HVAC系統(tǒng)概述 HVAC 系統(tǒng)主要包括冷熱源、水循環(huán)系統(tǒng),空氣循環(huán)系統(tǒng),而水循環(huán)系統(tǒng)是 HVAC 中重要的組成部分,主要包括兩個組成部分。 (1)冷凍水循環(huán)系統(tǒng) 由冷凍水泵和冷凍水管道組成,從制冷機(jī)組流出的冷凍水由冷凍水泵送入冷凍水管、盤管在房間內(nèi)進(jìn)行熱交換,帶走房間的熱量,使房間溫度下降。根據(jù) HVAC 系統(tǒng)的規(guī)模大小,冷凍水循環(huán)系統(tǒng)又可細(xì)分為一次冷凍泵系統(tǒng)和二次冷凍水泵系統(tǒng)。 (2)冷卻水循環(huán)系統(tǒng) 由冷卻水泵及冷卻管道及冷卻塔組成,與制冷機(jī)組進(jìn)行熱交換。水溫冷卻的同時,必將釋放大量的熱量,改熱量被冷卻水吸收,使冷卻水溫度升高,冷卻泵將溫度升高的冷卻水送入冷卻塔使之在冷卻塔與大氣進(jìn)行熱交換,然后在將溫度下降的冷卻水送回到制冷機(jī)組。如此不斷循環(huán)帶走制冷機(jī)組釋放的熱量。 HVAC系統(tǒng)圖 冷凍/卻水變頻調(diào)速 變頻器在 HVAC 系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用。根據(jù)流體力學(xué)的原理,流量 Q 與轉(zhuǎn)速 n 的一次方成正比,壓力 H 與轉(zhuǎn)速 n 的二次方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速 n 的三此方成正比。即 : Q=K1*n H=K2*n2 P=K3*n3 當(dāng)所需流量減少,電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時,其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。如所需流量的 80%,則轉(zhuǎn)速也下降為額定轉(zhuǎn)速的 80%,而軸功率降為 51.2%;當(dāng)所需流量為而額定流量的 50%時,則軸功率降為12.5%。當(dāng)然,轉(zhuǎn)速降低時,效率也會有所下降,同時還應(yīng)考慮控制裝置的附加損耗等影響。即使如此,這種節(jié)電效果也非??捎^。 冷凍水循環(huán)系統(tǒng) 根據(jù) HVAC 系統(tǒng)的工藝要求程度不同,冷凍水泵組成有兩種方式: (1)二級冷凍泵循環(huán)系統(tǒng) 對于一些復(fù)雜HVAC系統(tǒng),這種方式應(yīng)用廣泛,包括一次泵和二次泵(對于多級系統(tǒng)中會有三次泵),其中一次泵的主要目的是向制冷機(jī)組提供連續(xù)不斷的水流,防止制冷機(jī)組因為無水而損壞。二次泵主要目的是把冷凍水送入熱交換裝置,實現(xiàn)熱交換。 (2)一級冷凍泵循環(huán)系統(tǒng) 系統(tǒng)中沒有一次泵和二次泵區(qū)分,冷熱源側(cè)和負(fù)荷側(cè)合用一組水泵,制冷機(jī)組產(chǎn)生的冷凍水直接經(jīng)由冷凍水泵打入熱交換裝置,實現(xiàn)熱交換。 對于二次泵來說,目前基本上有三種方式,三種方式都有應(yīng)用,具體采用哪種控制方式還要根據(jù)具體 HVAC 系統(tǒng)具體分析: (1)供、回水干管壓差保持恒定的壓差控制(簡稱壓差控制) (2)末端(最不利)環(huán)路壓差保持恒定的末端環(huán)路壓差控制(簡稱末端壓差控制) (3)供、回水干管水溫差保持恒定(△t=5℃)的溫差控制(簡稱溫差控制),往往冷凍水出水溫度比較穩(wěn)定,所以單單回水溫度就能表示實際冷負(fù)荷的情況,故單用回水溫度進(jìn)行控制也比較普遍。 以上的控制方式往往結(jié)合應(yīng)用,如果光考慮到溫度了,壓力沒考慮,有可能冷凍水打不到系統(tǒng)最高端,反之如果光考慮到壓力而沒考慮到溫度,往往可能達(dá)不到最佳的節(jié)能效果。 對于一次泵來說主要是保證冷水機(jī)組正常工作的流量,并為整體系統(tǒng)提供冷媒水。 (1)通過制冷機(jī)組蒸發(fā)器進(jìn)出口壓差或管道流量的反饋,通過變頻器控制泵 P1,P2 的轉(zhuǎn)速,從而調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的流量,同時旁通閥 V3 作為輔助控制 冷卻水循環(huán)系統(tǒng) 冷卻水系統(tǒng)主要用來散發(fā)來自制冷機(jī)組的冷卻水熱量,部分水在冷卻塔噴灑過程中蒸發(fā),而留下的水得到冷卻。由于冷卻塔的水溫是隨環(huán)境溫度而變的,其單測水溫不能準(zhǔn)確地反映冷凍機(jī)組內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少。所以,對于冷卻泵,以進(jìn)水和回水間的溫差作為控制依據(jù),實現(xiàn)進(jìn)水和回水間的恒溫差控制是比較合理的。溫差大,說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量大,應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速,增大冷卻水的循環(huán)速度;溫差小,說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量小,可以降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速,減緩冷卻水的循環(huán)速度,同時在控制過程中保證冷凝器正常工作流量。 冷卻塔風(fēng)機(jī)的控制 冷卻塔部分,還涉及到冷卻塔的風(fēng)機(jī)控制,見上圖3。傳統(tǒng)控制方式采用多段冷卻,效率低,機(jī)械沖擊大,而且風(fēng)機(jī)在強(qiáng)迫運(yùn)行的情況下,會引起更多的水受到蒸發(fā),這樣,既浪費(fèi)水又產(chǎn)生較大的噪音。采用變頻調(diào)速控制風(fēng)機(jī)的速度,帶來的好處有: (1)降低能耗 (2)降低冷卻水的流失 (3)降低系統(tǒng)的機(jī)械沖擊 (4)降低風(fēng)機(jī)噪音 通過溫度傳感器檢測各個冷卻塔回水溫度并反饋到變頻器,保持制冷機(jī)組的冷卻回水溫恒定,提高制冷機(jī)組的效率。通過ATV61/21變頻器實現(xiàn)了真正PID 控制,一旦溫度反饋丟失,仍可驅(qū)動風(fēng)機(jī),同時降低了整個系統(tǒng)成本。 施耐德變頻水系統(tǒng)總覽圖
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