如图2.1所示,曲线1是阀门全部打开时,供水系统的阻力特性;曲线2是额 转速时,泵的扬程特性。这时供水系统的工作点为A点:流量QA,扬程
HA;由(2.2)式可知电动机轴功率与面积OQAAHA成正比。今欲将流量减少为QB,主要的调节方法有两种:
(1)转速不变,将阀门关小 这时阻力特性如曲线3所示,工作点移至B点:流量QB,扬程HB,电动机的轴功率与面积OQBBHB成正比。
(2)阀门开度不变,降低转速,这时扬程特性曲线如曲线4所示,工作点移至C点:流量仍为QB,但扬程为HC,电动机的轴功率与面积OQBCHC成正比。
对比以上两种方法,可以十分明显地看出,采用调节转速的方法调节流量,电动机所用的功率将大为减小,是一种能够显著节约能源的方法。
根据异步电动机原理
n=60f(1-s)/p (2.3)
式中:n:转速 f:频率 p:电机磁极对数 s:转差率
由(2.3)式可见,调节转速有3种方法,改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。在以上调速方法中,变频调速性能最好,调速范围大,静态稳定性好,运行效率高。因此改变频率而改变转速的方法最方便有效。
根据以上分析,结合公司中央空调的运行特征,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等组成温差闭环自动控制,对中央空调水循环系统进行节能改造是切实可行,较完善的高效节能方案。
因为中央空调系统是由主机、冷冻水、冷却水等若干个子系统组成的一个较为复杂的系统,所以对每个子系统进行改造时,都要考虑器对整个系统的影响。因此我们在中央空调系统变频改造时采用了神经元网络和模糊控制的方法,保证整个系统的最优化运行。
4.2 中央空调的各种设备的变频改造 ①却水泵进行变频改造
控制原理说明如下:PLC控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度
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和出水温度读入控制器内存,并计算出温差值;然后根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的转速,调节出水的流量,控制热交换的速度;温差大,说明室内温度高系统负荷大,应提高冷冻泵的转速,加快冷冻水的循环速度和流量,加快热交换的速度;反之温差小,则说明室内温度低,系统负荷小,可降低冷冻泵的转速,减缓冷冻水的循环速度和流量,减缓热交换的速度以节约电能。
由于冷冻机组运行时,其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温,再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。冷却水进水出水温差大,说明冷冻机负荷大,需冷却水带走的热量大,应提高冷却泵的转速,加大冷却水的循环量;温差小,则说明,冷冻机负荷小,需带走的热量小,可降低冷却泵的转速,减小冷却水的循环量,以节约电能。
②变频节能系统图
③三菱FR-F540-37K-CH变频器主要参数的设定
Pr.160 : 0 允许所有参数的读/写 Pr.1 : 50.00 变频器的上限频率为50Hz Pr.2 : 30.00 变频器的下限频率为30Hz Pr.7 : 30.0 变频器的加速时间为30S Pr.8 : 30.0 变频器的减速时间为30S
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Pr.9 : 65.00 变频器的电子热保护为65A
Pr.52 : 14 变频器DU面板的第三监视功能为变频器的输出功
率
Pr.60 : 4 智能模式选择为节能模块
Pr.73 : 0 设定端子2-5间的频率设定为电压信号0~10V Pr.79 : 2 变频器的操作模式为外部运行
④三菱PLC控制器FX2N-64MR与三菱FR-F540-37K-CH变频器的接线以及I/O分配
X0:1#冷却泵报警信号 X2:2#冷却泵报警信号 X4:1#冷冻泵报警信号 X6:2#冷冻泵报警信号 X10:冷却泵报警复位 X12:冷却泵手/自动调速切换 X14:冷却泵手动频率上升 X16:冷冻泵手动频率上升 X20:1#冷却泵启动信号 X22:2#冷却泵启动信号 X24:1#冷冻泵启动信号 X26:2#冷冻泵启动信号 Y2:冷却泵自动调速信号 Y4:1#冷却泵报警信号 Y6:1#冷冻泵报警信号 Y10:1#冷却泵启动 X1:1#冷却泵运行信号 X3:2#冷却泵运行信号 X5:1#冷冻泵运行信号 X7:2#冷冻泵运行信号 X11:冷冻泵报警复位 X13:冷冻泵手/自动调速切换 X15:冷却泵手动频率下降 X17:冷冻泵手动频率下降 X21: 1#冷却泵停止信号 X23: 2#冷却泵停止信号 X25: 1#冷冻泵停止信号 X27: 2#冷冻泵停止信号 Y3: 冷冻泵自动调速信号 Y5: 2#冷却泵报警信号 Y7: 2#冷冻泵报警信号 Y11:1#冷却泵变频器报警复位 18
Y12:2#冷却泵启动 Y14:1#冷冻泵启动 Y16:2#冷冻泵启动 Y13:2#冷却泵变频器报警复位 Y15:1#冷冻泵变频器报警复位 Y17:2#冷冻泵变频器报警复位 PLC与变频器接线图
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参考文献
【1】 【2】 【3】 2吴业正、韩宝怡等编:《制冷原理及设备》,西安交通大学出版社1987年版。 朱立编著:《制冷压缩机与设备》,机械工业出版社2009年版。
《制冷原理(制冷和空调设备运用与维修专业)》高等教育出版社
【4】 武汉商业学院学报第31期第2卷,20109版 【5】 中国制冷网。 【6】 百度文库
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