在中央空调水系统的变频调速方案中,可行的控制方式主要有两种:
l )以压差为主的控制方式
即以制冷主机的出水压力和回水压力之间的压差作为控制依据,使循环于各楼层的冷冻水能够保持足够的压力,进行恒压差控制"如果压差值低于规定下限值,电动机的转速将不再下降。当压差较小,说明系系统负荷不大,减小水泵的转速,压差上升;当压差较大,说明系统负荷较重,增加水泵的转速,压差下降。这样一来,既考虑到了系统负荷的因素,又改善了节能效果。
2)以温差为主的控制方式
这种方式同样对压差进行检测,压差低于规定下限值,电动机的转速将不再下降,确保各楼层的管路具有足够的压力。但所不同的是非恒压差控制"以制冷主机的回水温度和出水温度之间的温差信号为反馈信号,使循环于各楼层的冷冻水能够保持足够的低温,进行恒温差控制。当温差较小,说明系统负荷不大,减小水泵的转速,温差上升;当温差较大,说明系统负荷较重,增加水泵的转速,温差下降。不管使用何种调节方法,其流量调节的范围不应低于系统的报警闲值"严格地说,排除冷冻水在传输途中的损失的话,制冷主机的回水温度和出水温度之差表明了冷冻水从房间带走的热量,相比压差更能反映系统供冷负荷,应该作为控制依据0因此决定在控制系统中采用温差为主的控制方式。制冷主机的出水温度一般较为稳定,一般为设定值,其差值一般为5℃。因此实际上,也可以只根据回水温度进行控制。
3)以温差为主的控制方式的优点
采用以温差为主的控制方式,非常适合对已有空调的变频改造。相比其他控制方式,无需在各支路增加电动二通调节阀,又能保证系统运行的可靠性。各支路并没有采用自主调节的电动二通阀门,阀门的开度还是根据初调节决定的"这样经过改造后的变流量系统,在泵进行调速时,流量还是按照原先的比例进行分配"绝大多数情况下,各个房间的负荷急剧变化的情况很少出现,可以近似认为是相似工况,所以按照过去比例分配流量是可行的。
采用这种控制方式将定流量系统改造为变流量系统有以下优点:
(1)改造费用低。可利用原有阀门,节省电动二通阀的费用,更重要的是没有改变管路的原有特性。在经过校核计算冷冻机最小流量的前提下,设定泵的转速的最小频率,不需要增加二次泵。
(2)施工难度低。不需要对系统进行大的改造,全部改造在机房内就可完成。
(3)运行管理和维修保养相对简便"由于改造涉及部分只有变频器!温度和压传感器等少数设备,并不增加管理人员的工作量。
4)采用温差控制所需具备的条件:
(l)制冷机和水泵有多台,至少有一台可做备有的。
(2)系统的出回水温差大多数时间小于设计温差,末端设备多数时间在低速就可满足绝大多数工况。
(3)各个房间负荷快速变化的情况较少。
由上述分析可知,以温差为主的控制方式是一种相对简便有效的变流量控制方式。而且由于电机的功率与频率或转速的三次方成正比,从理论上讲,在采用变频器之后,如果水系统的流量下降为水泵工频时的70%,水泵电机功率只有工频时的34.3%,能耗下降十分明显,因而变频改造之后有很大的节能潜力。
以温差作为被调量,在设计上要考虑管路的传热时间延迟、房间存在的热惰性和末端设备的非线性,整个管网构成了复杂具有惯性、延迟、非线性系统,其控制上考虑的因素比进行单纯的流量控制要复杂。
在确定以温差为主的系统控制方式之后,研究如何根据温差对水泵频率进行控制,既保证供冷负荷,又是水泵频率尽量降低,实现节能的目的。
3)变频控制系统要实现的目标:
(l)负荷变化时冷冻水温度保持基本恒定。
(2)水泵能在系统负荷最大和最小时为所有盘管提供足够的供水压力。
(3)在满足供冷负荷情况下,冷冻和冷却水泵都能在尽可能低的转速下工作,保持运行能耗最小。
(4)制冷机组运行能耗随负荷的减少而减少。