山宇SY6000变频器在大中型中央空调循环水中的应用_电机_pid

山宇SY6000变频器在大中型中央空调循环水中的应用

2008/5/14 9:40:00

一．概述
随着生活水平的提高，人们已开始关注生活与工作环境的舒适性，大型公共建筑（如商场、宾馆、办公大楼等）均设置有中央空调系统。中央空调一般由压缩机组、循环水系统、末端风机盘管装置三部分组成，其中循环水系统的心脏就是冷却水泵和冷冻水泵。在中央空调系统的设计中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有10-20%的设计余量。由于四季自然环境温度的不同，中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。据统计，67%的工程设计热负荷值为94~165W/165m2，而实际上83%的工程热负荷只有58~93W/165m2，满负荷运行时间每年不超过几十个小时，中央空调工作时，水泵一年四季在工频状态下全速运行，造成了能量的极大浪费。

二．节能原理
对于水泵来说，流量Q与转速N成正比，循环水温度△T与转速成反比，扬程H与转速N的二次方成正比，而轴功率与转速N的三次方成正比，见下表：

一般冷冻水设计温差为5~7℃，冷却水的设计温差为4~5℃，在系统工频运行的情况下，全年绝大部分运行时间温差仅为1~3℃，即在低差，大流量下工作，从而增加了管路系统的能量损失，浪费了水泵运行的输送能量。冷却水、冷冻水带走的热量（J）＝比热（r）×流量（Ｑ）×温差（△T），其中传输介质水的比热（r）是不变的，在冷却水、冷冻水带走的热量相同的情况下，可适当提高温差（△T），降低流量（Ｑ），也即降低转速即可达到节能的目的。

三．变频调速控制系统方案
　　考滤到大中型中央空调循环水系统中温度与水压对冷冻水、冷却水带走热量的影响，因此本系统采用温度与水压为变量双闭环控制。
3.1．冷冻水系统
冷冻水出水温度取决于蒸发器的运行参数（一般为7℃），因此控制冷冻水回水温度即可控制冷冻水进出水温差，循环水流量控制通过控制冷冻水出口压力来实现。外环为温度控制环，内环为压力流量控制环。由于楼层的影响，高层冷冻水压力比冷却泵出口水压相差较大，这样高层的制冷效果往往不能满足要求，为解决此问题，我们以最高层冷冻水压力为压力反馈，控制原理图如下：

3.2．冷却水系统
冷却水系中进水温度受外界环境温度的影响，随白昼、四季的不同变化较大，而回水温度受压缩机负荷及进水温度及水压的影响，因此冷却水系统取进出水温差及水压为变量控制效果较好。外环为温差控制环，内环为压力流量控制环。控制原理图如下：

四．电气设备配置（以冷却水为例）
SY6000-T4-55G型变频器一台
水温传感器二只（测量范围：0～50℃，输入：DC24V，输出：0～10V）
PID调节器一只

五．系统接线图如下：（以冷却水为例）

六．参数设置

七．用户受益
１．很容易实现首次起动全速运行，反应迅速，控制精度高，调整方便。
２．水泵电机软启，减少了对工厂电网及机械冲击，消除了水泵启动时对管网的水锤效应。
３．能及时检测水泵电机的过载、过流、过热，并给出报警。
４．能适时调整制冷量，保证环境温度的恒定，增加了使用环境的舒适度。
５．节能效果显著，使用证明，只要冷冻水、冷却水进出水温差在设计范围内，系统全年平均节电率在40％左右。

八．系统调试及注意事项
１．变频器的安装位置应注意不能在管网下方，以免水管滴漏进入变频器，从而损坏变频器。
２．冷却水的温差设定，可先行设定温差4~5℃，试运行一段时间后可根据运行情况作适当的调整。
３．考虑到压缩机的运行安全，水泵的下限运行频率不能设定太低，且要保证一个最低的运行频率。