一、概述
大廈中央空調(diào)控制主要由三部分主成：冷卻泵控制系統(tǒng)（三臺55KW電機(jī)，兩用一備）；冷凍泵控制系統(tǒng)（三臺45KW電機(jī)，兩用一備）；冷卻塔風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)（8臺3KW電機(jī)）。
在中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷卻水泵和冷卻水泵的容量是根據(jù)建筑物最大設(shè)計熱負(fù)荷選定的，且留有一定的設(shè)計余量。在沒有使用調(diào)速的系統(tǒng)中，水泵一年四季在工頻狀態(tài)下全速運行、只好采用節(jié)流或回流的方式來調(diào)節(jié)流量，產(chǎn)生大量的節(jié)流或回流損失，且對水泵的電機(jī)而言，由于它是在工頻下全速運行，因此造成了能量的大大浪費。
由于季節(jié)的變化，外界溫度不同，以用客房入住量的多少使得中央空調(diào)的熱負(fù)荷在絕大部分時間里遠(yuǎn)比設(shè)計負(fù)荷低。也就是說，中央空調(diào)實際大部分時間運行在低負(fù)荷狀態(tài)下。
根據(jù)上述情況我公司研制一套HOPE-Z中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)。
二、HOPE-Z中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)功能特點
1、高節(jié)電率
*節(jié)電率高達(dá)20—50%；
*采用當(dāng)今最先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)協(xié)調(diào)電機(jī)運行；微電腦和智能儀表結(jié)合控制，應(yīng)用當(dāng)今最先進(jìn)的模糊控制算法，達(dá)到最佳能量利用；
2、——高可靠性——
*變頻器和儀表器上全部采用名牌產(chǎn)品；
*工業(yè)級可編程控制器和人機(jī)界面24小時監(jiān)控；
*具有過壓，欠壓，過流，過載，缺相自動保護(hù)功能；
*整個系統(tǒng)實行閉環(huán)模糊控制，有參數(shù)自整和自適應(yīng)功能，全自動根據(jù)環(huán)境變化情況自己調(diào)整控制算法，降低停機(jī)概率，有仿人智能功效；
3、——軟起動特性——
*改變原有電機(jī)的硬起動方式，減小電流對電面的沖擊，延找電機(jī)的使用壽命；減小系統(tǒng)工作過程中機(jī)器的震動情況，延長空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命；
*噪音減輕，改善工作環(huán)境；
4、——傻瓜式操作——
所有儀表智能化和數(shù)值數(shù)字化，友好的人機(jī)界面，有參數(shù)和圖形記錄，所有參數(shù)已調(diào)好，每次開機(jī)和正常運轉(zhuǎn)時無需調(diào)整參數(shù)；
5、——高回報率——
所有投資8—18個月可通過電費的節(jié)約回收
6、——良好的服務(wù)——
*專業(yè)工程師24小時待機(jī)式上門服務(wù)；
*一年保修，終生維護(hù)；
三、央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)節(jié)能原理
——泵類，風(fēng)機(jī)型負(fù)載能耗分析——
傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)水泵的風(fēng)量、水流量的調(diào)節(jié)是靠風(fēng)門、節(jié)流閥的調(diào)節(jié)。當(dāng)風(fēng)量、水量的需要減少是時，風(fēng)門，閥的開度減少：當(dāng)風(fēng)量、水量需要增加時，風(fēng)門、閥的開度增加。這種調(diào)節(jié)方式是以增加管網(wǎng)損耗，耗費大量能源在風(fēng)門、閥上為代價的。并且通常在設(shè)計中，用戶風(fēng)機(jī)水泵設(shè)計的容量都要比實際需要高出很多，形成了“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的大量浪費。如果采用調(diào)節(jié)速度的方式來調(diào)節(jié)流量，就可以從根本上防止電能浪費。而變頻器的出現(xiàn)使得這種控制方式變?yōu)楝F(xiàn)實。
風(fēng)機(jī)與泵都是把電動機(jī)的軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種機(jī)械，它們的啟動力矩都較小，負(fù)載輕，具有節(jié)能潛力。二者的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相似。以泵類為例對其工作原理及其運行過程進(jìn)行分析。由流體力學(xué)可知，水量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力H轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
Q1/Q2=n1/n2；
H1/H2=(n1/n2)2；
P1/P2=(n1/n2)3
由上面的公式可知，如果泵類的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)水量下降時，轉(zhuǎn)速可成比例下降，此時水泵的軸輸出功率是成立方關(guān)系下降。如果所需要的風(fēng)量減少20%，則相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)降低20%，實際轉(zhuǎn)速為80%，則實際功率為（0.8）3≈51%，節(jié)能達(dá)50%

四、空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)工作原理
中央空調(diào)由制冷機(jī)組和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)組成，而制冷機(jī)組的冷卻水泵、冷凍水泵、涼水塔泵和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的送風(fēng)風(fēng)機(jī)、回風(fēng)風(fēng)機(jī)都是平方類負(fù)載，一方面由于環(huán)境和負(fù)載的變化范圍較大，它們在選型時都留了很大的調(diào)整裕度，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)節(jié)是靠閥門的開度來控制工藝參數(shù)，能量白白的浪費掉。進(jìn)行變頻改造后，所有的閥門全部完全打開，系統(tǒng)一方面通過監(jiān)控空氣的溫度，通過PID調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制空氣通過熱交換器的速度，形成動態(tài)平衡；另一方面，系統(tǒng)監(jiān)控中央空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)水的溫度，來調(diào)節(jié)空調(diào)的實際輸出功率。系統(tǒng)能根據(jù)所需溫度要求，自動啟/停需泵的臺數(shù)和調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，給出合適的能量，從而將多余的能量節(jié)省下來。當(dāng)外界溫度升高時，通過熱交換，使得中央空調(diào)的水溫上升，系統(tǒng)通過傳感器監(jiān)測到這一變化，加快泵的工作速度，反之一樣。

對于冷凍水系統(tǒng)，由于低溫冷凍水溫度取決于蒸發(fā)器的運行參數(shù)（一般冷凍水出水溫度為7℃），只需控制高溫度冷凍水（回水）的溫度，即可控制溫差，現(xiàn)采用溫度變送器、PID溫差調(diào)節(jié)器和變頻器及冷卻水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，冷卻水溫差控制在T1（例如12℃），使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱抽載的變化而變化。

對于冷卻水系統(tǒng)，取冷凝器兩側(cè)冷卻的溫度作為控制參數(shù)，采用溫度傳感器、PID溫差調(diào)節(jié)器和變頻器及冷卻水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，冷卻水溫差控制在△T2（例如：5℃），使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化，而冷卻水的溫度保持在設(shè)定值不變，使系統(tǒng)在滿足主機(jī)工況不變條件下，冷卻水泵系統(tǒng)節(jié)能最大。

用HOPE-Z中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)，不但操作方便、簡單、維護(hù)量小，而且有顯著的節(jié)能效果。并且實現(xiàn)高度自動化調(diào)節(jié)，達(dá)到提高空調(diào)質(zhì)量。保證工藝生產(chǎn)需要，同時達(dá)到更好的節(jié)能效果。根據(jù)上原理采用智能儀表如變頻器的模式做成，不僅增強了系統(tǒng)的監(jiān)控和保護(hù)功能，而且節(jié)電率高達(dá)20—50%，8到18個月就回收投資成本，經(jīng)濟(jì)效益特別明顯。

五、設(shè)備投資
序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 產(chǎn)地 單位 數(shù)量 單價（元） 合價（元）
1 1號進(jìn)線柜 1800*800*600 長沙 臺套 1  
2 2號控制柜 1800*800*600 長沙 臺套 1  
3 3號控制柜 1800*800*600 長沙 臺套 1  
4 4號控制柜 1800*800*600 長沙 臺套 1  
總計 
特別說明：
1、 號控制柜內(nèi)有兩臺55KW變頻器；3號控制柜內(nèi)有兩臺45KW變頻器，4號控制柜內(nèi)有八臺3.7KW變頻器。
2、 該控制系統(tǒng)為中央空調(diào)的核心控制系統(tǒng)，其采用變頻大大節(jié)約二次改造的成本。投資實惠、收效大。該系統(tǒng)在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時，其節(jié)能效果對于單臺設(shè)備可節(jié)能5—35%，在未受到其他因素的影響下一般可取上限。