PLC及变频器在高层建筑中央空调节能改造中的应用-PLC及.PDF

· 建筑节能 · 低压电器(2008No10) 现代建筑电气篇 PLC及变频器在高层建筑中央空调 节能改造中的应用 刘 星 平 (湖南工程学院 电气与信息工程系，湖南 湘潭 41 1 1 01) 摘 要：介绍了利用可编程控制器、变频器改造高层建筑中央空调冷冻泵、冷却泵 控制系统的方法。该方案实现了中央空调的技术升级，确保设备低耗运行，提高了电气 控制系统运行的可靠性。 关键词 ：高层建筑 ；中央空调控制系统 ；PLC；变频器；改造；空调节能 中图分类 号：TU201．5：TU831．3 5 文献标 识码 ：B 文章 编号：1001—5531 (2008)10-0057-03 刘 星平 (1966一)， 男，副教授，研究方 向为电气控制技术 及其应 用、电力 电 子技术及其应用。 Application of PLC and Inverter in Reconstruction of Energy Saving of Center Air—Conditioning in High Building LIU Xingping (Department of ElectricalInformation Engineering，Hunan Institute of Engineering， Xiangtan 41 1 101，China) Abstract：The method that the PLC and inverter were used to reconstruct the center air—conditioning’S cooling pump，refrigerating water pump control system in high building was in~oduced．It realized technological update of the air—conditioning system．ensured lower energy consumption of equipment and enhanced the reliability of electric eontrol system． 。 Key words：high building；control system of center air-conditioning；PLC；inverter；reconstruction； energy saving of air-conditioning 0 引 言 中央空调在高层建筑中是耗电大户，其耗电 量约占总耗电量的60％，因此，中央空调的节能 改造显得尤为重要。中央空调主要由制冷机、冷 却水循环系统、风机盘管系统、风机和冷却塔等组 成，主要用来实现室内的恒温控制，其工作原理如 图 1所示。通常冷冻水泵的容量是按最高温度、 满注率及留有 10％ ～20％裕量设计的。在全年 中，水泵系统长期在固定的最大水流量下工作，由 于季节、昼夜及住房率的变化，空调实际的热负载 在绝大部分时间内远比设计负载低。与决定水泵 流量和压力的最大设计负载(负载率 100％)相 比，一年中负载率在 50％以下的运行时问将近一 半 ，一般冷冻水设计温度为 5～7℃，而事实上在 全年绝大部分时间冷冻水的温度仅为2～4℃，即 水泵为全功率运行，增加了管道能量损失，浪费了 水泵运行的输送能量，也就存在能量的无效使用。 通过变频调速技术可实现自动调节流量并显著节 能的效果，用 PLC改造传统电气控制系统，可使 运行可靠性大大加强。 图 1 中央空调工作原理图 1 变频调速的实现 1．1 变频器节能原理 变频器是输出频率可变的交流 电力拖动设 一 57 — 维普资讯 低压电器(2008No10) 现代建筑电气篇 ·建筑节能 · 备。变频器调速的主要工作原理是将供给电机定 子的三相交流工频电经大功率整流变成直流，再 将直流电用正弦波脉宽调节技术逆变为频率可 调、幅度也随之改变的三相交流电，以此为电源再 供给电机使用。 由水泵的工作原理可知，风机、水泵特性为 Q OC H OC 2 P OC 3 即流量与转速成正比，压力与转速的平方成反比， 轴功率与转速的三次方成正比。根据转速公式 ： 60f(1一 ) (1S ) = 一 J l JP 式中 产__电源频率，在我国工频为50 Hz p——极对数 s——转差率 调节电动机电源频率就可调节电动机转速， 调节电机转速也就是调节它的负载转速，因此，根 据风机、水泵特性可知，调节风机水泵的转速可以 达到调节流(风)量的目的，同时，可显著调节轴 功率。通过在水泵上加装变频器，可实现 自动调 节控制，使系统工作平缓稳定，并通过变频节能收 回投资。随热负载而改