的加速時間為30S</p><p>　　Pr.8     :  30.0     變頻器的減速時間為30S</p><p>　　Pr.9     :  65.00   

73、0;變頻器的電子熱保護為65A</p><p>　　Pr.52    :  14       變頻器DU面板的第三監(jiān)視功能為變頻器的輸出功率</p><p>　　Pr.60    :  4      &

74、#160; 智能模式選擇為節(jié)能模塊</p><p>　　Pr.73    :  0        設定端子2－5間的頻率設定為電壓信號0～10V</p><p>　　Pr.79    :  2   &#

75、160;    變頻器的操作模式為外部運行</p><p>　?、苋釶LC控制器FX2N-64MR與三菱FR-F540-37K-CH變頻器的接線以及I/O分配</p><p>　?、軵LC與變頻器接線圖</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　2吳業(yè)正、韓寶怡等編

76、：《制冷原理及設備》，西安交通大學出版社1987年版。</p><p>　　朱立編著：《制冷壓縮機與設備》，機械工業(yè)出版社2009年版。</p><p>　　《制冷原理（制冷和空調設備運用與維修專業(yè)）》高等教育出版社</p><p>　　武漢商業(yè)學院學報第31期第2卷，20109版</p><p><b>　　中國制冷網。</