中央空调系统水泵变频节能控制柜

解决以下问题：

由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。 

       随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量；采用变频调速技术不仅能使商场室温维持在所期望的状态，让人感到舒适满意，可使整个系统工作状态平缓稳定，更重要的是其节能效果高达30%以上，能带来很好的经济效益。

变频节能原理：

由流体传输设备（水泵、风机）的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）。变频器节能的效果是十分显著的，这种节能回报是看到见的。特别是调节范围大、启动电流大的系统及设备，通过图三可以直观的看出在流量变化时只要对转速（频率）稍作改变就会使水泵轴功率有更大程度上的改变，就因此特点使得变频调速装置成为一种趋势，而且不断深入并应用于各行各业的调速领域。 

    根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的输出功率。 

    图中阴影部分为同一台水泵的工频运行状态与变频运行状态在随着流量变化所耗功率差。 

        

    2．5介绍系统电路设计和控制方式 

    根据中央空调系统冷却水系统的一般装机，建议在冷却水系统和冷冻水系统各装两套ABB ACS800一体化变频调速控制柜，其中冷却变频调速控制柜供两台冷却水泵切换（循环）使用，冷冻变频调速控制柜供两台冷冻水泵切换（循环）使用。变频节能调速系统是在保留原工频系统的基础上加装改装的，变频节能系统的联动控制功能与原工频系统的联动控制功能相同，变频节能系统与原工频系统之间设置了联锁保护，以确保系统工作安全。利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，为了达到节能目的提供了可靠的技术条件。如图四所示：　　 

        

    2．6系统主电路的控制设计 

    根据具体情况，同时考虑到成本控制，原有的电器设备尽可能的利用。冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的方式运行，因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致，均为一个月转换一次，切换频率不高，决定将冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备，通过接触器、启停按钮、转换开关进行电气和机械互锁。确保每台水泵只能由一台变频器拖动，避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事故；并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵，以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载。 

系统优化--冷负荷-能效比最优化配置

冷负荷-能效比最优化配置是一种先进的冷机群控策略，它根据系统负荷和冷水机组的COP值，实时调整冷水机组的运行台数和运行负荷率，使冷水机组在不同负荷率下都在其高效工况区运行，从而可以充分满足冷水机组系统对舒适性、稳定性、安全性、节能性的要求。

机房水系统集中控制管理器是由PLC，高性能控制器和各种传感器组成。该系统通过各种传感器采集到空调系统各部分运行数据（包括：冷冻进水温度，冷冻出水温度，冷却进水温度，冷却出水温度，冷冻水压差）送到PLC进行实时运算。PLC通过控制冷冻水泵变频控制器、冷却水泵变频控制器、冷却塔风机变频控制器。集中控制系统管理器监控整个空调系统运行状况。不论空调负荷怎样变化，使中央空调系统始终工作在最佳工况上。水泵和风机节能30%~70%，主机节能10%~30%，系统综合节能20%-30%，投资回收期一年左右。

　　机房水系统集中控制系统管理器可实现功能：（1）动态负荷跟随，实现高效节能（2）采用具有智能控制功能、能进行类似人脑的知识处理和推理的先进的模糊控制技术。（3）采用多参量智能控制，在系统出现外来扰动（如负荷变化）时，能自适应地调整空调系统运行参数及过渡过程参数，使系统能很快趋于新的优化的运行状态，不会引起振荡，系统运行稳定可靠。（4）参数设置功能；（5）保护功能；（6）其它功能有系统效率曲线、水泵频率记录曲线、故障报警记录、事件记录等。水泵控制可实现功能：（1）变频器启动时的软启、软停功能，降低功率损耗和电能损失。

；（2）工频旁路功能，保证系统正常运行；（3）手动调频功能，方便调试；（4）三相转换功能，指示各路电压；（5）自动报警功能；（6）电流、电压、频率显示功能；（7）主、备用泵的变频切换功能。