浅析的中央空调节能改造

浅析的中央空调节能改造

在当今的现代建筑物中，中央空调是必不可缺的电气设 施之一，特别是大型车间、办公场所，但是由于其耗能非常大， 因此，对中央空调节能改造的探索一直没有停歇。而在中央 空调节能改造中应用 PLC 及变频器，不仅可以大幅度节约电 能和提高中央空调的自动化程度，还能使系统具有运行可靠、 结构简化、维护维修方便等优点。因此，中央空调的节能改 造都普遍倾向于应用 PLC 及变频器。

1 中央空调系统的构成 中央空调系统主要有一下四大件组成 ：它们是压缩机、 冷凝器、蒸发器和节流部件。

1.1 压缩机部分

这是整个中央空调系统的核心，也是空调系统运行的动 力。对老旧中央空调系统的改造，主要是对这部分的改造。 压缩机的好坏会直接影响到整个空调的效果。通过对压缩机 等的改造，达到提高效率的目的。 根据压缩机的工作原理，可分为容积型和速度型两种。在 改造时可根据压缩机的具体情况进行。如果是容积型压缩机， 可通过对运动机构的改造，以减少压缩室容积，从而提高压 缩的整体运行功能。

1.2 冷凝器

冷凝器的作用是将压缩机排出的高压的制冷剂，通过热 蒸汽冷却形成液体或气液混合物，再由水或空气介质放出热 能或冷气。冷凝器按其冷却介质和冷却的方式，可以分为水 冷式、气冷式、水和气混合冷却式三种类型。在改造时可根 据情况而定。

1.3 蒸发器

蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发， 转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。

2 变频节能改造措施

2.1 变频节能原理

变频节能主要是对压缩水泵调速，水泵的流量 Q 与其转 速 n 成正比。电动机的转速与电源的频率成正比，如果在不 考虑机械传动部分能量损耗的情况下，可以通过电源频率 f 的 控制，增加其输出功率，从而达到降低能耗的目的。

2.2 节能改造措施

在中央空调热交换量方面，可以对各循环水系统的回水 与出水的温差进行调节，控制热交换速度，使其减少能量损耗。 目前，中央空调的节能控制改造措施，主要的就是使用这种 方法。这种方法是利用 PLC、变频器和温度模块组成温差闭 环的自动控制系统，跟随回水与出水温差的变化，自动调节 水泵的输出流量，实现节能的目的。

2.3 控制冷却水循环系统温差

根据室内与外界的温差大小，改造冷却水循环系统。室内 温差大，热负荷就会大，冷却泵的转速就会提高，室内温差小， 热负荷较小，冷却泵的转速就会降低。根据这一原理，可以 在出水与回水之间的温差方面作为控制室温的切入口，安装 调节装置，合理调节系统中冷却泵的功率，根据室外温度和 室内热负荷两个因素调整循环系统的热交换量。

2.4 控制冷冻泵水循环系统

冷冻泵是中央空调核心部件，是出冷冻水的主要环节， 它运行的好坏决定了制冷的效果，一台中央空调的制冷效果 主要由它决定。所以对冷冻泵水循环系统的控制很重要。因此， 对于冷冻水循环系统的节能改造，可以把回水温度作为控制 系统的指标，通过加装变频器，实现对冷冻泵流量的自动调节， 从而实现对室内温度的控制。

3 系统节能改造设计

在中央空调的节能改造中，涉及到许多专业技术问题，不 一样的空调，改造方案也不一样。为了说明这个问题，我以两 台冷却泵 M1、M2和两台冷冻水泵 M3、M4的转速控制采用 变频节能改造方案，改造采用 PLC、变频器、触摸屏组成的 控制系统举例。这两台空调在正常情况下，系统运行在变频 节能状态，其上限运行频率为50Hz，下限运行频率为40Hz ； 当变频节能系统出现故障时，可以启动原水泵的控制回路使 电动机投入工频运行 ；在变频节能状态下可以自动调节频率， 也可以手动调节频率，每次的调节量为0.5Hz。冷冻水泵（或 冷却泵）之间可以进行手动转换。 控制部分通过温度传感器（PT100）采集冷却水的出水和 回水温度，然后通过与之连接的模拟量输入模块（温度采集 模块）FX2N-4AD-PT，将采集的模拟量转换成数字量传送给 PLC，经过测算，出水和回水的温差大，则水泵的转速就大 ； 温差小，则水泵的转速就小，从而使温差保持在一定的范围 内（3.5-4℃），达到节能的目的。

3.1 控制输入 / 输出系统

可以采用压力控制器进行控制，用压力控制进行压力保 护，空调机组有低压和高压控制器，利用控制器来控制工作 压力的范围，当系统压力到调定值时，开关自动切断（或接通） 电路。根据系统控制要求，调整输入 / 输出分配，以此来实现 对空调的调节。

3.2 控制程序设计 整个控制程序由冷却水出回水温度检测及温差计算程序、 D/A 转换程序、手动调速程序、自动调速程序和变频器、水泵 启停报警的控制程序组成。在整个控制程序的设计中，要全 面考虑，统筹安排，做到心中有数。冷却泵出回水、温差计算、 数模转换等程序，都要有所体现。这样才能控制变频器的转速， 以达到最佳的调节状态。

4 结语

综上所述，由于中央空调系统的工况随室外空气状态和 室内情况的变化而变化的，所以对节能改造后的设备要经常 进行检查调节。发现问题及时解决。中央空调系统是对楼宇 及建筑内空气进行调节的系统，其能耗较大，因此，对其进 行节能改造是必须的。不但是为了节能减耗降成本，更是对 环境的保护，其意义巨大，希望能引起重视。