惠丰变频器在中央空调循环水泵中的应用

一  前言
随着经济的发展，人们生活水平的提高，大家对自己的工作，生活环境也越来越重视，现在兴建的高档商住楼，宾馆，大型商场在基建时都是采用了中央空调系统。该系统在设计时是按照最热天气，最大负荷来设计，通常还留有10－15%的设计余量。该系统在整幢建筑里可以说是耗电大户，电能耗费一般在50%-60%，所占比重很大。但在实际工作过程中，大部分时间该系统都不是需要满负荷工作，有着较大的富裕空间，因此有必要对旧有系统进行节能降耗改造。

二  变频改造的方式和方案
要改造该系统首先要了解该系统：
通常中央空调系统分为冷冻压缩机（主机）和水循环系统。水循环系统又分为冷冻水系统和冷却水系统。 在旧的中央空调系统中，冷冻压缩机可以根据负载变化随之加栽和卸栽，但冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载的变化任意调节，这样当负荷不是很大时，就存在很大的浪费，节能潜力较大。

改造的节能原理
原系统水循环的流量和压差是通过调节阀门开度和旁通调节完成的。这不可避免的存在较大截流损失和大流量，高压力，低温差现象，既浪费大量电能，又导致中央空调末端达不到理想的制冷效果。要解决该问题最好方案就是使水泵随负载的变化自动调节水流量而不是靠改变阀门的开度。（附系统原理图）


从上图中我们可以清楚的看出冷却水循环系统和冷冻水循环系统，其中冷却水循环系统是用来冷却冷冻机组的，该系统包括以下结构： 冷冻压缩机组，冷却泵，冷却水管道，冷却塔。冷却水将压缩机组工作时产生的热量带走通过冷却水泵加压通过管道带到冷却塔，在冷却塔的冷风的作用下降温冷却再流入压缩机组，这样可以保证压缩机组在正常的温度下工作。

冷冻水系统： 冷冻压缩机组。冷冻泵，冷冻水管路，冷冻水流出压缩机组后经冷冻泵加压后进入冷冻水管路进入房间进行热交换，带走热量，降低房间温度。

冷却风机：
房间内冷却风机：安装于房间内，将经冷却降温的冷空气吹进室内，加大室内的热交换
室外冷却塔风机：降低冷却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。
从以上可以看出，中央空调系统的工作过程就是一个循环的热交换过程，2条水循环系统便成为这个过程传递者。因此实现对水循环系统的控制便成为重中之重。

原系统的温度控制方式：采用热电阻的方式： 图中Rt1,Rt2,Rt3 为3处感温部位
冷冻压缩机组
冷却水循环系统
冷冻水循环系统
冷风机拖动系统

原系统该部分均不能实现调速，能耗大，实现温度精确控制困难。

变频调速的原理分析
该系统的热交换由两个水循环系统来完成。水循环系统的回水与进（出）水温度之差，反映了需要进行热交换的热量。根据回水与进水（出）水温度差来控制循环水的流速从而控制热交换的速度，应该是合理的控制方法。
（1）冷冻水循环系统的控制――通过回水温度实现变频控制
由于冷冻水的回水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，是比较稳定的，我们根据回水温度的高低可以判断出房间内的温度。可以根据回水温度实现变频控制：回水温度高，说明房间温度高，应该提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度；反之，回水温度低，说明房间温度低，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度，达到节约能源的目的。

（2）冷却水循环系统的控制――通过检测进水和回水的温差实现变频控制。
冷却塔的水温是随环境温度变化而变化的，因此单侧水温度不能准确地反映冷冻机组内产生热量的多少。对于冷却泵，以进水和回水间的温差作为控制依据，实现恒温差控制是可行的。温差大，说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，增大冷却水的循环速度；温差小，说明冷冻机组产生的热量小，可以降低冷却泵的转速，减缓冷却水的循环速度，以实现节能的目的

变频调速的实际控制模式
1针对室内冷却风机：可以采用惠丰公司HFK系列空调专用变频器，温感探头可以准确感测房间内的温度（0－50度），采用PID控制模式，实现对房间温度的精确控制。
（控制原理图）


2针对循环水泵：可以采用恒温差控制模式，采用PID调节，如果有多台水泵，可以采取类似恒压供水一拖多模式，采用内置PI调节模式或采用外用PID调节器，感温元件可以外购。