冷卻塔風機控制

引言在中央空調水冷式機組中，使用循環(huán)冷卻水是最常用的方法之一。為了使機組中加熱了的水再降溫冷卻，重新循環(huán)使用，常使用冷卻塔。風機為機械通風冷卻塔的關鍵部件，通常都采用戶外立式冷卻塔專用電機，具有效率高，耗電省，防水性能好等特點。水在冷卻塔滴下時，冷卻風機使之與空氣較充分的接觸，將熱量傳遞給周圍空氣，將水溫降下來。由于冷卻塔的設備容量是根據(jù)在夏天最大熱負載的條件下選定的，也就是考慮到最惡劣的條件，然而在實際設備運行中，由于季節(jié)、氣候、工作負載的等效熱負載等諸多因素都決定了機組設備經常是處于在較低熱負載的情況下運行，所以機組的耗電常常是不必要的和浪費的。因此，使用變頻調速控制冷卻風機的轉速，在夜間或在氣溫較低的季節(jié)氣候條件下，通過調節(jié)冷卻風機的轉速和冷卻風機的開啟臺數(shù)，節(jié)能效果就非常顯著。冷卻水系統(tǒng)能耗是空調系統(tǒng)總能耗的重要組成部分之一。采用截止閥對冷卻水流量進行調節(jié)將導致能量無謂的浪費，在部分負荷時固定冷卻水流量以及不對冷卻塔風機電機進行控制也將浪費大量電能。如采用微機控制技術和變頻調速技術對冷卻水系統(tǒng)進行控制節(jié)能效果約為30%，具有顯著的節(jié)能效益。特別對于賓館、飯店、商場等工作期較長的集中空調系統(tǒng)以及南方地區(qū)空調運行期長的其他建筑物空調系統(tǒng)，采用空調冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能運行系統(tǒng)的投資回收期一般在1~2年，具有非常顯著的經濟效益。典型的冷卻塔風機控制方式在典型的冷卻塔風機控制系統(tǒng)中，變頻器可以利用內置PID功能，可以組成以溫度為控制對象的閉環(huán)控制。圖1所示為典型的冷卻塔變頻控制原理，冷卻塔風機的作用是將出水溫度降到一定的值，其降溫的效果可以通過變頻器的速度調整來進行。被控量（出水溫度）與設定值的差值經過變頻器內置的PID控制器后，送出速度命令并控制變頻器頻率的輸出，最終調節(jié)冷卻塔風機的轉速。設定值卩映制農吸變裁控制嗡出^fr/Hi*圖1冷卻塔風機變頻控制原理圖設定值卩映制農吸變裁控制嗡出^fr/Hi*圖1冷卻塔風機變頻控制原理圖在這里，溫度信號給定量通過變頻器操作面板的參數(shù)進行設定，溫度反饋量通過出水管路中的溫度檢測

以4－20mA的電流形式從R口輸入（以安川變頻器為例），然后通過設置合理的PI參數(shù)（比例增益Kp=80%;

積分時間Ki=30S;采樣周期T=5s;偏差極限10%）就可以獲得滿意的閉環(huán)控制效果。冷卻塔風機變頻器的

接線示意圖如圖2所示。圖2冷卻塔風機變頻接線示意圖對冷卻塔風機采用變頻調速控制,還應注意以下幾點:由于冷卻塔風機拖動部分的轉動慣量GD2—般都較大，所以給定加減速時間要長一些，如30~50s。在實際運轉中經常出現(xiàn)由于外界風力作用下，冷卻風機會自轉，此時如果起動變頻器，電動機會進入再生狀態(tài)，就會出現(xiàn)故障跳閘，對于變頻器應該將啟動方式設為轉速跟蹤再啟動。這樣一來，變頻器在啟動前，通過檢測電機的轉速和方向，實施對旋轉中電機的平滑無沖擊啟動。由于采用普通電機，因此應該設置最低運轉頻率，以保持電機合適的溫升，一般應將頻率下限設為20Hz。為防止冷卻風機在較寬的運轉頻率范圍內(一般20Hz~50Hz)出現(xiàn)特定轉速下的機械共振現(xiàn)象，應該在試運轉中分析這種情況，并采取修改參數(shù)的方法使系統(tǒng)的固有頻率列為跳躍頻率。多風機節(jié)能控制系統(tǒng)在中央空調大容量系統(tǒng)中,采用多冷卻塔控制也是一種常見的方式，這里介紹了多風機節(jié)能控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。圖3冷卻塔多風機變頻控制原理圖在本系統(tǒng)中，采用PLC控制2臺風機，其中M1為工頻風機，M2為變頻風機，如圖3所示（其中變頻器采用艾默生的TD2000系列）。M2變頻風機控制采用閉環(huán)溫度PID控制（同上節(jié)控制原理），PLC則利用TD2000的開路集電極Y1和Y2的輸出功能，獲得該變頻器的頻率運行狀態(tài)時候是在上限（FHL）或是下限（FLL），就可以自動開停M1工頻風機，而M2變頻風機始終處于工作狀態(tài)。M2的工作狀態(tài)分兩種，一是處于20Hz~50Hz運行，另外一種是長時間處于20Hz運行，為了保證節(jié)能效果，對于后者就可以采用節(jié)能方式（休眠狀態(tài)）。它只需要設置一個零頻運行閾值和零頻回差即可。這樣休眠的控制方式非常有效。PLC的作用只要起到了開關控制的作用，可采用小型PLC，如西門子的CPU221、LG公司的K10S1及其他品牌的小型PLC。當然本方案的功能只對同一出水并聯(lián)的多冷卻塔才有效，不同機組或不同出水管路則不一定有效。結束語綜上所述，空調系統(tǒng)的冷負荷是隨室外氣象條件而變化的，空調系統(tǒng)