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    中央空調系統節能技術改造背景及案例

    [弘毅億德]中央空調清洗_中央空調節能改造_風機盤管改造優質服務商    新聞中心    中央空調系統節能技術改造背景及案例

    隨著社會經濟的不斷發展,能源是人類賴以生存和發展的基本條件。當前,能源供應的緊張對我國的經濟發展和社會生活產生的巨大沖擊,人們逐漸認識到了節約能源的重要性,因此節能減排是一項重大舉措??照{已經成為大型建筑和辦公環境的必備項目,但是空調的耗能也是十分驚人的??照{的節能潛力是很大,關鍵是如何挖掘。本文針對中央空調系統運行現狀,結合系統的控制特點,探討了中央空調系統節能技術改造。 

    1 水系統設計流程

    中央空調系統主要由制冷機、冷卻水循環系統、冷凍水循環系統、風機盤管系統和冷卻塔組成。 

    各部分的作用及工作原理:制冷機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態后送蒸發器中與冷凍水進行熱交換,將冷凍水制冷,冷凍泵將冷凍水送到各風機風口的冷卻盤管中,由風機吹送達到降溫的目的。經蒸發后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量成氣態,冷卻泵將冷卻水送到冷卻塔上由水塔風機對其進行噴淋冷卻,與大氣之間進行熱交換,將熱量散發到大氣中去。 

    2 系統在維護和使用中存在的主要問題 

     

    1)維護成本高。系統已經運行多年,控制系統已經不能滿足生產需要,需要升級改造,但原有的備件在市場上很難買到,不但采購周期長,而且價格昂貴,有些備件甚至停產。隨著時間的推移,系統的升級改造變得越來越困難,而且這些備件的價格會越來越貴,使用成本和維護費用大大提高。 

     

    2)運行成本較高。系統冷水箱安裝在空調機組室內,夏天,室內溫度通常在30℃左右,冷水箱溫度受室溫影響,冷水箱溫度經常會升高至16℃左右,這樣會大大延長制冷主機工作時間,增加太多電量消耗和較高的運行成本。 

     

    3)系統開放性差。升級前,系統由兩臺SIEMENSMEC單片機控制器控制,通信能力受到制約,無法與公司自動化系統進行通信。一些控制必須手動進行,一些參數設定和溫、濕度值采集只能到現場完成。不能實現對系統數據的采集、存儲、共享和分析,無法滿足信息化應用的需要。 

    本系統主要包括兩臺制冷主機、兩臺空調機組、一個冷水箱、三臺冷卻水泵、兩個冷卻塔、一套電子除垢儀、三臺一次冷凍泵、兩臺二次冷凍泵、兩臺熱水泵、一個定壓膨脹水罐、若干個電動閥、電磁閥、自動排氣閥、空調末端裝置和板式換熱器等組成。 

     

    根據目前的實際情況,該中央空調系統已經投入運行多年,不可能實施大的改動,在保障有效供給的前提下,進行了如下改造。 

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    針對系統在運行中存在的問題,將原有的SIEMENSMEC單片機更換為SIEMENSPLC控制,把整個中央空調控制系統連接到自動化系統中,實現自動化集中控制。 

    將原來的SIEMENSMEC取消,新增2個ET200M作為自動化系統從站,從站地址分別是15和16,從站15模塊如下: 

    1)接口模塊。6ES7153—1AA02—0XB01個。 

    2)模擬量輸入模塊。6ES7331—7NF00—0AB02個。 

    3)模擬量輸出模塊。6ES7332—5HD01—0AB01個。 

    4)數字量輸入模塊。6ES7321—1BH01—0AA03個。 

    5)數字量輸出模塊。6ES7322—1BH01—0AA01個。 

    從站16模塊如下: 

    1)接口模塊。6ES7153—1AA02—0XB01個。 

    2)模擬量輸入模塊。6ES7331—7NF00—0AB01個。 

    3)模擬量輸出模塊。6ES7332—5HD01—0AB01個。 

    4)數字量輸入模塊。6ES7321—1BH01—0AA03個。 

    5)數字量輸出模塊。6ES7322—1BH01—0AA02個。 

    上位機監控軟件采用Intouch9.0,下位機PLC組態采用STEP7V5.4進行梯形圖編程。PLC利用原有的自動化系統S7—400,CPU414—3DP與15和16從站通過PROFIBUS—DP通信。原來系統共有DP從站14個,地址從1~14。同時,CPU414—3DP與上位機通過CP443—1模塊與交換機實現工業以太網通信。與上位機通信采用CP443—1模塊,采用以太網通信方式。上位機監控畫面分為工程師站和操作員站,工程師站作為程序的主要存儲和運行服務,可進行工藝參數設置、更改用戶權限和增加用戶及權限管理等操作,而操作員界面僅供生產操作人員按照設定好的工藝流程進行操作,完成生產任務。

    該系統溫、濕度的控制對產品質量來說尤為重要,直接影響到產品質量,因此選用溫、濕度傳感器精度較高的產品,常溫下±1.5%RH。如果選用傳感器的精度差,在達到設定的溫、濕度時,傳感器測得的結果可能相差很多。產生的節能效益遠大于傳感器的自身價格,所以采用的是德國ROTRONIC公司的溫、濕度傳感器HYGROCLIP和控制儀表HYGROLOGNT3—D,儀表的通信方式是以太網通信,非常方便快捷,軟件采用ROTRONICHW4—OPC,與上位機軟件INTOUCH通過OPCSERVER連接。meter1和meter2為ROTRONIC儀表,每個溫、濕度儀表有自己的IP地址,通過以太網連接到自動化網絡中。 

    除濕機經過改造后,除濕改成用熱蒸汽除濕。根據除濕溫度要求,由設定的溫度值(SV值)與溫度傳感器測定的現場溫度值(PV值)之偏差ΔT(ΔT=SV-PV)進行控制。通過PLC程序的PID運算,當ΔT>0時,增大閥門開度,從而使氣流量加快,使實際溫度趨向設定值;當ΔT<0時,減少閥門開度,從而使氣流量減少,使實際溫度趨向設定值。當ΔT=0時,閥門開度維持不變,以保證恒定的溫度。 

    加濕器利用一般自來水產生蒸汽,水在加濕桶內,通電的電極插在水中,利用水的導電性,水被加熱并沸騰,輸出潔凈的蒸汽,在微機控制器控制下,自動調節供水和排水,按照控制信號靈活調節蒸汽輸出。加濕器控制方式由原來的開關量控制改為模擬信號控制,控制穩定準確,控制信號采用0~10V信號,通過PLC輸出0~10V信號比例控制加濕量的大小,控制信號為10V時,加濕量最大,32kg/h。 

    二次冷凍水泵控制和熱水泵的控制采用變頻控制方式,通過管道壓力傳感器壓力信號,利用恒壓供水原理控制泵的頻率,控制流程如圖2所示。 

     

    冷水機組采用大連冷凍機廠的半封閉螺桿冷凍機組。冷水機組制冷原理:壓縮機吸入從蒸發器出來的較低壓力的工質蒸汽,使之壓力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體,經節流閥節流成為壓力較低的液體后,送入蒸發器,在蒸發器中吸熱蒸發而成為壓力較低的蒸汽,從而完成制冷循環。這樣,制冷劑在系統中經過蒸發、壓縮、冷凝和節流四個基本過程完成一個制冷循環。

    2019年12月24日 12:57
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