CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)對建筑空調控制系統節能改造
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四、改造內容
4.1冷熱源部分
建筑空調系統是現代大型建筑物和不可缺少的配套設施之一，電能的消耗非常大，約占建筑物總電能消耗的50%。由于中央空調系統都是按最大負載并增加一定余量設計，而實(shí)際上在一年中，滿(mǎn)負載下運行天數恨少，有的只有十多天，大部分時(shí)間都在70%負載以下運行。通常中央空調系統中冷凍主機的負荷能隨季節氣溫變化自動(dòng)調節負載，而與冷凍主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動(dòng)調節負載，造成電能的大量浪費。如果采用根據空調負荷自動(dòng)調節水泵轉速的方式來(lái)調節流量，就可以從根本上節約電能，同時(shí)也可保證空調的使用效果。
該醫院門(mén)診大樓中央空調系統冷熱源部分改造前的主要設備和控制方式：主機800冷噸冷氣主機2臺，空調循環(huán)泵3臺，配用功率75KW；冷卻水泵3臺，配用功率75KW。熱水泵30KW3臺，配用功率30KW?？照{末端為空調箱、新風(fēng)機和風(fēng)機盤(pán)管，為變流量系統，供回站設旁通調節閥平衡水流量。冬季通過(guò)閥門(mén)切換，空調循環(huán)泵水流通過(guò)板式蒸汽/水熱交換器為大樓末端提供熱水。原系統空調循環(huán)泵定頻運行或手動(dòng)調節變頻器，節能效果并不理想。
水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(guān)系如下式所示：
Q1=Q2(n1/n2) H1=H2(n12/n22) N1=N2(n13/n23) (1-1)
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(dòng)機驅動(dòng)泵時(shí)，電動(dòng)機的軸功率P(kw) 可按下式計算:
P=ρQH/ηcηF×10-2 (1-2)
式中： P：電動(dòng)機的軸功率（KW） Q：流量（m3/s） ρ：液體的密度（Kg/m-2）
ηc:傳動(dòng)裝置效率 ηF：泵的效率 H：全揚程（m）
調節流量的方法如圖二所示，曲線(xiàn)1是閥門(mén)全部打開(kāi)時(shí)，供水系統的阻力特性；曲線(xiàn)2是額定轉速時(shí)，泵的揚程特性。這時(shí)供水系統的工作點(diǎn)為A點(diǎn)：流量QA，揚程HA；由（1-2）式可知電動(dòng)機軸功率與面積OQAAHA成正比。今欲將流量從QA調節到QB只需將水泵電機轉速由N2調節到N4，電動(dòng)機軸功率由面積OQAAHA降為面積OQBCHC，節能效果明顯。
經(jīng)實(shí)地勘察，本著(zhù)節省投資，并使改造后的能與原有的系統隨時(shí)方便切換，采用基于三菱FX3U系列PLC控制器、變頻器和外圍傳感器等組成的智能控制系統，自動(dòng)控制的空調循環(huán)、冷卻水泵的變頻運行，主要功能有：
（1）按空調負荷變化來(lái)對空調泵進(jìn)行變頻控制，設定的溫差、壓差（流量）值可人工設定或按不同時(shí)段自動(dòng)調整，以滿(mǎn)足不同時(shí)間段大樓對空調的需求。在夏季制冷工況下，系統還需自動(dòng)保證離心制冷機的允許最低流量，確保系統安全運行。
（2）夏季制冷工況時(shí)根據空調負荷自動(dòng)地在機組允許的冷卻水量范圍內調節冷卻水泵的流量，達到冷卻水泵節能目的。
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