- 冷却塔风机的变频控制与节能降耗
- 发布时间:2009/10/24 阅读次数:2461 字体大小: 【小】 【中】【大】
2 多台风机变频节能控制系统
在大容量冷却水系统中,采用多冷却塔变频控制也是一种常见的方式。在某冷却水控制系统中,用户采用PLC控制两台风机,其中M1为工频风机,M2为变频风机,如图3所示(其中变频器采用艾默生的TD2000系列);M2变频风机控制采用闭环温度PID控制。 PLC则利用TD2000的开路集电极Y1和Y2的输出功能,获得该变频器的频率运行状态是在上限(FHL)或是下限(FLL),就可以自动开停M1工频风机,而M2变频风机始终处于工作状态。
风机M2的工作状态分两种:一是处于20~50Hz运行;另一种是长时间处于20Hz运行。为了保证节能效果,对于后者就可以采用节能方式(休眠状态)。它只需设置一个零频运行阈值和零频回差即可。这样休眠的控制方式非常有效,尤其是在夜间冷负荷相对较低的情况下。
显然,低速运行是冷却塔本身节能所在。比如,两台主机和两台冷却塔对应,在两台主机满载工作时,如室外工况要求两台冷却塔100%投入,毫无疑问,这种满载工况的出现并没有可以节能的余地了,但是这种满载概率在舒适性空调中通常不超过10%;系统在全年的运行中,大部分时间是处在部分负荷状态下。也就是说,全年90%以上的时间都有节能的余地。
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从图3中看出,PLC主要起到了开关控制的作用,可采用小型PLC,如西门子的CPU221、LG的K10S1或其他品牌的小型PLC。当然,本方案的功能只对同一出水并联的多冷却塔才有效,不同机组或不同出水管路均有局限性。 3 冷却塔风机的优化温度设置
根据一般的工程常识,对于机械式冷却塔,风扇转速越高,冷却水的温度就会越低,此时冷却塔的耗电也就越多;可对于空调主机来说,冷却水温度越低,主机的耗电就会越少。反之,冷却塔转速越低,冷却水的温度越高,这样冷却塔的耗电越少。但对于空调主机来说,由于进入冷凝器的水温升高,相应的主机耗电会增加,这里显然存在一个优化控制的问题。 图4是3516kW(1000Ton)离心主机在50%荷载时,某一湿球温度下的瞬间能耗比较图。由图中分析可知,对于冷却塔能耗线,随着冷却水温度的提高,冷却塔的能耗就相应减少;而对于主机能耗曲线,随着冷却水温度的提高,主机的能耗也相应增加。因此,单一设备的节能并不能说明该系统节能,综合能耗是主机能耗和冷却塔能耗的叠加,只有在图中找出综合能耗的最低点,才是最佳的系统节能。图4中,在该工况下,该冷却水优化温度为28°C 。 |
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不同的机器有不同的优化温度公式,文献[1,2]给出的是一单台螺杆冷水机组的最优冷却水控制温度的算法。
4 结束语
综上所述,根据负荷变化对冷却塔风机系统进行节能控制,对于系统的节能降耗具有十分重要的意义。本文结合单机和多机两种不同的工程,提出了相应的控制措施,使其能发挥最佳的运行效果,并提出了冷却塔温度的最优控制计算。
参 考 文 献
[1]Mark Hydeman, Ken Gillespie and Ron Kammerud ,A Toolkit to Improve Evaluation and Op eration of Chilled Water Plants , The Cool $ense National Forum on Integrated Chiller Retrofits , San Francisco, September 1997. [2]美国专利号: U.S Patent No.560096, 1995. [3]张燕宾 . 变频调速应用实践[M]. 北京 : 机械工业出版社,2001 . |