以浙江義烏海洋大酒店的中央空調(diào)系統(tǒng)為例,為了解決冷凍水、冷卻水系統(tǒng)長期在大流量、小溫差的狀態(tài)下運(yùn)行,造成能量極大浪費(fèi)的情況,介紹了利用變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度模塊和溫度傳感器等構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng),根據(jù)負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)整水泵的運(yùn)行頻率,同時(shí)根據(jù)冷卻水溫度的高低,自動(dòng)切投冷卻塔散熱風(fēng)機(jī),以達(dá)到節(jié)能的經(jīng)驗(yàn)。

1. 問題的提出

浙江義烏海洋大酒店是一家三星級酒店,酒店的中央空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備和控制方式:100冷噸冷氣主機(jī)2臺(tái),型號為三洋溴化鋰蒸汽機(jī)組,平時(shí)一備一用,高峰時(shí)兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行;冷卻水泵2臺(tái),揚(yáng)程28m,配用功率45kW;冷水泵有3臺(tái),由于經(jīng)過幾次調(diào)整,型號較亂,一臺(tái)為揚(yáng)程32m,配用功率37kW,一臺(tái)為揚(yáng)程32m,配用功率55kW,一臺(tái)為揚(yáng)程50m,配用功率45kW;冷卻塔6臺(tái),風(fēng)扇電機(jī)5.5kW,并聯(lián)運(yùn)行。

因酒店空間自然通風(fēng)效果不好,而且客人對舒適度的要求比較高,所以對夏季冷氣質(zhì)量的要求較高。酒店中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)按天氣最熱、負(fù)荷最大時(shí)設(shè)計(jì),且留有10%～20%左右的設(shè)計(jì)裕量。系統(tǒng)中冷凍主機(jī)可以根據(jù)負(fù)載變化隨之加載或減載,冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負(fù)載變化作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。這樣,冷凍水和冷卻水系統(tǒng)幾乎長期在大流量、小溫差的狀態(tài)下運(yùn)行,造成了能量的極大浪費(fèi)。

2. 節(jié)能改造方案選擇和實(shí)施

在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,冷凍泵、冷卻泵的裝機(jī)容量是取系統(tǒng)最大負(fù)荷再增加10%～20%裕量作為設(shè)計(jì)系數(shù)。根據(jù)計(jì)算中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水、冷卻水循環(huán)用電約占夏季酒店總用電的25%～30%,冷卻塔的用電占8%～10%。因此,實(shí)施對冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及冷卻塔的能量自動(dòng)控制是中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造及自動(dòng)控制的重要組成部分。

冷凍泵和冷卻泵調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速有三種方法,改變頻率、改變電機(jī)磁極對數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率。其中以變頻調(diào)速性能最好,調(diào)速范圍大,靜態(tài)穩(wěn)定性好,運(yùn)行效率高。

以前的冷卻塔是人為地根據(jù)冷卻水溫度選擇冷卻塔開啟的臺(tái)數(shù),易造成能源的浪費(fèi)現(xiàn)象,如果根據(jù)冷卻水的溫度,通過溫度傳感器傳送信號至PLC,由PLC經(jīng)計(jì)算后對冷卻塔風(fēng)機(jī)依次開啟,以28℃為基數(shù),溫度每上升2℃,開啟兩臺(tái)散熱風(fēng)機(jī),每下降2℃,延時(shí)5分鐘后停止2臺(tái)風(fēng)機(jī),就達(dá)到節(jié)能效果。

改造方案確定為:通過變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度模塊和溫度傳感器等構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制,根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整水泵的運(yùn)行頻率,同時(shí)根據(jù)冷卻水溫度的高低,自動(dòng)切投冷卻塔散熱風(fēng)機(jī),以達(dá)到節(jié)能效果。

根據(jù)具體情況,同時(shí)考慮到成本控制,原有的電器設(shè)備盡可能的利用。冷凍水泵及冷卻水泵均采用一用一備的方式運(yùn)行,使用一臺(tái)變頻器控制拖動(dòng)兩臺(tái)水泵交替運(yùn)行。將一臺(tái)揚(yáng)程較高的冷水泵作為備用。

開機(jī):開啟冷水及冷卻水泵,由PLC控制冷水及冷卻水泵的啟停,由冷水及冷卻水泵的接觸器向制冷機(jī)發(fā)出聯(lián)鎖信號,開啟制冷機(jī),由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環(huán)控制電路對水泵進(jìn)行調(diào)速以控制工作流量,同時(shí)PLC控制冷卻塔根據(jù)溫度傳感器信號自動(dòng)選擇開啟臺(tái)數(shù)。

停機(jī):關(guān)閉制冷機(jī),冷水及冷卻水泵以及冷卻塔延時(shí)十分鐘后自動(dòng)關(guān)閉。

保護(hù):由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護(hù),壓力偏低時(shí)自動(dòng)開啟補(bǔ)水泵補(bǔ)水。

改造設(shè)備安裝完畢后,先將編好的程序?qū)懭?/font>PLC,設(shè)定變頻器參數(shù),檢查電器部分并逐級通電調(diào)試。投入試運(yùn)行時(shí),人為地減少負(fù)荷,觀察流量是否因頻率的降低而減小,并找到制冷機(jī)報(bào)警時(shí)的最低變頻器頻率,以及流量降低后管道末端的循環(huán)情況,使變頻器工作在一個(gè)最低的穩(wěn)定工作點(diǎn)。用溫度計(jì)及時(shí)檢測各點(diǎn)溫度,以便檢驗(yàn)溫度傳感器的精確度及校驗(yàn)各工況狀態(tài)。