空調(diào)改造可行性報(bào)告

1、一、研究依據(jù)、范圍及年度二、項(xiàng)目建設(shè)的必要性三、建設(shè)項(xiàng)目的概況3.1、* 車站中央空調(diào)系統(tǒng)概況3.2、現(xiàn)有設(shè)備描述3.3、使用運(yùn)營情況四、近、遠(yuǎn)期運(yùn)量預(yù)測或工作量，能力需求及依據(jù)五、項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模和建設(shè)地點(diǎn)六、建設(shè)條件七、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)保護(hù)、節(jié)約能源、消防措施八、建設(shè)方案及推薦意見九、有關(guān)圖表資料 十、經(jīng)濟(jì)效益分析 十一、投資估算和資金來源 十二、項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度安排意見 十三、可行性研究的結(jié)論及需要說明的問題 :一、研究依據(jù)、范圍及年度：研究依據(jù)：范圍： * 車站中央空調(diào)節(jié)能變頻改造 ， 年度： 2008 年二、項(xiàng)目建設(shè)的必要性：2008 年 7 月 23 日溫家寶總理主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議， 研

2、究部署加強(qiáng)節(jié)油節(jié)電工作和開展全民節(jié)能行動(dòng)，審議并原則通過公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例（草案） 和民用建筑節(jié)能條例（草案） 。 會(huì)議指出，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展，能源供應(yīng)緊張已成為 制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素。 與此同時(shí)，我國能源消費(fèi)不合理、 利用效率低的狀況仍然比較嚴(yán)重，國家機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位、大型 公共建筑、城市景觀以及家庭用電等方面還存在許多浪費(fèi)現(xiàn)象， 節(jié)約潛力很大。解決我國能源問題，必須堅(jiān)持節(jié)約與開發(fā)并舉、 節(jié)約優(yōu)先的方針，把節(jié)油節(jié)電工作擺在更加突出的位置，其中尤 其提到要抓好電機(jī)系統(tǒng)節(jié)電及中央空調(diào)節(jié)電工作。 * 車站位于 古絲綢之路的起點(diǎn)，是兵馬俑的故鄉(xiāng)，是全國鐵路十大特等客運(yùn) 站之一，是我國路

3、網(wǎng)中聯(lián)通西北、西南的交通樞紐，素有 “西部第一窗”的美譽(yù)。* 車站現(xiàn)每天接發(fā)固定旅客列車 193 列， 有 5 個(gè)站臺(tái)，9 條旅客列車到發(fā)線， 4 個(gè)候車廳。每天過往旅客眾多， 高峰時(shí)日發(fā)送旅客 9 萬余人。同時(shí)，車站多經(jīng)的兩個(gè)賓館和辦公樓都 在中央空調(diào)的負(fù)荷范圍內(nèi)。 特別是賓館舒適度要求較高。 中央空調(diào)系 統(tǒng)一直處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。 如果想要減少電能的消耗， 就需頻繁啟 動(dòng)機(jī)組，不能根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)負(fù)荷無級微調(diào)。 而中央空調(diào)系統(tǒng)的用電 占 * 車站用電負(fù)荷的 30，給車站的成本造成很大的壓力， 所以，建設(shè)“中 央空調(diào)節(jié)能變頻改造”是改善電力負(fù)荷緊張，節(jié)約車站運(yùn)行成本 的有效途徑，同時(shí)可有力的提

4、高 * 車站的現(xiàn)代化管理水平。 由于設(shè)計(jì)時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)必須按天氣最熱、負(fù)荷最大時(shí)設(shè)計(jì)，并 且留 10-20設(shè)計(jì)余量，然而實(shí)際上絕大部分時(shí)間空調(diào)是不會(huì)運(yùn)行 在滿負(fù)荷狀態(tài)下，存在較大的富余，所以節(jié)能的潛力就較大，其 中，冷凍主機(jī)可以根據(jù)負(fù)載變化隨之加載或減載，但是驅(qū)動(dòng)電機(jī) 一直是工頻運(yùn)行，冷凍水泵和冷卻水泵也不能隨負(fù)荷變化作出相 應(yīng)調(diào)節(jié)， 存在很大的浪費(fèi)。 水泵系統(tǒng)的流量與壓差以前是靠閥門 和旁通調(diào)節(jié)來完成，因此，不可避免地存在較大截流損失和大流 量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象，不僅大量浪費(fèi)電能，而且還造成中 央空調(diào)最末端達(dá)不到合理效果的情況。為解決這些問題需使水泵 隨著負(fù)載的變化調(diào)節(jié)水流量并關(guān)閉旁通

5、。因水泵采用的是YA起動(dòng)方式，電機(jī)的起動(dòng)電流平均為其額定電流的 34倍，在如此 大的電流沖擊下，接觸器、電機(jī)的使用壽命大大下降，同時(shí)，起 動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊和停泵時(shí)的水錘現(xiàn)象，容易對機(jī)械零件、軸承、 閥門、管道等造成破壞， 從而增加維修工作量和備品、 備件費(fèi)用。三、建設(shè)項(xiàng)目的概況（現(xiàn)有設(shè)備的分布、規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)、類型、運(yùn)營使用情況及存在的問題等） ：1、* 車站中央空調(diào)系統(tǒng)概況* 車站中央空調(diào)系統(tǒng)，主要擔(dān)負(fù) * 站候車廳、辦公樓、多 經(jīng)賓館等處的空調(diào)制冷工作。 在中央空調(diào)系統(tǒng)中包含： 制冷壓縮 機(jī)組、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、盤管風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)的容量是按照建筑物最大制選定的

6、，且再留有充足余量。在系統(tǒng)的建設(shè)中沒有使用具備負(fù)載隨動(dòng)調(diào)節(jié)特性的控制系統(tǒng)，無論季節(jié)、晝夜和用戶負(fù)荷怎樣變化，各電機(jī)都長期固定在工頻狀態(tài)下額定功率全速運(yùn)行，造成了能量的巨大浪 費(fèi)。2、現(xiàn)有中央空調(diào)主控系統(tǒng)設(shè)備描述* 車站中央空調(diào)主控系統(tǒng)共有制冷機(jī) 3 臺(tái)，每臺(tái)功率 326KW， 正常運(yùn)行時(shí)兩用一備。其中離心式壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 310KW,占整 個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的絕大部分。 冷凍水循環(huán)泵共有 4 臺(tái)，每臺(tái) 功率55KW,正常運(yùn)行時(shí)三用一備。 冷卻水循環(huán)泵共有4臺(tái)，每 臺(tái)功率45KW,正常運(yùn)行時(shí)三用一備。3、使用運(yùn)營情況* 車站一年中， 只有十幾天時(shí)間， 中央空調(diào)處于最大負(fù)荷運(yùn)行狀 態(tài)。中央空調(diào)冷負(fù)

7、荷，始終處于動(dòng)態(tài)變化之中。如每天早晚、客 流的變化、氣溫的變化，都會(huì)對中央空調(diào)冷負(fù)荷產(chǎn)生影響。一般 每個(gè)制冷季大約要運(yùn)行5個(gè)月時(shí)間，冷負(fù)荷在4080%范圍內(nèi)波 動(dòng)，每個(gè)制冷季至少 70%的時(shí)間是處于低負(fù)荷狀況下運(yùn)行的。同時(shí)其制冷壓縮機(jī)組、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻塔 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等的容量大多是按照建筑物最大制冷負(fù)荷選定的，且留 有充足余量。在沒有使用具備負(fù)載隨動(dòng)調(diào)節(jié)特性的控制系統(tǒng)中， 無論季節(jié)、晝夜和負(fù)荷怎樣變化，各電機(jī)都長期固定在工頻狀態(tài) 下全速運(yùn)行。近年來由于電價(jià)的不斷上漲，使得中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn) 行費(fèi)用急劇上升，致使它在整個(gè)車站營運(yùn)成本費(fèi)用中占據(jù)越來越 大的比例，因此中央空調(diào)系統(tǒng)電費(fèi)的

8、控制顯然已經(jīng)成為 * 車站所 關(guān)注的問題所在。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在中央空調(diào)的用電量占 * 站總用電 量的 40%左右，其中中央空調(diào)主控系統(tǒng)的耗電量約占總空調(diào)系統(tǒng) 耗電量的4050%,故節(jié)約低負(fù)荷時(shí)主控系統(tǒng)的耗電量，具有很 重要的意義。四、近、遠(yuǎn)期運(yùn)量預(yù)測或工作量,能力需求及依據(jù)：我站目前是是全國鐵路十大特等客運(yùn)站之一,是我國路網(wǎng)中 聯(lián)通西北、西南的交通樞紐,素有“西部第一窗”的美譽(yù)。同時(shí) 結(jié)合* 火車站中央空調(diào)設(shè)備及使用的現(xiàn)狀,我們認(rèn)為在 * 車站 建設(shè)“中央空調(diào)節(jié)能變頻改造”項(xiàng)目,可充分挖掘我站的節(jié)能潛 力,為我站節(jié)約成本支出,提高我站的候車舒適度及我站現(xiàn)代化 管理水平再上一個(gè)新臺(tái)階。五、項(xiàng)目建設(shè)

9、規(guī)模和建設(shè)地點(diǎn)：中央空調(diào)節(jié)能變頻改造,通過采用高科技的自動(dòng)化變頻控制 設(shè)備,改變原來由于沒有使用具備負(fù)載隨動(dòng)調(diào)節(jié)特性的控制系統(tǒng), 致使冷凍循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng),不能根據(jù)制冷負(fù)荷的變 化隨動(dòng),調(diào)節(jié)系統(tǒng)功耗的現(xiàn)狀。項(xiàng)目建成后,變頻控制系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)的制冷負(fù)荷及時(shí)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能耗，從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的，提高車站的候車舒適度及車站的現(xiàn)代化管理水平。六、建設(shè)條件（包括征地、拆遷、供電給排水等協(xié)作配合條 件）：在中央空調(diào)節(jié)能變頻改造項(xiàng)目實(shí)施中，相關(guān)設(shè)備全部為 *車站所有，不再牽涉到其它單位，也無征地、拆遷等事項(xiàng)。施工 時(shí)不影響中央空調(diào)的正常使用，不影響其他設(shè)備及部門正常運(yùn)行 和工作。七、環(huán)境

10、保護(hù)、勞動(dòng)保護(hù)、節(jié)約能源、消防措施：中央空調(diào)節(jié)能變頻改造系統(tǒng)中采用的設(shè)備及技術(shù)，符合最新國家 的環(huán)保規(guī)范，項(xiàng)目建設(shè)不會(huì)對 * 車站現(xiàn)有及周邊環(huán)境造成任何損 害及污染。同時(shí)項(xiàng)目建成后，根據(jù)需要合理調(diào)節(jié)中央空調(diào)的負(fù)荷， 從而為我站節(jié)約大量的運(yùn)營成本。八、建設(shè)方案及推薦意見：1、中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理 制冷機(jī)通過壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷 凍水進(jìn)行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī) 風(fēng)口的冷卻盤管中，由風(fēng)機(jī)吹送冷風(fēng)達(dá)到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后 的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換，由冷卻水泵將帶有熱量的冷卻水送到散熱水塔上由水塔風(fēng)扇對其進(jìn) 行噴淋冷卻，與

11、大氣之間進(jìn)行熱交換，將熱量散發(fā)到大氣中去， 如圖(1)所示：圖(1)A 冷凍水循環(huán)系統(tǒng) : 由冷凍泵及冷凍水管道組成。 從冷凍主機(jī) 流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道， 通過各房間的盤管， 帶走房間內(nèi)的熱量，使房間內(nèi)的溫度下降。同時(shí)，房間內(nèi)的熱量 被冷凍水吸收，使冷凍水的溫度升高。溫度升高了的循環(huán)水經(jīng)冷 凍主機(jī)后又成為冷凍水，如此循環(huán)不已。 從冷凍主機(jī)流出，進(jìn)入 房間的冷凍水簡稱為 “出水”，流經(jīng)所有房間后回到冷凍主機(jī)的冷 凍水簡稱為“回水”。無疑回水的溫度將高于出水的溫度形成溫差。 B 冷卻水循環(huán)系統(tǒng) : 冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。 冷凍主機(jī) 在進(jìn)行熱交換、使水溫冷卻的同時(shí)，必將釋

12、放大量的熱量。該熱 量被冷卻水吸收，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫的冷卻水 壓入冷卻塔，使之在冷卻塔中與大氣進(jìn)行熱交換，然后再將降溫 了的冷卻水，送回到冷凍機(jī)組。如此不斷循環(huán)，帶走了冷凍主機(jī) 釋放的熱量。 流進(jìn)冷凍主機(jī)的冷卻水簡稱為“進(jìn)水” ，從冷凍主 機(jī)流回冷卻塔的冷卻水簡稱為“回水” 。同樣，回水的溫度將高于 進(jìn)水的溫度形成溫差。2、* 車站的中央空調(diào)控制方法目前， * 站的中央空調(diào)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的定流量控制方法， 定流量控制方式的特征是系統(tǒng)的循環(huán)水量保持定值不變，當(dāng)負(fù)荷 變化時(shí)，通過改變供水和回水溫度來匹配，定流量供水方式的優(yōu) 點(diǎn)是系統(tǒng)簡單，不需要復(fù)雜的自控設(shè)備，但這種控制方式存在以 下

13、幾個(gè)問題：(1) 、無論末端負(fù)荷大小如何變化， 空調(diào)水泵系統(tǒng)均在設(shè)計(jì)的 額定狀態(tài)下運(yùn)行(水泵功率是按峰值冷負(fù)荷對應(yīng)水流量的 1.2 倍 選配)，能源浪費(fèi)很大，實(shí)際上由于受多種因素的影響，如季節(jié)交 替、氣候變幻、晝夜輪回、使用變化、客流量增減等，中央空調(diào) 系統(tǒng)的負(fù)荷是一個(gè)始終變化的量，空調(diào)負(fù)荷的這種不恒定性，決 定了系統(tǒng)對空調(diào)冷量需求也是一個(gè)隨機(jī)變化的量。若不論空調(diào)負(fù) 荷大小如何變化，系統(tǒng)都在設(shè)計(jì)的額定狀態(tài)下運(yùn)行，勢必造成大 量的能源浪費(fèi)。(2) 、中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)多參量、非線形、時(shí)變性的復(fù)雜系 統(tǒng)，由于空調(diào)負(fù)荷的頻繁波動(dòng)，必然造成水循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行參量 偏離空調(diào)主機(jī)的最佳工作狀態(tài)，導(dǎo)致主機(jī)熱轉(zhuǎn)

14、換效率( COP 值) 降低，系統(tǒng)長期在低效率狀態(tài)下運(yùn)行， 也會(huì)增加系統(tǒng)的能源消耗。(3) 、在工頻狀態(tài)下啟停大功率的水泵電機(jī)，沖擊電流大，不利于 電網(wǎng)的安全運(yùn)行。同時(shí)，在管網(wǎng)上會(huì)產(chǎn)生“水錘”現(xiàn)象，增加管 網(wǎng)的跑冒滴漏現(xiàn)象。3、中央空調(diào)系統(tǒng)變頻調(diào)速的節(jié)電原理 采用變頻技術(shù)控制水泵的運(yùn)行， 是目前中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的最有效途徑之一，圖 (2)和圖 (3)繪出閥門調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速控制兩種狀態(tài)的壓力-流量(H-Q)關(guān)系及功率-流量(P-Q)關(guān)系。圖(2) H- Q圖(3) P- Q 圖(2)、曲線 1 是水泵在額定轉(zhuǎn)速下的H-Q曲線，曲線2是水泵在某一較低速度下的H-Q 曲線，曲線 3 是閥門開度最

15、大時(shí)的管路 H-Q 曲線，曲線 4 是某一 較小閥門開度下的管路 H-Q 曲線，可以看出，當(dāng)實(shí)際工況流量由 Q1下降到Q2,如果在水泵以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行的條件下調(diào)節(jié)閥門開 度，則工況點(diǎn)沿曲線1由A到B;如果在閥門開度最大的 條件下 采用變頻調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，則工況點(diǎn)曲線 3由A點(diǎn)移動(dòng)C點(diǎn)，顯然 B點(diǎn)與C點(diǎn)的流量相同，但B點(diǎn)的壓力比C點(diǎn)的壓力要高很多。 圖(3)、中曲線5為變頻控制水泵調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)方式下的P-Q曲線，曲線6為閥門調(diào)節(jié)方式下的P-Q曲線，曲線6為閥門調(diào)節(jié)方式下的 P-Q 曲線，可以看出在相同流量下，變頻控制方式比閥門調(diào)節(jié)方 式能耗小，根據(jù)離心泵的特性曲線公式P=QHR/102 n 式 (1)

16、式中： P 泵使用工況軸功率( KW) Q 工況點(diǎn)的水 壓或流量( m /S) H 工況點(diǎn)的揚(yáng)程 R 輸出介質(zhì)單位體積 重量( Kg/ m3) n 泵功率 根據(jù)公式( 1 )可知運(yùn)行在 B 點(diǎn)泵 的軸功率為：PB= Q2H2R/102n C點(diǎn)泵的軸功率為：Pc = Q2H3R/102n 兩者之差為 n : P=PB-PC=Q2(H2-H3)R/10? 也就 是說，用閥門控制流量時(shí)，有 P功率被浪費(fèi)掉了，并且隨著閥 門不斷關(guān)小，這個(gè)損耗還要增加，而且轉(zhuǎn)速控制時(shí)，由流體力學(xué)可知，流量與轉(zhuǎn)速 N 的一次方成正比， 壓力 H 與轉(zhuǎn)速 N 的平方成 正比、功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比。即 Q/Qe二N/Ne

17、 H/He=（N/Ne） P/Pe=（N/Ne）式（2） 式中：Qe-額定流量 He-額定壓力 Pe-額定功率Ne-額定轉(zhuǎn)速由上面的公式可知，如果泵類負(fù)載的效率 一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速可成正比例下降，此時(shí)水泵 的軸功率與之成立方倍關(guān)系下降。 由上述流體傳輸設(shè)備水泵、 風(fēng) 機(jī)的工作原理可知： 水泵、風(fēng)機(jī)的流量 （風(fēng)量）與其轉(zhuǎn)速成正比； 水泵、風(fēng)機(jī)的壓力（揚(yáng)程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，而水泵、風(fēng) 機(jī)的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風(fēng)機(jī)的軸功率與其 轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）根據(jù)上述 原理可知：改變水泵、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可改變水泵、風(fēng)機(jī)的功率。例如：將供電頻率由50H

18、z降為45Hz,則P45/P50=453/503=0.729, 即P45=0.729P50P為電機(jī)軸功率）；將供電頻率由50Hz降為40Hz, 則 P40/P50=403/503=0.512,即 P40=0.512P5（ P 為電機(jī)軸功率）。 見圖（4）圖（4） 由以上內(nèi)容可以看出,用變頻器進(jìn)行流量（風(fēng)量）控制時(shí), 可節(jié)約大量電能。中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)是按現(xiàn)場最大冷量需求 量來考慮的,其冷卻泵,冷凍泵按單臺(tái)設(shè)備的最大工況來考慮的, 在實(shí)際使用中有 90%多的時(shí)間,冷卻泵、冷凍泵都工作在非滿載 狀態(tài)下。而用閥門、自動(dòng)閥調(diào)節(jié)不僅增大了系統(tǒng)節(jié)流損失,而且 由于對空調(diào)的調(diào)節(jié)是階段性的,造成整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)

19、工作在波動(dòng)狀 態(tài)；而通過在冷卻泵、冷凍泵上加裝變頻器則可一勞永逸地解決 該問題，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并可通過變頻節(jié)能收回投資。同時(shí) 變頻器的軟啟動(dòng)功能及平滑調(diào)速的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的平穩(wěn)調(diào)節(jié)， 使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，并延長機(jī)組及網(wǎng)管的使用壽命。由于系統(tǒng)中的許多環(huán)節(jié)，特別是溫度、水泵、冷水管道、都 存在著非線性，故變頻節(jié)能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式一般采用的 PID 調(diào)節(jié) 方式。從PID控制的原理可知，帶有積分（I）調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)，具 有很高的穩(wěn)定精度，再由于水系統(tǒng)中的瞬間擾動(dòng)不大，實(shí)際中可 僅采用 PI 調(diào)節(jié)方式。冷凍和冷卻水系統(tǒng)溫度有變化時(shí)， PID 閉環(huán) 會(huì)對出現(xiàn)的偏差進(jìn)行不斷的修正，使變頻器根據(jù) PI 調(diào)節(jié)

20、器或內(nèi)置 PID運(yùn)算不斷地進(jìn)行調(diào)節(jié)（加速或減速），使水泵工作在最佳工作 狀態(tài)。我們在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用閉環(huán) PID調(diào)節(jié)方式，并結(jié)合模糊控 制理論的最新成果。模擬人的思維方式，對一些無法構(gòu)造數(shù)學(xué)模 型的被控對象進(jìn)行有效的控制；模糊智能控制不會(huì)出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象 （見上圖），故系統(tǒng)的節(jié)電率會(huì)有所提高；當(dāng)系統(tǒng)有干擾信號(hào)時(shí)， 能快速響應(yīng)外部擾動(dòng)（見上圖） ，因此模糊系統(tǒng)抗干擾能力很強(qiáng)； 中央空調(diào)的水泵變頻運(yùn)行采用模糊數(shù)字控制后，其智能化程度會(huì) 進(jìn)一步提高、系統(tǒng)的抗干擾能力會(huì)得到加強(qiáng)、節(jié)能效果也會(huì)有所 提高。 變頻調(diào)節(jié)就是利用改變性能曲線方法來改變設(shè)備的工作點(diǎn)， 變速調(diào)節(jié)中沒有附加阻力，是比較理想的一種調(diào)節(jié)方法。

21、通過變 頻器改變電源的工作頻率，從而實(shí)現(xiàn)對交流電機(jī)的無級調(diào)速。泵 和風(fēng)機(jī)采用變速調(diào)節(jié)時(shí)，其效率幾乎不變，流量隨轉(zhuǎn)速按一次方規(guī)律變化，而軸功率按三次方規(guī)律變化。同時(shí)采用變頻調(diào)節(jié)，可 以降低泵和風(fēng)機(jī)的噪聲，減輕磨損，延長使用壽命。4、系統(tǒng)變頻改造方案整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)為一體，根據(jù)空調(diào)負(fù)荷不斷變化的狀況， 通過改變制冷主機(jī)及循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)各參數(shù)運(yùn)行變化情況，同步跟蹤 負(fù)荷的變化，以實(shí)現(xiàn)在滿足負(fù)荷需求的前提下及時(shí)定量供給制冷 量，即做到“按需供應(yīng)” ，基本達(dá)到“不滯后、不多給、不少給” 的目的。這種方法不但與恒流量的水泵和風(fēng)機(jī)相比實(shí)現(xiàn)輔機(jī)最大 幅度的節(jié)能，而且大大優(yōu)化主機(jī)運(yùn)行工況，可達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)節(jié)能 20-

22、35%。* 站中央空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方案是： 采用負(fù)荷側(cè)恒流量模 式，系統(tǒng)所需負(fù)荷是按最大負(fù)荷、最惡劣的氣象條件及最差的使 用工作環(huán)境來設(shè)計(jì)，而實(shí)際運(yùn)行時(shí) 50以上的時(shí)間，系統(tǒng)所需負(fù) 荷都在 50以下，存在有極大的能量浪費(fèi)。且當(dāng)負(fù)荷在變化時(shí)， 傳統(tǒng)的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)根本不能做到同步無級調(diào)節(jié)，滯后的調(diào)節(jié)手 段除通過主機(jī)被動(dòng)地加載卸載外， 幾乎沒有什么其他的控制手段。(1) 循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能：以系統(tǒng)的角度，通過對中央空調(diào)主機(jī)、輔機(jī)的 運(yùn)行工況變化，采集溫度、壓力等多種變化參數(shù)，然后通過負(fù)荷 隨動(dòng)計(jì)算，改變系統(tǒng)冷凍水流量，冷卻水流量和冷卻塔風(fēng)機(jī)風(fēng)量 來適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的變化，同時(shí)使主機(jī)運(yùn)行工況始終處于優(yōu)化的最 佳工

23、作點(diǎn)上。 對冷凍水系統(tǒng)采用最佳輸出能量控制。 當(dāng)環(huán)境溫度、 空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，冷凍水供回水溫度、溫差、壓差亦隨 之變化，壓力傳感器和溫度傳感器將檢測到的這些參數(shù)送至智能控制器?？刂破饕罁?jù)所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)， 實(shí)時(shí)計(jì)算出空調(diào)負(fù)荷所需的制冷量，以及冷凍水供回水溫度、溫 差、壓差的最佳值，并以此調(diào)節(jié)各變頻器輸出頻率，控制冷凍水 泵的轉(zhuǎn)速，改變其流量使冷凍水系統(tǒng)的供回水溫度、溫差、壓差 運(yùn)行在控制器給出的最優(yōu)值。 由于冷凍水系統(tǒng)采用了輸出能量 的動(dòng)態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)空調(diào)主機(jī)冷媒流量跟隨負(fù)荷的需求供應(yīng)，使空 調(diào)系統(tǒng)在各種負(fù)荷情況下，都能既保證環(huán)境的舒適性，又最大限 度地節(jié)省了系統(tǒng)的能量

24、消耗。 冷卻水系統(tǒng)采用最佳熱轉(zhuǎn)換效率 控制。冷卻水系統(tǒng)采用最佳轉(zhuǎn)換效率控制。當(dāng)環(huán)境溫度、空調(diào)末 端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，中央空調(diào)主機(jī)的負(fù)荷率將隨之變化，主機(jī)冷 凝器的最佳熱轉(zhuǎn)換溫度也隨之變化。智能控制器依據(jù)所采集的實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算出主機(jī)冷凝器的最佳熱轉(zhuǎn)換 溫度（拐點(diǎn)溫度）及冷卻水最佳出、入口溫度，并以此調(diào)節(jié)冷卻 水泵變頻器的輸出頻率，控制冷卻水泵轉(zhuǎn)速，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)冷卻水的 溫差，使冷卻水的進(jìn)、出口溫度逼近智能控制器給出的最優(yōu)值， 從而保證中央空調(diào)主機(jī)隨時(shí)處于最佳轉(zhuǎn)換效率狀態(tài)下運(yùn)行。 由 于冷卻水系統(tǒng)采用最佳轉(zhuǎn)換效率控制，保證了中央空調(diào)主機(jī)在滿 負(fù)荷和部份負(fù)荷的情況下，均處于最佳工作狀

25、態(tài)，始終保持最佳 的能源利用率（即 COP 值），從而降低了空調(diào)主機(jī)的能量消耗， 同時(shí)因冷卻水泵經(jīng)常在低于額定負(fù)荷下運(yùn)行，也最大限度地節(jié)約 了冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)的能量消耗。（2）多參量非線性控制：本系統(tǒng)為多參量、時(shí)變、非線性系統(tǒng)，以PLC和數(shù)據(jù)分析觸摸控 制中心為控制手段，設(shè)計(jì)一套具有自尋優(yōu)自適應(yīng)的智能控制、功 能完善的穩(wěn)定安全的控制系統(tǒng)。 本中央空調(diào)動(dòng)態(tài)負(fù)荷跟蹤節(jié)能控 制系統(tǒng)，與中央空調(diào)系統(tǒng)配合使用，可實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的高效 節(jié)能，效果顯著。經(jīng)理論計(jì)算，與恒流量中央空調(diào)系統(tǒng)相比，全 年平均節(jié)電率可達(dá) 20%-30%。該項(xiàng)目技術(shù)含量高， 是集空調(diào)技術(shù)、 制冷技術(shù)、智能控制理論和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

26、為一體的中央空調(diào)高 效節(jié)能系統(tǒng)。系統(tǒng)特色 :(1)全閉環(huán)：將中央空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)等作為整體構(gòu)成節(jié)能控制系統(tǒng)， 尋求一種最佳的控制規(guī)律，使中央空調(diào)主機(jī)、冷媒流量系統(tǒng)都隨 負(fù)荷Q的變化而變化，旨在滿足空調(diào)區(qū)舒適性所需負(fù)荷 Q前提下， 實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最大程度的節(jié)能。(2) 運(yùn)行更穩(wěn)定、維護(hù)量低、安全：優(yōu)化了主機(jī)運(yùn)行模式，減少主 機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，降低電網(wǎng)需求容量；采用軟啟停和低頻運(yùn) 行水泵、風(fēng)機(jī)，避免啟停沖擊電網(wǎng)和減輕設(shè)備機(jī)械磨損，延長設(shè) 備使用壽命。(3) 系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)： 本節(jié)電系統(tǒng)與舊裝中央空調(diào)系統(tǒng)配套使用 ,不改 變原系統(tǒng)的安裝，系統(tǒng)接口簡單，節(jié)電系統(tǒng)的加載與卸載切換方 便，無沖擊。本系統(tǒng)占地面積

27、小，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行無需看護(hù)、低噪 聲、無異味；節(jié)能高、環(huán)保好；不產(chǎn)生有害物質(zhì)，對環(huán)境沒有不 良影響。4.1 冷凍泵 /冷卻泵變頻控制方案 * 站現(xiàn)有冷凍泵四臺(tái)，正常工 況下三用一備，能夠滿足制冷負(fù)荷的運(yùn)行要求。參考泵的運(yùn)行特 點(diǎn)結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，變頻器選用帶矢量控制的泵類專用的變 頻器。(1)、控制主電路的設(shè)計(jì) 考慮到設(shè)備運(yùn)行的特殊性，原有的冷凍 泵/冷卻泵電機(jī)啟動(dòng)柜保持不變，當(dāng)變頻啟動(dòng)柜出現(xiàn)問題時(shí)可以， 利用原控制柜正常啟動(dòng)冷凍泵 / 冷卻泵。而且正常運(yùn)行時(shí)可以做從 變頻運(yùn)行狀態(tài)，切換到工頻運(yùn)行狀態(tài)?？紤]到實(shí)際的運(yùn)行效果及 節(jié)約改造成本冷凍泵 / 冷卻泵系統(tǒng)準(zhǔn)備用一臺(tái)變頻器控制冷凍泵 / 冷

28、卻泵中的兩臺(tái)泵的變頻運(yùn)行。 因現(xiàn)在冷凍泵 / 冷卻泵采用三用 一備的運(yùn)行方式， 使用一臺(tái)變頻器控制冷凍泵 /冷卻泵中的兩臺(tái)電 機(jī)變頻運(yùn)行， 另外一臺(tái)在工頻狀態(tài)下運(yùn)行。 控制主電路見圖 (8) 冷 凍泵/冷卻泵主控電路(2)、功能控制方式 工作流程： 開機(jī)：當(dāng)中央空調(diào)控制系統(tǒng) 發(fā)送冷凍泵/冷卻泵啟動(dòng)指令后，由變頻控制系統(tǒng)PLC發(fā)出冷凍泵 /冷卻泵變頻器及電機(jī)啟動(dòng)指令，啟動(dòng)相應(yīng)冷凍泵/冷卻泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)。同時(shí)參照采集的相關(guān)溫度信號(hào)，給出變頻器運(yùn)行的頻率，并 根據(jù)得到的信號(hào)自動(dòng)選擇開啟冷凍泵 /冷卻泵臺(tái)數(shù)及機(jī)號(hào)。 并在運(yùn) 行中根據(jù)采集到的各相關(guān)數(shù)據(jù)，通過運(yùn)算給出合適的頻率指令， 控制電機(jī)的運(yùn)行。 停機(jī)：當(dāng)中央空調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)送冷凍泵 / 冷卻 泵停機(jī)指令后，由變頻控制系統(tǒng)PLC發(fā)出冷凍泵/冷卻泵變頻器及 電機(jī)停止指令，關(guān)閉相應(yīng)冷凍泵 /冷卻泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 保護(hù)：當(dāng) 變頻控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障后原有系統(tǒng)冷凍泵 /冷卻泵啟動(dòng)系統(tǒng)， 還能正常運(yùn)行。 切換電機(jī)：當(dāng)系統(tǒng)檢測到其他機(jī)組給出啟動(dòng)指令，自 動(dòng)將現(xiàn)在變頻運(yùn)行的機(jī)組切換到工頻運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)將變頻器調(diào) 整到電機(jī)的初時(shí)啟動(dòng)狀態(tài)，并啟動(dòng)系統(tǒng)指定啟動(dòng)