空調冷水系統(tǒng)變頻調速泵控制

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　摘要：空調冷水系統(tǒng)變流量，采用一次泵系統(tǒng)時，并且一次泵采用變頻調速，這時采用定壓控制不是最節(jié)能的控制方式，要達到最大的節(jié)能效果，對水泵的變頻控制應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。

　　關鍵字：空調冷水系統(tǒng)；水泵；變頻控制

　　1、冷水系統(tǒng)變流量一次水泵變頻調速

　　隨著自控技術及自控產品的成熟，目前的空調工程中，變流量水系統(tǒng)的應用已占了絕大多數(shù)，特別是在大中型空調系統(tǒng)中，幾乎達到100%的使用率。在冷水機組變流量的性能中[2]，冷水機組在部分負荷時其冷凍水量可以在一定的范圍內變化，并且對冷水機組的效率幾乎沒有影響，與冷水系統(tǒng)負荷側要求變流量可以結合設計，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，未端根據(jù)室溫控制其電動二通閥的開關，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，以此進行冷凍水泵的變頻調速，適應系統(tǒng)的流量變化，系統(tǒng)中的供回水總管仍需設旁通電動二通閥作為備用，當流量減少到冷水機組的最低流量時，冷凍水泵鎖頻，不再繼續(xù)變頻調速減少流量，這時啟動輔助的旁通電動二通閥，旁通一部分多余的流量，因為冷水機組通常為一臺以上，如兩臺時，通過停止一臺主機流量已減少50%，單臺再減少至50%的機會不多，因此輔助的旁通電動二通閥一般不會啟動而處于關閉狀態(tài)。

　　2、變頻調速水泵節(jié)能原理

　　在空調冷水系統(tǒng)一次泵變流量中，當系統(tǒng)流量由QA變至QB時，如果采用恒速水泵，其工作點由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速定壓控制，當設定壓力為HA（HB）時，壓力傳感器檢測出壓力差（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，實際工作點為B″點，比定壓控制又減少（HB -HB″）這一段動壓損失，因此節(jié)能效果最為顯著。

　　3、變頻調速水泵的控制節(jié)能

　　在上述的分析中，可以看出目前變頻調速水泵常采用的定壓控制方式，雖然控制較簡單易實現(xiàn)，只需設定一個壓力值及壓力反饋信號，通過變頻調速即可維持系統(tǒng)壓力不變，這也是源自給水的水泵變頻調速定壓供水，目前在國內已有相當成熟的定型產品，生產廠家也多，但將這樣的定壓控制方式直接應用于空調冷水系統(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速控制裝置必須采用可編程的控制芯片才能實現(xiàn)。

　　冷水系統(tǒng)安裝完畢，調試時先測出系統(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系，單臺運行及并聯(lián)運行時的情況，將調試測出的所有數(shù)據(jù)進行歸納和模擬，實際上形成管道工作特性曲線的近似計算公式，然后存入可編程控制芯片，作為冷凍水泵運行時變頻調速的依據(jù)，在運行中采用最小壓差優(yōu)先的原則，多臺并聯(lián)時各冷凍水泵始終均頻，變頻至冷水機組的最小流量時鎖頻，冷凍水泵起動時從低頻變起等。

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

　　4、結論

　　空調冷水系統(tǒng)變流量，冷凍水泵采用一次泵變頻調速，要達到最大的冷凍水泵節(jié)能效果，對冷凍水泵的變頻控制應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，建議廠家開發(fā)相應的定型產品。