變頻控制柜目前主要包含三種的控制模式:恒壓供水控制柜、節(jié)能控制柜及空調變風量控制系統(tǒng)
恒壓供水控制柜原理
變頻恒壓供水系統(tǒng)原理: 主要有PLC、變頻器、壓力變送器、液位傳感器、動力及控制線路以及泵組組成。用戶通過控制柜面板上的觸摸屏、指示燈和按鈕、轉換開關來了解和控制系統(tǒng)的運行。通過安裝在水泵出水管網(wǎng)上的壓力變送器,把水管壓力信號變成4~20mA標準信號送入PLC中,經(jīng) PID運算與給定壓力參數(shù)進行比較,得到4~20mA(0-10V)參數(shù),然后送至變頻器??刂葡到y(tǒng)由變頻器控制水泵的轉速以調節(jié)供水量,根據(jù)用水量的不同,變頻器調節(jié)水泵的轉速不同、工作頻率也就不同,在變頻器設置中設定一個上限頻率和下限頻率檢測,當用水量大時,變頻器迅速上升到上限頻率,此時,變頻器輸出一個開關信號給PLC;切換到工頻運行該水泵(一拖二或一拖多臺水泵會跳到下一級水泵變頻運行)當用水處于低峰時,變頻器輸出達到下限頻率,變頻器也輸出一個開關信號給PLC;切換工頻運行的水泵為變頻低速運行。兩個信號不會同時產(chǎn)生。當產(chǎn)生任何一個信號時,信號即反饋給PLC,PLC通過設定的內部程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現(xiàn)切換交流接觸器組,以此協(xié)調投入工作的水泵電機臺數(shù),并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。從而使系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力始終穩(wěn)定,進而達到恒壓供水的目的。
空調變風量系統(tǒng)
變風量系統(tǒng)中采用了房間溫度控制、送風量控制、送回風風量匹配控制、新排風風量控制和送風溫度控制5個控制環(huán)路。直接數(shù)字控制DDC雖然不一定采用反饋環(huán)路控制,但是也包含這5部分控制內容。它們是變風量空調控制系統(tǒng)的必要組成部分。當然,系統(tǒng)不定期會有預冷、預熱等其他控制。
1) 新送風量控制
在變風量系統(tǒng)中,通常根據(jù)壓差傳感器的信號來感知系統(tǒng)風量的變化,由壓差傳感器傳入PLC系統(tǒng)中,經(jīng)PLC內部設定值與實際值的PID運算出0-10V的信號輸送到變頻器來調節(jié)風機送風量。由于存在風道阻力損失,靜壓傳感器越靠近管路末端,靜壓設定值就越小,就越能節(jié)約風機功耗。我們希望將靜壓傳感器放在系統(tǒng)最不利的末端入口。
2) 房間溫度控制
在供冷季中,當某個房間的溫度低于設定值時,溫控器就會調節(jié)變風量末端裝置中的風閥開度減少送入該房間的風量。由于系統(tǒng)阻力增加,送風靜壓會升高。當超過設定值時,靜壓控制器通過調節(jié)送風機入口導葉角度或電機轉速減少系統(tǒng)的總送風量。送風量的減少導致送回風量差值的減少,送回風量匹配控制器會減少回風量以維持設定值。風道壓力的變化將導致新排風量的變化,控制器將調節(jié)新風、回風和排風閥來保持新排風量。
在冬季,對于有內外區(qū)的建筑,內區(qū)繼續(xù)供冷,外區(qū)末端裝置只提供最小風量以保證新風氣流組織,由末端再熱裝置或其他供暖系統(tǒng)供熱。
3)新回風量匹配控制
通常新風與回風的比例是:新風約是回風的30%。但對于某些特殊場合的要求有所不同,如靜壓要求50P的場所,新風量就要求比較大!
一次回風系統(tǒng)中,由新風機進入的處于露點溫度的鮮風與室內低溫干燥(循環(huán)制冷除濕)的空氣進行混合。不同的混合比例,可以得到不同濕度、溫度及壓力的空氣。我們可以通過靜壓、溫濕度傳感器實行監(jiān)測并計算出相關的數(shù)值,再逐一調節(jié)PID閥門(風閥、水閥)、加濕器、發(fā)熱絲及變頻調速風機等。由于各種情況復雜,在此不一一累贅了。
變頻節(jié)能控制系統(tǒng)的原理
由風機工作特性決定的,由于風機是二次方負載,軸功率與轉速的三次方成正比。
當從50Hz降至45Hz得 公式:P45/P50=45(3次方)/50(3次方) 即 P45=0.729P50
當從45Hz降至40Hz得 公式:P40/P45=40(3次方)/45(3次方) 即 P40=0.702P45
也就是說每下降5Hz的頻率,電機將節(jié)省28-30%的功率。
控制原理:中央空調恒溫節(jié)能控制系統(tǒng)是由變頻器、溫度傳感器、壓力傳感器、可編程控制器( PLC)以及人機界面等幾部分組成。它根據(jù)空調系統(tǒng)需要控制部位的參數(shù)(如冷凍、冷卻進出水溫度之差或空調冷水機組的負載等),由 PLC 來控制調整冷卻水電機、冷凍水電機等機組動力單元的運行狀態(tài),在精確進行溫度控制的同時,大幅度的節(jié)約了電能。在進行控制調節(jié)時,由于冷水機組的保護功能(當冷卻水流量低于下限值時,機組將停機),因此變頻器的頻率不能太低,要設定一個下限值來保證機組的正常運行。同時,也要考慮到室內房間空調溫升的滯后性的問題(這是因為水泵變頻后導致水流量變慢的緣故)!
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