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矢量變頻器-深圳市森島電氣有限公司

應用方案

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SD5000系列變頻器在中央空調系統的應用方案
   變頻器在中央空調中主要用在風機、冷卻塔等風機水泵負載上。制冷機組中吸收式機組由于其能量調節是控制溴化鋰溶液的循環量方式控制的,所以變頻器將會得到廣泛的應用,吸收式機組包括直燃機、蒸汽式、熱水式等,典型的客戶有遠大、雙良等。
 
    (1)系統工況:
 
    中央空調系統一般主要由制冷壓縮機系統、冷媒(冷凍和冷熱)循環水系統、冷卻循環水系統、盤管風機系統、冷卻塔風機系統等組成。制冷壓縮機組通過壓縮機將制冷劑(冷媒介質如R134a、R22等)壓縮成液態后送蒸發器中,冷凍


    循環水系統通過冷凍水泵將常溫水泵入蒸發器盤管中與冷媒進行間接熱交換,這樣原來的常溫水就變成了低溫冷凍水,冷凍水送到各風機風口的冷卻盤管中吸收盤管周圍的空氣熱量,產生的低溫空氣由盤管風機吹送到各個房間,從而達到降溫的目的。
 
    冷媒在蒸發器中被充分壓縮并伴隨熱量吸收過程完成后,再被送到冷凝器中去恢復常壓狀態,以便冷媒在冷凝器中釋放熱量,其釋放的熱量正是通過循環冷卻水系統的冷卻水帶走。
 
    冷卻循環水系統將常溫水通過冷卻水泵泵入冷凝器熱交換盤管后,再將這已變熱的冷卻水送到冷卻塔上,由冷卻塔對其進行自然冷卻或通過冷卻塔風機對其進行噴淋式強迫風冷,與大氣之間進行充分熱交換,使冷卻水變回常溫,以便再循環使用。
 
    在冬季需要制熱時,中央空調系統僅需要通過冷熱水泵(在夏季稱為冷凍水泵)將常溫水泵入蒸氣熱交換器的盤管,通過與蒸氣的充分熱交換后再將熱水送到各樓層的風機盤管中,即可實現向用戶提供暖熱風。
 
    (2)系統結構圖:

    (3)節能分析:
 
    ① 風機、 水泵變頻調速節能原理
 
    目前為了控制空調系統的溫度、通風系統的風量往往采用一些簡單的方法,如通過擋板來調節風量,用閥門來調節流量等,但這些方法不僅達不到很好的調節效果,而且大量的電能被擋板和閥門白白浪費。據統計,目前使用的風機、水泵大約有25%的能量是無謂消耗。下面我們分析采用變頻調速為什麼有顯著的節能效果。
 
    簡單說來,風機、水泵的流量與轉速一次方成正比,壓力與轉速二次方成正比,軸功率與轉速三次方成正比,即
 
    Q1/Q2 ∝ n1/n2
 
    H1/H2 ∝(n1/n2)2
 
    P1/P2 ∝(n1/n2)3
 
    式中,Q為風機、水泵流量;H為壓力;P為軸功率。
 
    如圖四所示:
  
圖二  風機水泵節能圖
 
在圖中,曲線①為管網阻力特性,曲線②為恒速下的流量與壓力關系曲線,假如風機、水泵工作在A點時效率最高,輸出流量為100%,此時,軸功率P1與Q1 、H1乘積,即圖四中面積AQ10H1A成正比,根據調節需要,流量要從Q1降到Q2時,如果調節 風門或擋板,相當于增加管網阻力,此時流量下降,壓力反而上升,軸功率與CQ2OH3C成正比,從圖中可以看出,軸功率顯然減少不多,如果采用調速方法,風機、水泵轉速由n1降到n2,從圖中可見,在滿足同樣流量Q2的情況下,壓力也下降到H2,此時軸功率與面積BQ20H2B成正比,由圖四可以看出,通過調整風機、水泵轉速降低流量,較之通過調節風門、擋板降低流量,具有顯著的節能效果。以上定性地敘述了節電原理,下面通過一個節電率指標N%來定量地描述節電的果,見下表: 

    舉例說明,若將電機的運行頻率由原來的50Hz下調到35Hz時,則電機的實際轉速降為額定轉速的70%,即n實際=0.7n額定。由于電機的額定功率為:W額定=Kn3額定。因此,電機運行在35Hz時實際功率為:
 
    由此可見,若風機和水泵的電機運行在35Hz時,理論上的節電率可達66%,節電效果相當顯著,經濟效益十分可觀。
 
    (4)系統優勢:
 
    自動化程度高,功能齊全,使用、管理簡便;
 
    采用了森島SD5000系列變頻器和上位機控制,數字化操作、直觀簡便,
 
    無須人員看管;
 
    循環軟起動采用自補償切換技術,系統電器及機械沖擊小,能顯著延長電控元器件及水泵的壽命;
 
    有定時的開關機功能;
 
    有定時換泵功能;
 
    有自動巡檢功能;
 
    有故障自診功能;
 
    (5)系統方案
 
    廣東一現場森島SD5000系列變頻器在中央空調的實際應用,共有2臺冷卻泵,電機均為75KW,正常情況下開1臺泵,冷卻泵使用變頻器,2號泵為工頻備用,當變頻器需檢修時2號泵運行,從而保證系統運行可靠性。變頻器由上位計算機監控其運行狀態。下表為變頻改造前后一臺冷卻泵數據對照表:
 
    以冷卻泵一年使用9個月,一個月30天,每天使用24個小時為例,按電價0.7元/度計算,一年可節約電費為:
 
    31×9×30×24×0.7=140616(元)
 
    由于此客戶節電率大(48%),所以半年左右就收回了成本。
 
    系統控制線路圖:(溫度變送器直接控制AI1,)






粵公網安備 44030902000450號

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