节能空调水泵的节能控制（华南理工大学，广州510641）苏宏英方昌始1前言多年来，随着建筑业的发展，高层楼宇遍布各地。

　　为改善和提高办公及居住条件，这些大楼都设有中央空调系统。通过采用集中供风的方式，由空调主机产生冷源，利用冷冻水泵和管路将冷冻水输送到各楼层的每个房间，再由房内的风机盘管组件与空气进行热交换，使室内的温度得到调节。主机内部释放的热量传递给冷却水，通过冷却水泵输送到冷却塔降温，再由管路送回主机的冷凝器重复使用。

　　这种中央空调系统的主机和冷却泵与冷冻泵均由交流电动机拖动。其中主机为间歇工作方式，而冷却泵和冷冻泵为连续工作方式，全年性恒速运行，水泵电机的容量是根据夏季大热负载来选定的。由于季节的变化，楼内人员变动，房间开房率的增减，都会使大楼的热负载发生变化。故中央空调系统的冷却泵和冷冻泵的拖动电机多数时间都为轻载运行。因此，若将水泵电机由全年性恒速运转改造为按所需的水温进行变速运转，则可节省许多电能。

　　2设备简介某办公大楼高9层，空调机房位于底层，内配置3套进口离心式冷水机组，主机单台功率375kW.3台冷却水泵各由1台30kW电机拖动，3台冷冻水泵则由22kW电机拖动，采用Y-启动方式，全年性恒速运转。3套机组互为备用，正常时仅开启1套，3个电柜供电和控制，启动方式有手动和自动。冷冻水回水温度为12°C，冷却水回水温度夏季为30冬季设定为15°C. 3节能控制方案示出该大楼中央空调系统水泵节能控制方线路，以便当节能控制发生故障时，系统能自动切换案结构原理。根据用户要求，保持A、B、C 3个电柜到常规的恒速运行。为此，另设一台节能控制柜，对独厉仍市电供电、WA启动的常规控制6台水泵电机进行变频调速腧由可知，整整个控制系统由变频器、PLC、温控器及接触器和开关组成。其中两台变频器分别对冷却泵和冷冻泵的电机实施变频调速；两只温控器对进口水温进行闭环调节；PLC则用来对6台水泵电机、3个电柜与节能柜之间进行协调控制。

　　3.1变频器由于水泵为变转矩负载，故本方案选用三菱的FR*F540型变频器作为水泵电机的调速控制器。

　　其中，冷却泵电机配FR-F540*30K冷冻泵电机则配以FR-F540―22K.此种变频器具有手动和自动调节功能，手动信号由控制柜面板的1K电位器产生；自动信号则由温控器的输出4~20mA电流构成。操作模式选择设定为外部操作模式，将端子CS与SD短接。将再启动自由运行时间Pr57设定为4s以防止瞬时停电导致系统停转。频率上限Pr1和频率下限Pi2可根据所需的转速来定。

　　3.2可编程序控制器本方案为改造项目既要实施节能控制，又要保留常规控制，并要实现两种控制方式的自动切换，故采用PLC来协调A、B、C 3台电柜与节能控制柜之间的电器动作联系，以实现6台水泵电机的节能运行控制。由于4个柜之间的信号有62个，因此选用三菱的FX2器。PLC的输入信号有：冷却泵与冷冻泵机组选择冷却泵与冷冻泵工作方式选择冷却泵与冷冻泵启/停指令输入，变频器及温控器报警信号输入等。输出信号有：变频器启动信号，18个接触器控制信号，节能和常规运行切换信号，声光报警信号等。PLC软件程序设计采用梯形图语言编制，直观易懂。

　　3.3温控器为实现冷却泵和冷冻泵回水温度的自动调节，选用富士PXW9型数字式温控器检测并显示回水温度，设定变频器运行频率所对应的温度值，产生变频器运行所需的自动调节信号。其中，冷却泵温控器设定有冷却水超温报警；冷冻泵温控器设定有冷冻水低温报警。当水温异常时，温控器发出报警信号，输入PLC产生相应的保护动作。温度传感器采用铂丝材料的测温电阻包，装设于水泵的回水侧。

　　4操作运行该系统的运行过程仍遵循常规控制的顺序，即冷却水塔、冷却水泵、冷冻水泵，后是主机。在水泵启动之前，先选择好欲工作的机组，并将工作方式选择开关打到节能一档，控制方式开关置于手动或自动均可。合上电源，节能控制柜有电，温控器显示实际的回水温度值，设定所需的水温值。按冷却泵和冷冻泵启动按钮，对应电柜的电器动作，变频器得电，并慢速启动至设定的频率。之后，主机启动，逐渐进入制冷状态。

　　当发生缺相、电机过热、变频器过热等情况时，保护环节动作，PLC在延时数秒后自动切换到常规运行状态，此时水泵运转于50Hz的恒速下，同时声光报警显示故障。

　　5结束语该节能控制系统投入运行半年多来，经历了夏季和冬季，工作一直正常。实际使用中运行频率设定在45 ~35Hz之间。冬季采用手动调节时，运行频率曾调至27Hz.月均节电达9000kWh以上。

　　该系统结构简单可靠性高，使用及维护亦较方便。实际使用前，应重新调节主机的水压开关，使主机在新的水压下正常运行。

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