浅析机房完美在线(中国)水循环系统变频节能控制

完美在线(中国)水系统的能耗在整个完美在线(中国)系统中占很大部分，因此，研究完美在线(中国)水系统节能具有重要意义。采用变频控制技术的变频完美在线(中国)，可实现快速、节能和舒适的温度控制效果。本文首先分析了完美在线(中国)水系统的组成和工作原理，并探讨了冷水变流量的节能控制，最后使水泵工作在高效率区域的一些关键设计提出了建议。

通过变频器，根据空气终端的需要，可根据环境温度自动选择加热、冷却和除湿运行方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速、能耗低、状态下以较小的温差波动，调节冷媒水泵、冷却水泵的工作频率，改变系统中冷媒水量和冷却水量，以达到节能的目的。变流节能控制模式也被称为机房完美在线(中国)节能控制。本文重点探讨了机房完美在线(中国)水循环系统变频节能控制的原理分析及相关设计要点。

1 完美在线(中国)水系统的工作原理

完美在线(中国)水系统主要设备包括：制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔和风机盘管等完美在线(中国)末端设备。完美在线(中国)水系统是一个复杂的系统，各部件之间是相互联系、相互影响的。

1.1 风机盘管水系统

风机盘管的组成和工作原理，风机盘管主要有风机、盘管以及空气过滤器、电动机、室温控制装置等组成，风机常采用前向多翼离心式风机或贯流式风机，盘管则为带肋片的盘管式换热器。风机盘管的水系统的主要功能是输配冷流体，以满足末端设备或机组的负荷要求。其配置则应具备足够的输送能力，经济合理的选定水泵、管材和管径，具有良好的水力工况稳定性，应便于完美在线(中国)系统负荷变化时的运行调节，实现完美在线(中国)系统节能运行要求、并便于管理、检修和养护。

1.2 冷水机组工作原理

当天然的冷源不能满足完美在线(中国)需要时，便采用人工制冷的方式。主要有以下几种：

1）蒸汽压缩式制冷

蒸汽压缩式制冷系统的组成及工作过程：蒸汽压缩式制冷系统主要有制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四个主要设备组成，并用管道相连接，构成一个封闭的循环系统。

2）吸收式制冷

吸收式制冷与蒸汽式制冷一样，都是利用液体在汽化时需吸收热量这一物理特性来实现制冷的，不同的是蒸汽压缩式制冷是以消耗机械能为补偿，而吸收式制冷则是以消耗热能为补偿的，使热量从低温热原转移到高温热源。

1.3 冷却塔

制冷剂在冷凝器中进行冷却凝结过程中放出的热量，一般通过空气和水带走。以空气为冷却介质的冷凝器，多用于小型制冷系统及缺水地区。大中型制冷系统的冷凝器多以水为冷却介质。制冷装置的冷却回水，由冷却塔的上部喷向塔内的填充层上，以增大水与空气的接触面积及接触时间，被冷却后的水从填充层流至下部集水池，通过循环水泵再送回制冷装置循环使用。冷却塔顶部装有通风机，使空气以一定的流速由下而上通过填料层，以加强水的蒸发冷却效果。

2 冷水变流量的节能控制

2.1 变流量系统的主要控制措施

冷水流量发生变化后，水系统为了在新的流量下能达到稳定平衡，需对管路系统和水泵进行调节，即调节阀门的开度和水泵的转速，不同的控制策略将产生不同的控制效果，进而水泵的能耗情况也不相同，下面分别进行比较。冷水系统变流量运行的控制模式主要有温差控制法和压差控制法。

1）温差控制法

温度传感器测得供回水干管上的温差，与设定值比较，温差大则加大冷水泵的水流量，温差小则减小水流量。当负荷下降时，流量将随之减少，通过温差控制器、变频器，降低水泵转速减少流量。随着系统总水量减少，使用功能相似的完美在线(中国)房间其末端装置的水流量按比例减少，适应负荷的变化，适用于系统较小，房间功能比较简单，整体一致的能耗变化规律的情况，如在我国目前完美在线(中国)系统中运用得非常多的风机盘管系统。风机盘管系统的水路基本不控制，或采用三通阀、电磁阀控制，部分负荷时系统压差几乎不变，这给压差信号的采集造成困难，因而风机盘管系统采用压差控制准确性较差，系统采用最多的是温差控制。

2）压差控制法

压差控制是利用测定点压差值的变化来控制水泵的供水量，压力的传递速度较高，因而压差控制反应较快，目前在冷水系统中采用的主要有干管定压差。干管定压差控制只是将温度传感器换成了压力传感器，末端负荷减小而关小冷冻水的流量使得供回水干管上的压差增大，控制器将控制水泵减少水流量，保持供回水干管的压差不变，这样，对于负荷没有变化的其它末端来说，由于干管的供回水压差不变，各支管的供回水压差也是基本保持不变的（由于流量减小，干管上的阻力损失减小，支管上的压差略有增大），保证了各个末端有足够的水流量。

2.2 变流量系统的原理

完美在线(中国)冷水系统的最重要的目的是为完美在线(中国)系统的各末端装置提供能量的交换，如何在满足这个要求下尽量节能，在冷水系统的发展中在不断完善。在冷水系统的发展和完善的过程中总是不断遇到新的问题，如冷水温差过小、水系统阻力损失过大、管网水力不平衡等，如果保持供回水的温差不变，则冷冻水流量的需求下降，可通过减少冷冻水的输送量来降低水泵的能耗，这就是变流量技术。

3 方案设计

就目前的一般的改造设计而言，一般采用以温度控制为主，在机房完美在线(中国)系统改造的过程中，保持了原有的机房完美在线(中国)系统，增加了热泵机组、板式热交换器、储热罐和热水罐、增加了循环泵和调节阀等设备，还开发了一种具有通用功能的变频调速智能控制节能工作站。

1）对冷冻水泵的控制

冷冻水泵电动机应采用软启动。冷冻水泵电动机启动频率系统设定为45Hz。为保护完美在线(中国)系统的安全运行，冷温水系统最低运行频率设定值为30Hz。

在温差调节器上设定上限报警输出信号，当末端负荷突变，温差达到5℃时，将频率直接切换到45Hz。使水泵输出加大到最大流量，以提高负载的跟踪速度。冷冻水泵启动后，按智能控制器输出的控制参数值，调节冷冻水泵变频器的运行频率，控制冷冻水泵的转速，动态调节冷冻水的流量，使冷冻水的供回水温度逼近智能控制器给定的最优值。夏天：冷冻水额定供水温度为7℃，额定回水温度为12℃，温差△T=5℃；冬天：冷温水供水温度为50℃，回水温度为45℃，温差△T=5℃。

2）对冷却水泵的控制

冷却水泵启动后，按智能控制器输出的控制参数值调节冷却水泵变频器的运行频率，控制冷却水泵的转速，动态调节冷却水的流量，使冷却水的进、出水温度逼近智能控制器给定的最优值。

3）对冷却塔风机的控制

当风机启动后，在冷却塔风机频率设定高限值45Hz 保持运行30min后，系统根据完美在线(中国)主机冷却水进出水温度传感器的输入值变频调节风机转速，使冷却水进水温度逼近设定值，从而保证机房完美在线(中国)主机随时处于最佳运行状态。以实现冷却塔风机和完美在线(中国)主机在最佳工况下的节能运行。

4 结语

论文对机房完美在线(中国)系统变频调速技术进行了理论分析，通过对机房完美在线(中国)系统的节能措施的研究，可以避免不合理的低效用能，降低了完美在线(中国)系统的能耗，提高了能源的利用率。

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