东力科创变频改造节能方案分析
中央空调各循环水系统的回水与出水温度之差,反映了整个系统需要进行的热交换量。因此,根据回水与出水的温度差来控制循环水的流量,从而控制热交换的速度,是首选的节能控制方法。
● 冷冻水循环系统
冷冻水的出水温度是由主机的制冷效果决定的,通常比较稳定,因此冷冻回水温度可以准确的反映室内的热负荷情况。由此,对于冷冻水循环系统的节能改造,可以取回水温度作为控制目标,通过变频器对冷冻泵流量的自动调节来实现对室内温度的控制。
● 冷却水循环系统
冷却水循环系统同时受室外环境温度及室内热负荷两方面影响,循环水管道单侧的水温不能准确反映该系统的热交换量,因此以出水与回水之间的温差作为控制室内温度的依据是合理的节能方式。在外界环境温度不变的情况下,温差大,说明室内热负荷较大,应提高冷却泵的转速,增大冷却水循环的速度;相应的,温差小则减小冷却泵转速。
● 方案结构示意图
根据上述分析,可得出整个节能工程结构示意图如图3所示:
由上图,该节能方案的基本思路为:
分别在主机蒸发器回水处、冷凝器出水及回水处安装温度传感器,实时检测管网的温度,以模拟信号(0~10V或者4~20mA)反馈给变频器,通过变频器内置的PID运算输出相应的频率指令后自动调节水泵转速,从而调节各循环水的热交换速度,最终实现对室内恒温度的控制。需要特别说明的是,变频器内部在设计上集成了温差反馈处理功能,系统无须另配专用控制模块。
● 电路控制方案
某公司中央空调机组数据如下表:
三台水泵中,春秋季节只用一台,备用两台;夏季高峰时常用两台,一台备用。
要求:变频器实时测量当前水压,并自动判断需要投入多少台泵。
CT110恒压供水原理图如下:
图4CT110变频器恒压供水示意图
● 变频器参数设置表

● CT110供水逻辑说明
CT110系列专用变频器内置供水专用逻辑,优化的PID控制保证水压恒定。同时自动处理加泵减泵动作逻辑,并在加减泵动作阶段自动调频保证加减泵时水压依然稳定可控。供水逻辑说明如下:
1、加泵逻辑:当水压持续低于设定压力,变频器升速运行,当变频器升速至加泵频率点(F13.01),此时若水压仍低于(设定水压百分比)-(加泵压力容差百分比F13.02),则认为当前水泵个数不够使用,需增加水泵运行,加泵延时时间到达后,辅助继电器动作,此时加泵运行。
2、加泵辅助逻辑:新加入的泵为工频泵,加泵过程中可能会导致水压快速升高,因此加泵的过程中变频泵会自动降频以避免加泵时水压过大,此时的变频器减速时间由F08.01决定。
3、减泵逻辑:当水压持续高于设定压力,变频器减运行,当变频器减速至减泵频率点(F13.04),此时若水压仍低于(设定水压百分比)+(减泵压力容差百分比 F13.05),则认为当前水泵个数太多,需减少水泵运行,减泵延时时间到达后,辅助继电器动作,此时减泵运行。
4、减泵辅助逻辑:新减小的泵为工频泵,减泵过程中可能会导致水压快速下降,因此减泵的过程中变频泵会自动升频以避免加泵时水压过低,此时的变频器加速时间由F08.00决定。
5、休眠功能逻辑:当辅助泵都已停止,水压依然偏高,则变频器降速运行,当变频器运行频率低于减泵频率点,变频器自动休眠,键盘显示“SLEEP”状态。
6、休眠唤醒逻辑:变频器休眠状态下,当水压偏低时,PID算得的设定频率高于唤醒频率设定,且当前压力低于(设定水压百分比)-(唤醒压力容差百分比F13.02),则认为需要变频泵运行,经唤醒延时,变频泵休眠唤醒。
7、水泵控制优先级:水泵参与运行的优先级为:变频泵>辅助泵1>辅助泵2。即,当需要加泵时,先加变频泵,其次辅助泵1,最后辅助泵2;当需要减泵时,先减辅助泵2,其次减辅助泵1,最后减变频器休眠待机。
● 变频节能系统特点
1、变频器界面为LED显示,监控参数丰富;键盘布局简洁、操作方便;
2、温度/温差传感器为数字双屏LED显示,温度参数设定方便,易于监控;
3、变频器有过流、过载、过压、过热等多种电子保护装置,并具有丰富的故障报警输出功能,可有效保护供水系统的正常运作;
4、加装变频器后,电机具有软启动及无极调速功能,可使水泵和电机的机械磨损大为降低,延长管组寿命;
5、变频器内部装有大容量滤波电容,可有效提高用电设备的功率因数;
6、该系统实现了对温度的PID闭环调节,室内温度变化平稳,人体感觉舒适。