基于节能减排的中央空调变频节能改造设计与实践.doc

基于节能减排的中央空调变频节能改造设计与实践

内容摘要

由于我国经济的发展，电力在企业中的比重逐年增加，受到愈来愈多的关注。同时，房地产行业的迅猛增长也推动了中央空调市场的迅猛发展。由于市场容量的不断扩大，愈来愈多的厂商纷纷投身商用中央空调的行业，以满足消费者的需求。采用变频技术来改善中央空调系统，不仅可以提高自动化水平，降低能耗，减小对供电系统的影响，还能增长设备和管道的寿命，有着重要的意义。

本文旨在深入探讨变频器在工业领域的应用，以实现节能减排、降低能耗和生产成本的目标，经过对中央空调控制系统的变频节能改造目标设置、项目执行及其实际运行效果研究，以达到这一目标。本设计具有很高的实用价值。

关键词：中央空调；变频节能；设计

1绪论

1.1课题的背景及意义

中央空调系统在现代企业及生活环境改善方面极为普遍，而且在某些生活环境或生产工序中是属必须的，即所谓人造环境，不仅是温度的要求，还有湿度、洁净度等。之所以要求中央空调系统，目的是提高产品质量，提高人的舒适度，使集中供冷供热效率高，便于管理，节省投资等。为此，企业、高层商厦、商务大楼、会场、剧场、办公室、图书馆、宾馆、商场、超市、酒店、娱乐场、体育馆等中大型建筑上几乎都采用中央空调，它是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一。由于它的电能消耗非常大，是用电大户，几乎占了用电量50%以上，因此日常开支费用也很大。

中央空调系统的容量是按照建筑的最大设计冷热负荷来确定的，并且留有适当的余量。然而，由于四季的改变，如晴雨雪及其白天和黑夜的温度变化，中央空调的冷热负荷通常会远小于设计负荷。因此，在选择风机水泵时，应该考虑到这些因素。根据相关信息显示，中央空调的真实工作时刻大多处在低负荷运行状态，这导致了巨大的能源耗费。67%的工程建设热负载值在94~165W/m之间，而事实上83%的工程建设热负载只是58~93W/m，因此，中央空调的满负荷运行持续时间极其短暂。由于科学技术的进步，变频转换器已经被应用于全行各业，它具有较高的性价比和完善的工艺技术，可以在中央空调的各类风机水泵等电机拖动控制系统中接通变频转换控制系统，通过调整电动机功率来调整流速、压力和温度等技术参数，从而代替传统的阀门控制流量，大大减少了能量的浪费。这种工艺技术可以合理地提高风机水泵的运行效率，并且可以合理地减少节流或回流损失，从而节约能源，提高效率。通过采取相应对策，我们将能够显著提高电力效率。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外变频器发展现状

在大功率交交变频(循环变流器)调速技术方面，国外变频器品牌中法国阿尔斯通已能提供单机容量达3万kW的电传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面，意大利ABB公司提供了单机容量为6万kW的设备用于抽水蓄能电站。在中功率变频调速技术方面，德国西门子公司SimovertA电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10~2600kVA和SimovertPGTOPWM变频调速设备单机容量为100~900kVA,其控制系统已实现全数字化，用于电力机车、风机水泵传动.在小功率交流变频调速技术反面，日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA,IGBT变频器已形成系列产品，其控制系统也已实现全数字化。

外国交流变频调速技术的快速发展表现出了如下特点。

(1)由于工业生产自动化水平的不断提升和世界能源紧缺的加剧，变频转换器已经成为机器纺织、油田化学、造纸、冶金、食用等全行各业的必备装置，它可以有效地节约能源，并且具有显著的经济效益，因此受到了市场的广泛需求。

(2)近年来，由于SCR、GTO、IGBT、IGCT等高压力、大流量元件的不断发展和应用，使得高低压、大功率变频器产品的生产和应用变得可能。

(3)随着监控科学技术和现代微电子科学技术的不断进步，向量监控、磁通监控、转矩监控、模糊监控等新型监控思想为新型变频器提出了可靠的理论支撑；16位、32位高速微处理器、DSP和专业集成电路工艺科技的飞速发展，为变频器提出了更精确、更多能的新技术支撑。

(4)随着基础产业和各类制造商的飞速发展，变频器及其相应配件也在进行社会化专业性制造。

1.2.2我国变频器发展现状

总体而言，中国电气传动技术水平与国外先进技术相比，差异可能在10-15年之内。

尽管国内外极少数研究机构能够研制大输出功率交流电机和无换向器电机等变频高新技术，但在实现和控制系统稳定性领域仍有较大差异。这些主要品种在抽水蓄能电站机组启动和运转、大容积风机压缩机和轧机传动系统以至矿井卷场等领域都有广泛的应用需求。由于技术的进步，中小功率变频技术已经取得了长足的进展，不仅普通的V/f控制已经被广泛采用，而且矢量控制也已经被广泛应用，使得市场需求得到了满足。

在国内