空调冷却水泵变频节能控制研究与实现

【摘要】： 随着经济、技术的繁荣发展,各种智能建筑和生产工艺对空调要求越来越高,空调供应时间大大延长,甚至全年供应。但季节不同、天气不同、时段不同,空调负荷差异较大,据统计,现代建筑物在80%的运行时间里,实际空调需求负荷低于设计负荷的60%。以往受冷冻机控制技术和传统观念所限,空调一次冷冻水系统和冷却水系统基本都采用定频定流量系统,空调冷却水系统一年大部分运行时间在大流量、小温差、低温度状态下运行,既不节能,也不利于压缩式空调冷冻机正常、安全运行。为响应国家节能降耗、科学发展的号召,分析、研究在空调领域使用最广泛的压缩式空调冷冻机的冷却水系统变频节能控制的可行性和具体实施方法,具有明显的社会效益和经济效益。 针对上述情况,笔者通过查阅技术资料、分析以前相似课题的研究和观点,根据压缩式空调冷冻机原理、运行要求和冷却水系统运行特点,经过认真分析、研究和实际测量,认识到进入冷冻机冷凝器的冷却水温度T_1(或冷却塔出水温度)主要取决于环境温度、湿度和冷却塔工况,受冷冻机运行负荷影响相对较小,出冷冻机冷凝器的冷却水温度T_2(或冷却塔进水温度)则主要取决于冷冻机的运行负荷、冷凝器换热工况和冷却水流量、进口温度等,由此制订空调冷却水系统变频节能控制方案,采用进入冷冻机冷凝器的冷却水温度T_1(或冷却塔出水温度)来控制冷却塔风扇启停或运行频率,保持进入冷冻机冷凝器的冷却水温度T_1(或冷却塔出水温度)基本稳定在空调冷冻机安全、正常运行的温度范围,采用出冷冻机冷凝器的冷却水温度T_2作为控制依据,控制冷却水泵按照T_2不同数值范围平稳调节相应的运行频率,避免分段断点阶跃式调节,在保证空调冷冻机安全、正常运行的前提下,达到节能降耗的目的。按照这一方案,结合笔者实际工作,设计、实施某著名公司数据中心空调冷却水泵变频节能控制系统,将冷却水系统与变频器、测控设备以及楼控系统有机结合,形成空调冷却水泵环状变频控制系统和楼控监视运行系统。通过调试、运行和多次运行测试,实现并验证了上述控制方案和控制系统,空调冷却水泵按照空调冷却水出水温度T_2不同数值范围平稳调节相应的运行频率,并随空调冷冻机运行负荷、外界温度、湿度条件变化自动调整,不仅保证了空调冷冻机安全、正常运行,而且得到空调制冷系统明显的综合节能效果,春、秋、冬季,外界环境低气温、低湿度和冷冻机低负荷运行情况下,节能效果更为明显。 【关键词】：空调冷却水泵 变频节能 控制
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU831.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 1 课题的社会背景、工程技术背景和相关工作11-14
• 1.1 社会背景11
• 1.2 工程技术背景11-12
• 1.3 所进行的研究、分析和相关工作12-14
• 2 空调制冷循环及其特性14-16
• 2.1 空调制冷的概念和类别14
• 2.2 空调制冷循环的组成和特性14-16
• 3 流体变流量方法和技术分析16-18
• 4 压缩式空调冷冻机冷却水变频变流量节能控制可行性分析18-20
• 4.1 从制冷循环和理论计算分析可行性18
• 4.2 从空调冷冻机运行实际分析18-19
• 4.3 从设计选型方面分析19-20
• 5 空调冷却水泵变频调节控制参数选定20-22
• 6 压缩式空调冷冻机冷却水变频节能系统设计和应用22-29
• 6.1 项目概述22
• 6.2 控制参数的选定22-24
• 6.3 控制逻辑关系24-28
• 6.3.1 空调冷却水系统控制逻辑原理图24
• 6.3.2 空调冷却水泵变频节能控制24-25
• 6.3.3 空调冷却水泵变频节能控制框图25-26
• 6.3.4 空调冷却水泵变频控制PLC程序26-27
• 6.3.5 空调冷却水出冷却塔温度控制27-28
• 6.4 控制系统流程图28-29
• 7 压缩式空调冷冻机冷却水泵变频节能控制系统的实现和运行实验、测试29-36
• 7.1 压缩式空调冷冻机冷却水泵变频节能控制系统的实现29-30
• 7.2 压缩式空调冷冻机冷却水泵变频节能工程设施实况照片30-33
• 7.3 压缩式空调冷冻机冷却水泵变频节能工程实测数据33-36
• 结论36-37
• 参考文献37-38
• 在学研究成果38-39
• 致谢39

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