應用背景

中央(yang)空(kong)調(diao)(diao)(diao)系統是一個(ge)龐大(da)的(de)設備群體，大(da)量的(de)統計結果表明，空(kong)調(diao)(diao)(diao)系統所(suo)消(xiao)耗的(de)電能，約(yue)(yue)占樓宇(yu)電耗的(de)40—60%。就任(ren)何建筑物來(lai)說，選(xuan)(xuan)(xuan)用空(kong)調(diao)(diao)(diao)系統都是按(an)當地(di)最熱天氣時(shi)所(suo)需(xu)的(de)最大(da)制冷量來(lai)選(xuan)(xuan)(xuan)取擇(ze)機(ji)型的(de)，且留有 10%—15%的(de)余量，各配套系統按(an)最大(da)負(fu)載量配置，這種(zhong)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)不(bu)(bu)是最合理的(de)。 在(zai)組成空(kong)調(diao)(diao)(diao)系統的(de)各種(zhong)設備中，水泵(beng)所(suo)消(xiao)耗的(de)電能約(yue)(yue)占整個(ge)空(kong)調(diao)(diao)(diao)系統的(de)四(si)分之一左右。早期空(kong)調(diao)(diao)(diao)的(de)水泵(beng)普遍采用定流量工(gong)作，能源浪(lang)費非常(chang)嚴重(zhong)。而實(shi)際運行時(shi)，中央(yang)空(kong)調(diao)(diao)(diao)的(de)冷負(fu)荷(he)總是在(zai)不(bu)(bu)斷變化(hua)(hua)的(de)，冷負(fu)荷(he)變化(hua)(hua)時(shi)所(suo)需(xu)的(de)冷媒水、冷卻(que)水的(de)流量也不(bu)(bu)同(tong)，冷負(fu)荷(he)大(da)時(shi)所(suo)需(xu)的(de)冷媒水、冷卻(que)水的(de)流量也大(da)，反(fan)之亦(yi)然。

而根據一(yi)項對中空(kong)調(diao)機組運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態進行(xing)(xing)分析的(de)權威調(diao)查顯(xian)示，中空(kong)調(diao)機組90%的(de)運(yun)行(xing)(xing)時(shi)間(jian)處(chu)于(yu)非滿負荷(he)運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態。而冷(leng)凍水泵(beng)、冷(leng)卻水泵(beng)以及(ji)風機在此(ci)90%的(de)時(shi)間(jian)內仍處(chu)于(yu)100%的(de)滿負荷(he)運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態。這樣就導致了"大流量小溫差"的(de)現象，使大量的(de)電(dian)能白白浪費。

中央空調系統的構成及工作原理

中央空調系(xi)統(tong)主要(yao)由制冷機(ji)、冷卻(que)水(shui)循環系(xi)統(tong)、冷凍(dong)水(shui)循環系(xi)統(tong)、風機(ji)盤管系(xi)統(tong)和散熱水(shui)塔組成(cheng)，其(qi)系(xi)統(tong)結構(gou)如(ru)下圖所示：

圖1 中央空調原理

制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)機通(tong)過壓(ya)縮機將(jiang)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)壓(ya)縮成液(ye)態(tai)后送(song)蒸(zheng)發(fa)器中(zhong)(zhong)與(yu)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)凍(dong)(dong)水(shui)(shui)(shui)進行熱(re)交(jiao)換，將(jiang)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)凍(dong)(dong)水(shui)(shui)(shui)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)，冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)凍(dong)(dong)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)將(jiang)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)凍(dong)(dong)水(shui)(shui)(shui)送(song)到各風機風中(zhong)(zhong)的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)盤管中(zhong)(zhong)，由(you)風機吹送(song)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)風達到降溫(wen)的(de)(de)目的(de)(de)。經蒸(zheng)發(fa)后制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)在冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)凝器中(zhong)(zhong)釋放出熱(re)量，與(yu)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)循(xun)環水(shui)(shui)(shui)進行熱(re)交(jiao)換，由(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)將(jiang)帶來熱(re)量的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)到散(san)熱(re)水(shui)(shui)(shui)塔(ta)上由(you)水(shui)(shui)(shui)塔(ta)風扇(shan)對其進行噴淋冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)，與(yu)大氣之間進行熱(re)交(jiao)換，將(jiang)熱(re)量散(san)發(fa)到大氣中(zhong)(zhong)去。

空(kong)調系統在(zai)實際運行時，隨著(zhu)時間(jian)(jian)不(bu)同、使用(yong)空(kong)間(jian)(jian)以及(ji)氣溫變化，絕(jue)大(da)多數(shu)時間(jian)(jian)內，實際需要的冷負荷(he)低于設(she)計值(zhi)，但冷凍(dong)水泵和(he)冷卻水泵由工(gong)頻控制，處于100%的滿負荷(he)運行狀(zhuang)態，浪費大(da)量電能(neng)。

改造方案工作原理

在(zai)原中(zhong)央空調(diao)系統中(zhong)增加DC220溫差控制(zhi)器、變頻(pin)器控制(zhi)冷凍水泵及冷卻(que)水泵，其系統結(jie)構如下(xia)圖(tu)所示。

DC220溫差(cha)控制器(qi)(qi)對(dui)中央空調冷媒水、冷卻(que)水的(de)(de)(de)進出(chu)口水溫進行(xing)檢測，并根據實(shi)際的(de)(de)(de)溫差(cha)值(zhi)控制變頻器(qi)(qi)調整(zheng)冷凍(dong)泵、冷卻(que)泵的(de)(de)(de)工作狀態（主(zhu)要(yao)是轉速），使系(xi)統冷媒流量跟隨負荷的(de)(de)(de)變化而(er)同步變化，從而(er)在確保中央空調系(xi)統能夠滿足人體對(dui)舒適(shi)度(du)的(de)(de)(de)要(yao)求的(de)(de)(de)前提(ti)下，保證空調系(xi)統的(de)(de)(de)能效率（COP值(zhi)）總是處(chu)在最(zui)優化的(de)(de)(de)節(jie)能運行(xing)狀態，以此(ci)大幅度(du)的(de)(de)(de)降低系(xi)統能源消(xiao)耗(hao)。

DC220溫(wen)差(cha)控制(zhi)器可(ke)以采(cai)用(yong)PID控制(zhi)方式，使(shi)進出水溫(wen)差(cha)控制(zhi)在一個恒定值，也可(ke)以采(cai)用(yong)純(chun)比例控制(zhi)方式，此時將積分(fen)微分(fen)參數設置為(wei)OFF，冷(leng)卻(que)水泵和冷(leng)凍(dong)水泵的工作(zuo)頻率與(yu)溫(wen)差(cha)成比例。這兩種方案都(dou)能(neng)達到理(li)想的節(jie)能(neng)效(xiao)果。

圖2. DC220溫差控制器在中央空調系統中的應用