目前国内的中央空调系统,由于缺乏先进的技术手段支持,基本上都采用传统的定流量中央空调控制方式,即空调冷冻水流量、冷却水流量和冷却塔风机风量都是恒定的。也就是说只要起动中央空调主机,冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机都在50Hz工频状态下运行;当然还有其他更节能的中央空调控制方式:
1.定流量中央空调控制方式:特征是系统的循环水量保持定值不变,当负荷变化时,通过改变供水或回水温度来匹配。定流量供水方式的优点是系统简单,不需要复杂的自控设备。但这种控制方式存在以下问题:
(1) 无论中央空调负荷大小如何变化,空调系统均在设计的额定状态下运行,系统能耗始终处于设计的最大值,能源浪费很大。
(2) 舒适性中央空调系统是一个多参量、非线性、时变性的复杂系统,由于末端负荷的频繁波动,必然造成系统循环溶液(载冷剂、冷却剂、制冷剂溶液)的运行参量偏离空调主机的最佳工作状态,导致中央空调主机热转换效率(COP值)降低,系统长期在低效率状态下运行。
(3) 在工频状态下启停大功率水泵和风机,冲击电流大,不利于电网的安全运行,且水泵、风机等机电设备长期在工频额定状态下高速运行,机械磨损严重,导致设备故障增加和使用寿命缩短。
2. 通用变频器PID中央空调控制方式:
近年随着大功率电力电子器件的出现,促进了通用变频器的小型化和实用化,人们开始采用通用变频器来控制中央空调系统的水泵和风机,降低中央空调系统的能源浪费,通过供、回水压差或温差的采集,对水泵和风机进行PID(比例、积分、微分)调节,以达到节能效果。PID控制原理简单,使用方便,价格较低。
PID中央空调控制不足之处在于:
—— PID中央空调控制调节中最重要的工程参数比例系数KP、积分时间常数TI和微分时间常数Td,一旦选定之后,如果人不去调节,它是固定不变的,不可能跟随受控参量的变化而自动调整。也就是说,工程参数整定之后,就用同一种参数去对付各种不同的运行工况,因此,不可能达到最佳的节能效果。
——PID只能实现单参量(温度或压力)的简单中央空调控制功能,在一些单参量工业生产过程的控制中效果较好,当用于控制中央空调这样的多参量、非线性、时变的且参量间耦合很强的复杂系统时,很容易引起中央空调系统振荡,使控制温度在较大范围内起伏,长时间都不能到达设定值的稳定状态,既影响了系统的稳定性,又降低了空调效果的舒适性。
3.中央空调节电器控制方式:
近几年发展起来的一种新中央空调控制方法,使得中央空调主机的冷量(或热量)供应都能跟随负荷的变化而同步变化,就能够在保证空调舒适性的前提下,实现空调系统的最大节能,这是变流量中央空调控制模式的基本思想;也就是中央空调节电器控制系统基本目的,中央空调(智能)节电控制器生产厂家很多,产品也很多,这里不再细述。
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