空調(diào)冷水系統(tǒng)變頻調(diào)速泵控制

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　摘要：空調(diào)冷水系統(tǒng)變流量，采用一次泵系統(tǒng)時(shí)，并且一次泵采用變頻調(diào)速，這時(shí)采用定壓控制不是最節(jié)能的控制方式，要達(dá)到最大的節(jié)能效果，對(duì)水泵的變頻控制應(yīng)采用變壓力的控制方式，系統(tǒng)的壓力變化為沿著管道工作特性曲線變化。

　　關(guān)鍵字：空調(diào)冷水系統(tǒng)；水泵；變頻控制

　　1、冷水系統(tǒng)變流量一次水泵變頻調(diào)速

　　隨著自控技術(shù)及自控產(chǎn)品的成熟，目前的空調(diào)工程中，變流量水系統(tǒng)的應(yīng)用已占了絕大多數(shù)，特別是在大中型空調(diào)系統(tǒng)中，幾乎達(dá)到100%的使用率。在冷水機(jī)組變流量的性能中[2]，冷水機(jī)組在部分負(fù)荷時(shí)其冷凍水量可以在一定的范圍內(nèi)變化，并且對(duì)冷水機(jī)組的效率幾乎沒(méi)有影響，與冷水系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)要求變流量可以結(jié)合設(shè)計(jì)，這就為在冷水系統(tǒng)采用一次泵的變流量系統(tǒng)中，一次泵直接采用變頻調(diào)速成為可能，充分發(fā)揮變頻水泵優(yōu)異的變頻節(jié)能效果，其綜合節(jié)能效果顯著，但所采用的控制方法不同，其節(jié)能效果也不同。

　　冷水系統(tǒng)變流量時(shí)，未端根據(jù)室溫控制其電動(dòng)二通閥的開(kāi)關(guān)，從而引起系統(tǒng)的流量變化，造成冷水系統(tǒng)供回水總管的壓力變化，以此進(jìn)行冷凍水泵的變頻調(diào)速，適應(yīng)系統(tǒng)的流量變化，系統(tǒng)中的供回水總管仍需設(shè)旁通電動(dòng)二通閥作為備用，當(dāng)流量減少到冷水機(jī)組的最低流量時(shí)，冷凍水泵鎖頻，不再繼續(xù)變頻調(diào)速減少流量，這時(shí)啟動(dòng)輔助的旁通電動(dòng)二通閥，旁通一部分多余的流量，因?yàn)槔渌畽C(jī)組通常為一臺(tái)以上，如兩臺(tái)時(shí)，通過(guò)停止一臺(tái)主機(jī)流量已減少50%，單臺(tái)再減少至50%的機(jī)會(huì)不多，因此輔助的旁通電動(dòng)二通閥一般不會(huì)啟動(dòng)而處于關(guān)閉狀態(tài)。

　　2、變頻調(diào)速水泵節(jié)能原理

　　在空調(diào)冷水系統(tǒng)一次泵變流量中，當(dāng)系統(tǒng)流量由QA變至QB時(shí)，如果采用恒速水泵，其工作點(diǎn)由A移至B′處，系統(tǒng)壓力升高，系統(tǒng)富余的壓頭最多，也最不節(jié)能；若冷凍水泵采用變頻調(diào)速定壓控制，當(dāng)設(shè)定壓力為HA（HB）時(shí)，壓力傳感器檢測(cè)出壓力差（HB′-HB），發(fā)出控制指令，降低變頻器的輸出頻率使水泵的工況曲線由n0變至n1，保持定壓值HA不變，顯然比恒速水泵減少（HB′-HB）這一段動(dòng)壓損失，因此比恒速水泵有明顯的節(jié)能效果；但是，若冷凍水泵采用變頻調(diào)速變壓控制，壓力的變化為沿著管道工作特性曲線變化，這時(shí)控制裝置發(fā)出控制指令使水泵的工況曲線由n0變至n2，實(shí)際工作點(diǎn)為B″點(diǎn)，比定壓控制又減少（HB -HB″）這一段動(dòng)壓損失，因此節(jié)能效果最為顯著。

　　3、變頻調(diào)速水泵的控制節(jié)能

　　在上述的分析中，可以看出目前變頻調(diào)速水泵常采用的定壓控制方式，雖然控制較簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，只需設(shè)定一個(gè)壓力值及壓力反饋信號(hào)，通過(guò)變頻調(diào)速即可維持系統(tǒng)壓力不變，這也是源自給水的水泵變頻調(diào)速定壓供水，目前在國(guó)內(nèi)已有相當(dāng)成熟的定型產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家也多，但將這樣的定壓控制方式直接應(yīng)用于空調(diào)冷水系統(tǒng)的控制并不合適，還不是最節(jié)能的控制方式，通過(guò)上述分析可以看出最節(jié)能的控制方式是采用變壓式控制，控制系統(tǒng)的壓力沿著管道工作特性曲線變化，其節(jié)能效果最顯著，因此冷凍水泵的變頻調(diào)速控制裝置必須采用可編程的控制芯片才能實(shí)現(xiàn)。

　　冷水系統(tǒng)安裝完畢，調(diào)試時(shí)先測(cè)出系統(tǒng)流量變化、系統(tǒng)總壓差變化及與冷凍水泵變頻頻率的關(guān)系，單臺(tái)運(yùn)行及并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的情況，將調(diào)試測(cè)出的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納和模擬，實(shí)際上形成管道工作特性曲線的近似計(jì)算公式，然后存入可編程控制芯片，作為冷凍水泵運(yùn)行時(shí)變頻調(diào)速的依據(jù)，在運(yùn)行中采用最小壓差優(yōu)先的原則，多臺(tái)并聯(lián)時(shí)各冷凍水泵始終均頻，變頻至冷水機(jī)組的最小流量時(shí)鎖頻，冷凍水泵起動(dòng)時(shí)從低頻變起等。

　　在目前的工程應(yīng)用中，如果工程采用樓宇控制系統(tǒng)，并且空調(diào)系統(tǒng)的控制納入其中，要實(shí)現(xiàn)上述的變壓控制并不難，但如果工程沒(méi)有采用樓宇控制系統(tǒng)，因目前還沒(méi)有變壓方式的變頻調(diào)速控制定型產(chǎn)品，要實(shí)現(xiàn)就有一定的難度，由于采購(gòu)不到，最終不得不采用定壓控制方式，其實(shí)按現(xiàn)在的科技發(fā)展和開(kāi)發(fā)水平，具備可編程控制芯片的控制裝置已非常容易實(shí)現(xiàn)，在此也呼吁控制廠家能針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)變壓控制的冷凍水泵變頻調(diào)速控制的定型產(chǎn)品，就能使變壓控制的應(yīng)用更方便，實(shí)現(xiàn)更多的節(jié)能效果。

　　4、結(jié)論

　　空調(diào)冷水系統(tǒng)變流量，冷凍水泵采用一次泵變頻調(diào)速，要達(dá)到最大的冷凍水泵節(jié)能效果，對(duì)冷凍水泵的變頻控制應(yīng)采用變壓力的控制方式，系統(tǒng)壓力變化沿著管道工作特性曲線變化，建議廠家開(kāi)發(fā)相應(yīng)的定型產(chǎn)品。