PLC和变频器在中央空调节能改造中的应用

### PLC和变频器在中央空调节能改造中的应用 #### 前言 我国作为一个发展中国家，面临着能源供需不平衡的问题。随着经济快速增长，我国已成为全球第二大能源消费国，但能源利用效率普遍较低，导致了大量的能源浪费。特别是对于中央空调系统而言，这类系统在现代大型建筑中极为常见，占据了建筑物总能耗的很大一部分，约达50%。中央空调系统通常是按照最大负载加上一定余量来设计的，这意味着在大多数时间里，系统运行在低于设计负载的状态下，尤其是在非极端气候条件下，导致能源浪费严重。 为了解决这一问题，可以通过采用先进的控制技术和节能措施来提高系统的能源利用效率。变频技术的应用就是其中之一。通过将变频器、可编程逻辑控制器(PLC)、模拟数字转换模块、温度传感器等技术有机地结合起来，可以构建一个温差闭环自动控制系统，实现水泵输出流量的自动调节，进而达到节能的目的。 #### 问题的提出 ##### 原系统简介 以某五星级酒店为例，其中央空调系统在改造之前主要包括特灵二极式离心冷水机组、冷冻水泵和冷却水泵等关键设备。这些设备在设计时考虑了最极端的负载情况，并且为了确保系统的稳定性和可靠性，通常会留有一定的设计余量。然而，由于冷冻水泵和冷却水泵无法根据实际负载情况进行调节，导致了能源的大量浪费。 ##### 存在的问题 - **能耗浪费**：冷冻水和冷却水系统长期处于大流量、小温差的状态下运行。 - **起动冲击**：冷冻泵和冷却泵采用Y—△启动方式，导致较大的启动电流冲击，影响设备寿命。 - **维护成本高**：频繁的机械冲击和水锤效应增加了维修工作量和备件费用。 - **用户体验差**：手动调整无法精确控制，导致室内温度不稳定，影响顾客满意度。 #### 节能改造的可行性分析 针对上述问题，提出了几种不同的改造方案。其中，采用变频器和PLC等技术构成温差闭环自动控制系统被认为是最具有效性的解决方案。该方案不仅可以自动调整水泵运行频率，还能够根据实际负载需求进行精准控制，避免了手动调整带来的不确定性。 ##### 中央空调系统工作原理简述 中央空调系统主要由冷冻水循环系统和冷却水循环系统组成。在冷冻水循环系统中，冷冻水流经冷冻主机，在蒸发器处进行热交换后，被送到各个终端进行冷却，然后通过冷冻泵送回主机继续循环。而在冷却水循环系统中，则是通过冷却泵将冷却水流经冷冻主机的冷凝器进行散热，然后再循环使用。 通过对这两个循环系统的优化，尤其是通过变频器控制冷冻泵和冷却泵的转速，可以显著提高系统的能效比，减少不必要的能源浪费。 #### 结论 采用变频器和PLC等技术对中央空调系统进行节能改造是一种切实可行的方法。通过自动控制技术的应用，不仅能够实现对冷冻泵和冷却泵的有效调节，还能提高整个系统的运行效率，降低能耗，改善用户的体验。对于大型建筑物而言，此类节能措施不仅有助于减少运营成本，还有助于提升企业的社会责任形象。