中央空调节能控制系统_中央空调节能控制系统控制原理

中央空调节能控制系统_中央空调节能控制系统控制原理

       大家好，今天我想和大家探讨一下关于中央空调节能控制系统的问题。在这个话题上，有很多不同的观点和看法，但我相信通过深入探讨，我们可以更好地理解它的本质。现在，我将我的理解进行了归纳整理，让我们一起来看看吧。

1.中央空调水系统节能控制装置技术规范的4.2 一般要求

2.中央空调节能技术盘点

3.中央空调如何利用变频器节能，原理是什么？

4.中央空调节能改造方案

5.中央空调水系统节能控制装置技术规范的术语

中央空调水系统节能控制装置技术规范的4.2 一般要求

        4.4.1.1 机柜的外形尺寸按GB/T 3047.1的规定。

       4.4.1.2 柜（箱）体的防护按GB/T 4208的规定。柜（箱）体的外壳防护等级应在产品技术文件中作出明确规定，一般不得低于IP20。

       4.4.1.3 柜（箱）体的结构应牢固，应能承受运输和正常使用条件下可能遇到的机械、电气、热应力以及潮湿等影响。

       4.4.1.4 所有黑色金属件应有可靠的防护层，各紧固处应有防松措施。

       4.4.1.5 机柜表面应平整无凹凸现象，涂层美观，颜色均匀，不得有起泡、裂纹和流痕等现象。

       4.4.1.6 机柜（箱）的门应能在不小于90º的角度内灵活启闭。

       4.4.1.7 机柜顶部应加装吊环或吊钩等，以便吊运。 4.4.2.1 抽屉和插件应能方便地抽出，所有接、插点均应保证电气接触可靠。

       4.4.2.2 抽屉和插件应使用刚度好的导轨支撑，以保证接插准确且能在各种所需位置上固定牢靠。必要时，在各种位置上应装设机械锁紧机构。

       4.4.2.3 需要更换的抽屉和插件应具有互换性。

       4.4.2.4 不同功能的抽屉和插件，应有明确的符号加以区分，以免插错。必要时应有防误插措施。

       4.4.2.5 印制板、插件等部件，在焊接完成后，不应有脱焊、虚焊、元件松脱等现象。 4.4.3.1 元、器件应按其说明书规定的使用条件、飞弧距离、隔弧板的移动距离等进行安装。

       4.4.3.2 载流部件之间的连接应保证有足够的和持久的接触压力。

       4.4.3.3 操作器件应安装在操作者易于操作的位置。 4.4.4.1 线缆连接方式可以采用压接、绕接、焊接或插接，并应符合相关标准的规定。

       a) 所有接线点的连接必须牢固。通常，一个端子上只能连接一根导线，将两根或多根导线连接到一个端子上只有在端子是为此用途而设计的情况下才允许。

       b) 连接在覆板或门上的电器元件和测量仪器上的导线，应使覆板和门的移动不会对导线产生任何机械损伤。

       c) 线缆的端部应标出编号，编号应清晰、牢固、完整、不褪色。

       4.4.4.2 主电路母线与绝缘导线如果用颜色作为标记，宜按表1执行。

       表1 主电路母线与绝缘导线颜色标记 电路类型 相序 颜色标记交流 L1相 **L2相 绿色L3相 红色中性线 淡蓝色保护接地线 黄和绿双色交替标注直流 正极 棕色负极 蓝色接地中性线 淡蓝色4.4.4.3 主电路的相序排列，以设备正视方向为准，可参照表2的规定。

       表2 主电路的相序排列 相序 垂直排列 水平排列 前后排列 L1相 左方 上方 远方 L2相 中间 中间 中间 L3相 右方 下方 近方 正极 左方 上方 远方 负极 右方 下方 近方 中性线（接地中性线） 最右方 最下方 最近方 机柜内部各部件的温升用热电偶法或其它校验过的等效方法测量，不应超过表3的规定。连接到发热件如变频器、管形电阻、板形电阻等的导线，应从下方或侧方引出，并需剥去适当长度的绝缘层，换套耐热瓷珠，使导线的绝缘端部耐高温性能提高。

       表3 机柜内部各部件的温升 机柜内的部件 材料与被除数覆层 温升（K） 电气元、器件 —— 符合元、器件的各自标准 连接于一般低压电器的母线连接处的母线 紫铜、无被覆层

       紫铜、搪锡

       紫铜、镀银

       铝、超声波搪锡 60

       65

       70

       55 与半导体器件相接的塑料绝缘导线或橡皮绝缘导线 —— 45 可接近的外壳和覆板 金属表面

       绝缘表面 30

       40 手动操作器件 金属

       绝缘材料 15

       25 用于连接外部绝缘导线的端子 —— 70 分散排列的插头与插座 —— 由组成元、器件的温升极限而定 注1：除非另有规定，那些可以接触但在正常情况下不需要触及的外壳和覆板，允许其温升提高10K。

       注2：那些只有在机柜打开后才能接触到的操作部件，由于不经常操作，允许有比较高的温升。 控制柜（箱）中各带电电路之间以及带电零部件与导电零部件或接地零部件之间的电气间隙和爬电距离，应符合以下规定：

       a) 单相电源电路在空气中的最小电气间隙≥3mm；

       b) 三相电源电路在空气中的最小电气间隙≥8mm；

       c) 单相电源电路爬电距离的最小值≥4mm；

       d) 三相电源电路爬电距离的最小值≥14mm。 4.4.8.1 绝缘电阻

       控制柜（箱）中带电回路之间，以及带电回路与裸露导电部件之间，应用相应绝缘电压等级（至少500V）的绝缘测量仪器进行绝缘测量。测得的绝缘电阻按额定电压至少为1000Ω/V。

       4.4.8.2 冲击耐受电压

       控制柜（箱）的冲击耐受电压应符合GB/T 3797的规定。

       4.4.8.3 工频耐受电压

       控制柜（箱）的工频耐受电压应符合GB/T 3797的规定。 4.4.9.1 防直接电击保护

       应采取保护措施防止意外触及电压超过50V的带电部件。对于装在控制柜（箱）内的电器元件，可采取以下一种或几种措施：

       a) 对带电部件应具有相应的防护措施，避免开门后人体意外地触及带电部件。

       b) 切断电路时，电荷能量大于0.1J的电容器应具有放电回路。在有可能产生电击的电容器上应有警示标志。

       c) 旋钮和操作手柄等部件应安全可靠地同已连接到保护电路上的部件进行电气连接。

       4.4.9.2 接地故障保护

       接地故障保护的设置应防止人身间接电击以及电气火灾、线路损坏等事故。

       4.4.9.3 短路保护

       当输出端发生相间短路时，应保证控制柜（箱）及其部件的热稳定和机械稳定。必要时，应能发出相应的报警及联动信号。短路消除后，不用更换任何元件，控制柜（箱）应能重新正常工作。

       4.4.9.4 过载保护

       当被控对象不允许过载运行时，控制柜（箱）应有过载保护。

       4.4.9.5 断相保护

       当节能控制装置三相输入电源断相时，控制柜（箱）应有断相保护。

       4.4.9.6 安全接地保护

       控制柜（箱）的金属壳体上，应有专用保护接地端子，连接接地线的螺栓和接地端子不能用作其它用途。当保护线（PE线）所用材质与相线相同时，PE线最小截面应符合表4的规定。

       表4 与控制柜（箱）接地点连接的保护导线截面 相线芯线截面积S（mm） 接地保护导体（PE线）的最小截面积（mm） S≤16 S 16<S≤35 16 S>35 S/2 4.4.9.7 雷击电磁脉冲防护

       控制柜（箱）引至室外的电源线或信号线，应采取防雷击电磁脉冲措施。 控制电路的设计应做到在各种情况下（即使操作错误）确保人身安全。当电器故障或操作错误时，不应使被控设备受到损坏。

       对可能危及人身安全、设备损坏的情况，应设置联锁控制功能，使事故立即停止或采取其它应急措施。 在正常工作时所产生的噪声，用声级计测量应不大于70dB（A）。

       注：对于不需要经常操作、监视的设备，经制造商和用户协议，其噪声值可以高于上述值。

中央空调节能技术盘点

       中央空调系统主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和冷却塔组成。

       中央空调系统工作原理如下：

       制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量成气态，冷却泵将冷却水送到冷却塔上由水塔风机对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。

中央空调如何利用变频器节能，原理是什么？

       众所周知，在改革开放以后，特别是近几年的发展，我国经济发展得到了很高的提升，在生活上，得到的一个明显的体现就是越来越多的家电产品进入我们的生活，而且扮演着越来越重要的角色。当然，这些产品也真实改的在变了我们的生活。我们就说央空调吧，以前普及率哪有现在这么高。就以中央空调节为例，下面让小编带着您一起对中央空调节能技术进行解说!

中央空调节能技术：

       1、人员数量及设计新风量的确定

       人员数量及设计新风量的确定是中央空调节能技术的最基本的一项，因为在在空调系统中，如果能够根据需要来确定风量，就可以直接满足需要的人员的冷气规范要求，这样绝对可以节约很大的一笔运行费用。一般情况下，中央空调想要根据要求和规定来送风，必须保证室内卫生条件的满足，例如空间的大小，环境的温度湿度等等因素。所以，中央空调节能最好可以对于室内人员数量，根据实际的需求来选择。

       2、CO2浓度控制

       CO2浓度控制是一项硬件的技术，需要有些设备进行对中央空调中的CO2浓度进行精确的控制。还要强调中央空调的风量的实时控制。但是这项技术受很多因素的影响，特别是天气因素，因此实现起来需要花很多的而精力。加入中央空调根据实时的CO2浓度来确定实时送入室内的新风量，就是代表在满足卫生要求的条件下，有利于节省空调的运行能耗。

       3、变风量空调技术

       变风量空调技术就需要降到变风量空调系统，这个系统主要是中央空调需要实现可以根据使用的需求，具体到每个房间需要的热量或者是冷气，然后进行风向风速的自动调整，防止某些区域出现过冷或过热的情况，变风量空调技术也是空调节能的一项基本技术。

       4、焓值控制技术与温差控制技术

       焓值控制技术与温差控制技术可能听起来有些复杂，因为焓值控制和温差控制技术的基本原理是利用在空调在充分利用较低参数的室外新风环境中，减少设备的运行时间，达到节能的目的。

       5、热回收

       热回收技术应该也是中央空调节能的很先进的技术了，热回收技术包括空气热回收和冷却水的热回收，但是从目前的总体状态来说，热回收技术回收效率比较一般，特别是针对大型的中央空调系统。因此，回收利用受到一定的限制。

       6、降低输送能耗

       降低输送能耗技术是比较可行的一项技术，主要也是中央空调节能的一项表现。一般我们是选择较高的风机、水泵的运行。

       目前我国的中央空调普及越来越广泛，在学校、建筑、大型商场使用的都是中央空调节，在这方面上，中央空调的使用很关键的，因为大型的产所不能安装太多的空调，经费上也不现实。另外，现在也很多的家庭会议选择中央空调了，只要您愿意，也可以选择适合您的中央空调。

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中央空调节能改造方案

       中央空调调节冷冻/冷却泵转速的节电原理：

       采用交流变频技术控制冷冻/冷却泵的运行，是目前中央空调系统节能改造的有效途经之一。

       泵的负载功率与转速成3次方比例关系，即P∝N3，其中P为功率，N为转速；可见用变频调速的方法来减少水泵流量的经济效益是十分显著的，当所需流量减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的三次方下降。例如：

       A． 当水泵流量下降10％（跟踪输出频率为45Hz）

       则电动机轴功率P′=(0.9)3P=0.729P 即节电率27.1％

       B. 当水泵流量下降30％（跟踪输出频率为35Hz）

       则电动机轴功率P′=(0.7)3P=0.343 即节电率65.7％

       当冷水机负荷下降时，所需的水流量减少，通过电动机的调速装置降低泵的转速来减少水的流量，泵的轴功率相应减少，电动机的输入功率也随之减少。当用冷量增加，冷机负荷量增大，冷凝器进出水温差增大，变频器运行频率增加，水泵转速加快，水流量增加，从而维持温差恒定。反之亦然。从而达到理想的节能效果。

       节电控制原理：

       保瓦博士变频中央控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻/冷却泵的回水温度和出水温度读入内存，并计算出温差值；然后根据其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，应提高冷冻/冷却泵的转速，加快冷冻/冷却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，可降低冷冻/冷却泵的转速，减缓冷冻/冷却水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能；变频器的启动、停止、运行频率的改变及监控显示数据如变频器输出功率、变频器输出频率、输出电流，输出电压等都是由变频中央控制器通过485通信协议实现的。

中央空调水系统节能控制装置技术规范的术语

       1、变频节电原理

       由流体传输设备(水泵、风机)的工作原理可知：水泵、风机的流量(风量)与其转速成正比;水泵、风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比;而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比(即与电源频率的三次方成正比)。变频器节能的效果是十分显著的，这种节能回报是看得见的。特别是调节范围大、启动电流大的系统及设备，通过图2

       可以直观地看出在流量变化时只要对转速(频率)稍作改变就会使水泵轴功率有更大程度上的改变，此特点使得使用变频器进行调速成为一种趋势，而且不断深入并应用于各行各业的调速领域。

       根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的输出功率。

       2、系统电路设计和控制方式

       根据中央空调系统冷却水系统的一般装机形式，建议在冷却水系统和冷冻水系统各装两套传动之星SD-YP

       系列一体化变频调速控制柜，其中冷却变频调速控制柜供两台冷却水泵切换(循环)使用，冷冻变频调速控制柜供两台冷冻水泵切换(循环)使用。变频节能调速系统是在保留原工频系统的基础上改装的，变频节能系统的联动控制功能与原工频系统的联动控制功能相同，变频节能系统与原工频系统之间设置了联锁保护，以确保系统工作安全。利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，为达到节能的目的提供了可靠的技术条件。

       3、系统主电路的控制设计

       根据具体情况，同时考虑到成本控制，尽可能地利用原有的电器设备。冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的运行方式，因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致，切换频率不高，所以冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备，通过接触器、启停按钮、转换开关进行电气和机械互锁。确保每台水泵只能由一台变频器拖动，避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事故;并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵，以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载。

       4、系统功能控制方式

       上位机监控系统主要通过人机界面完成对工艺参数的检测，各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务;下位机PLC主要完成数据采集，现场设备的控制及联锁等功能。具体工作过程中，开机时，开启冷水及冷却水泵，由PLC控制冷水及冷却水泵的启停，由控制冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号，开启制冷机，由变频器、温度传感器、温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作流量，同时PLC控制冷却塔根据温度传感

       器信号自动选择开启台数;当过滤网前后压差超出设定值时，PLC发出过滤堵塞报警信号;送风机转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后，用PID方式控制变频器，从而调节风机的转速，达到调节回风温度的目的。停机时，关闭制冷机，冷水及冷却水泵以及冷却塔延时15

        min 后自动关闭。保护时，由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护，压力偏低时自动开启补水泵补水。

       下列术语和定义适用于本标准：

       3.1

       中央空调水系统 water system of Central air-conditioning

       中央空调系统中以水（包括盐水、乙二醇等）为介质的冷（热）量输送和分配系统，一般包括冷冻水（热水）系统和冷却水系统。

       3.2

       中央空调水系统节能控制装置 energy-saving control device for water system of Central air-conditioning

       应用现代计算机技术、自动控制技术、变频调速技术、系统集成技术等，对中央空调水系统的运行进行优化控制以提高空调系统能源利用效率的一种自动化控制装置。

       3.3

       智能控制单元 intelligent control unit

       安装于节能控制装置的控制柜（箱）中，实现节能控制装置与被控对象间模拟量或数字量的数据交换、且能独立控制被控对象的电路功能组合。

       3.4

       系统节能率 system energy-saving rate

       在环境条件相近、运行工况和运行时间相同的情况下，同一空调系统应用节能控制装置所节约的能耗量与未应用节能控制装置的能耗量之比的百分数（%）。

       4 技术要求

       好了，今天关于“中央空调节能控制系统”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的介绍对“中央空调节能控制系统”有更全面、深入的认识，并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。