【市政行業(yè)的現(xiàn)狀】
　　【行業(yè)概述】
　　市政工程即市政公用工程，指城市基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)，包括城市交通工程、城市給水工程、城市排污工程、城市供電工程、城市燃氣工程、城市供熱工程、城市通信工程、城市防災(zāi)工程、城市環(huán)境衛(wèi)生工程等，是持續(xù)保障城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是建設(shè)城市物質(zhì)文明和精神文明的重要保證。
　　【市政行業(yè)節(jié)能潛力分析】
　　節(jié)能減排是我國的基本國策之一，滲透于經(jīng)濟社會發(fā)展的各個方面。作為永遠的民生工程，市政公用事業(yè)歷久而彌新，節(jié)能減排也是市政公用事業(yè)需要進一步深化的重大課題。市政工程中，使用變頻器的主要有城市給水工程、城市排污工程和城市供熱工程。使用變頻器后，平均節(jié)能率在10%～30%之間，由此帶來的經(jīng)濟效益不可小視。
　　在城市給水工程中，自來水廠的取水和供水的變頻調(diào)速控制，不但可提高供水質(zhì)量，還有一定的節(jié)能。城市排污工程中，變頻調(diào)速可用在三個方面的環(huán)保類負載，一是工業(yè)污水處理，二是垃圾處理，三是工業(yè)排煙、排氣、除塵的控制。如污水處理廠，曝氣是污水好氧處理的一種工藝，改用籠型電機變頻調(diào)速后，提高工藝可靠性，節(jié)電40%以上。同時提高了活性污泥微生物群的壽命，因而也提高了污水處理的效果。某垃圾電廠為提高電能的利用率，在生產(chǎn)工藝中選用52臺變頻器，用于發(fā)電廠鍋爐的鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、冷凝泵、沖渣泵、傳送帶等，可見變頻調(diào)速已成為環(huán)境保護的主要設(shè)備之一。城市供熱工程在我國僅限于北方城市，變頻器用在換熱站或取暖鍋爐風(fēng)機的控制，主要的目的也是節(jié)能。

　　【森蘭市政行業(yè)應(yīng)用典型解決方案】
　　應(yīng)用解決方案一、森蘭變頻器在自來水廠的恒壓供水系統(tǒng)解決方案
　　一、前言
　　自來水廠的供水泵站中，供水系統(tǒng)一般由若干臺揚程相近的水泵組成，調(diào)節(jié)水壓和流量的傳統(tǒng)方法是，按期望輸出的水壓和流量用人工控制水泵運行的臺數(shù)。如供水能力4-6萬噸/日的自來水廠，水泵的配置方案有多種，其中一種可行的方案是三臺160kW和一臺90kKW水泵組成。系統(tǒng)工作時，傳統(tǒng)的方法是，若供水量較大，顯然，流量和管網(wǎng)水壓已經(jīng)不能滿足要求，這時需人工投入水泵，根據(jù)現(xiàn)場管網(wǎng)水壓情況由工人來決定投入160kW水泵還是90kW水泵；若供水量減小，管網(wǎng)水壓會升高，此時又需人工切除水泵。在深夜用水量較小時，為節(jié)能考慮用一臺90kW水泵供水。由于水泵的流量較大，為避免“水錘”效應(yīng)，人工投切時，投入泵時應(yīng)遵循“先開機，后開閥”、切除泵時應(yīng)遵循“先關(guān)閥，后停機”的操作程序。若是小功率的水泵，水泵的出水側(cè)都裝有普通止回閥，其本上能自動保證以上的操作程序，只是停機時止回閥關(guān)閉前的瞬間還是有“水錘”效應(yīng)產(chǎn)生，如果安裝的是“微阻緩閉止回閥”，停機時基本上也不存在“水錘”效應(yīng)。
　　二.變頻恒壓供水的控制方案
　　由于城市自來水的用量隨季節(jié)的變化而變化，隨每日時段不同而變化。為使供水的水壓恒定，最常見的辦法是采用變頻恒壓供水系統(tǒng)，即壓力變送器裝在主管網(wǎng)上檢測管網(wǎng)壓力信號，再將此壓力信號送到變頻器（PLC）的模擬信號輸入端口，由此構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，管網(wǎng)壓力的恒定依賴變頻器的調(diào)節(jié)控制。對于多泵情況，可以兩種不同的控制系統(tǒng)方案，一種是“順序控制方案”，系統(tǒng)圖如圖一所示：

圖一　順序控制方案系統(tǒng)圖

　　圖中：BP1—變頻器；BU2～BU4--軟起動器,PT—壓力變送器。由圖一可見，變頻器連接在第一臺水泵電機上，需要加泵或減泵時，由變頻器RO1～RO3端口輸出信號起動或停止其他的水泵，這時水泵的起動采用自耦降壓起動裝置或軟起動器。這種方案的特點是水泵電機不需要在變頻和工頻之間切換；第一臺水泵永遠連接在變頻器上，沒有切換過程中的失壓現(xiàn)象；由于變頻泵以外的泵都有軟起動器，所以不需要再做備用系統(tǒng)，當(dāng)變頻器故障時，可用軟起動器手動起動M2～M4水泵，保證供水不致中斷；每臺電機都有起動器，初始投資較大。另一種是“循環(huán)投切”方案，系統(tǒng)圖如圖二所示

圖二  變頻恒壓供水循環(huán)投切方案系統(tǒng)圖

　　圖中：BP1—變頻器，BU1—軟啟動器，PT－壓力變送器，ZJ1、ZJ2－用于控制系統(tǒng)的起動/停止和自動/手動轉(zhuǎn)換。由圖二可見，變頻器連接在第一臺水泵電機上，需要加泵時，變頻器停止運行，并由變頻器的輸出端口RO1～RO3輸出信號到PLC，由PLC控制切換過程。切換開始時，變頻器停止輸出（變頻器設(shè)置為自由停車），利用水泵的慣性將第一臺水泵切換到工頻運行，變頻器連接到第二臺水泵上起動并運行，照此，將第二臺水泵切換到工頻運行，變頻器連接到第三臺水泵上起動并運行；需要減泵時，系統(tǒng)將第一臺水泵停止，第二臺水泵停止，這時，變頻器連接在第三臺水泵上。再需要加泵時，切換從第三臺水泵開始循環(huán)。這種方式保證永遠有一臺水泵在變頻運行，四臺水泵中的任一臺都可能變頻運行。這樣，才能做到不論用水量如何改變都可保持管網(wǎng)壓力基本恒定，且各臺水泵運行的時間基本相同，給維護和檢修帶來方便，所以，大部分的供水廠家都鐘情于循環(huán)投切方案。但此方案也有不足之處，就是在只有一臺變頻器運行并切換到工頻過程中會造成管網(wǎng)短時失壓，在設(shè)計時應(yīng)充分的引起重視。另外，必須設(shè)置一套備用系統(tǒng)，圖中的軟啟動器就是作為備用。當(dāng)變頻器或PLC故障時，可用軟起動器手動輪流起動各泵運行供水。
　　三. 循環(huán)投切的工作過程
　　眾所周知，變頻器的輸出端不能連接電源，也不能運行中帶載脫閘，切換過程應(yīng)按以下的程序進行。循環(huán)投切恒壓供水系統(tǒng)投入運行時，當(dāng)變頻器的輸出頻率已達到50Hz或52Hz時，能否將變頻器的上限頻率設(shè)為52Hz，取決于水泵電機運行在52Hz時是否超載。在50Hz頻率下運行60s管網(wǎng)水壓未達到給定值，此時，該臺水泵需切換到工頻運行。切換過程是：先關(guān)該臺水泵電動閥，然后變頻器停車(停車方式設(shè)定為自由停車)，水泵電機慣性運轉(zhuǎn)，考慮到電機中的殘余電壓，不能將電機立即切換到工頻，而是延時一段時間，到電機中的殘余電壓下降到較小值，這個值保證電源電壓與殘余電壓不同相時造成的切換電流沖擊較小，在某水廠160kW水泵電機的切換時間為600ms。連接在電機工頻回路中的空氣開關(guān)容量為400A，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試切換過程的電流沖擊較小，每一次切換都百分之百的成功。關(guān)閥后停車，水泵電機基本上處于空載運轉(zhuǎn)，到600ms時電機的轉(zhuǎn)速下降不是很多，使切換時電流沖擊較小。切換完成后，再打開電動閥；已停車的變頻器切換到另外的水泵上起動并運行，再開電動閥。切除工頻泵時，先關(guān)閥，后停車，這樣無“水錘”現(xiàn)象產(chǎn)生。這些操作都是由PLC控制自動完成。
　　實際上，電機的傳統(tǒng)起動方式也存在一定的電流沖擊。對電機直接起動時，起動電流是額定電流的5～7倍，小功率的電機經(jīng)常采用直接起動方式。電機功率較大時，常用星—三角或自耦降壓起動器。自耦降壓起動器起動電機時，首先加60%的電壓，屬恒頻調(diào)壓調(diào)速，數(shù)秒鐘或數(shù)十秒鐘后(根據(jù)電機的容量而定)，電機加速到60%電壓時的速度，將60%的電壓切除后立即連接到100%(380V)電源上。切除60%電壓時，電機的速度較變頻器投到工頻時電機的速度要低，殘余電壓相對低一些，投切是在瞬間完成的，電流沖擊可能性較大，為保證切換成功，回路上的空氣開關(guān)容量一般都選得比較大。循環(huán)投切時，電機從變頻往工頻切換，只要切換的延時足夠，電機由變頻切換到工頻時的電流沖擊不大。一般殘余電壓的衰減時間為1—2秒，切換延時也不是越長越好，延時短，殘余電壓高，速度降落少；延時長，殘余電壓低，但速度降落大。選擇延時需二者兼顧，以求得最小的沖擊電流。如果要使切換過程無電流沖擊，需采用同步切換方式，加入一些控制手段和控制元件就可實現(xiàn)，但考慮經(jīng)濟上是否合算。
       四. 循環(huán)投切對變頻器和電機的影響
　　將電機從變頻狀態(tài)切換到工頻狀態(tài)時，變頻器內(nèi)的功率器件立即關(guān)閉，電機的電流不能躍變，功率器件旁的并聯(lián)二極管提供了續(xù)流通路，殘余電壓經(jīng)二極管整流器和中間環(huán)節(jié)電容流通，轉(zhuǎn)子電阻消耗能量，電機的定子也能消耗部分能量，因此，殘余電壓的衰減比較快，雖然在切換時仍有一定的殘余電壓，但對變頻器影響已經(jīng)很小，對電機壽命也無多大的影響。自耦降壓起動器切換時，電機內(nèi)定子的殘余電壓無通路流通，只有轉(zhuǎn)子回路是閉合回路，也只有轉(zhuǎn)子電阻消耗能量，殘余電壓的衰減比較慢。切換時，因殘余電壓存在而形成的沖擊電流較大，對電機有一定的影響，電機設(shè)計時已充分考慮了這些因素。
　　五. 應(yīng)用實例
　　四川遂寧市自來水二廠，供水能力6萬噸/日，城市管網(wǎng)壓力0.4MPa，泵組為3臺160kW，1臺90kW水泵，要求恒壓供水并采用計算機監(jiān)控，變頻器或控制系統(tǒng)故障可由軟起動器手動起動各泵。
　?。?）計算機監(jiān)控內(nèi)容
　　管網(wǎng)壓力，流量，泵的運行狀態(tài)，閥啟閉狀態(tài)，電機溫度，各泵運行的電流，電壓，功率和功率因素，并監(jiān)控水質(zhì)參數(shù)如余氯,濁度，含鐵量，PH值等。
　?。?）原理框圖

 圖三　計算機監(jiān)控原理圖

　　為保證系統(tǒng)的可靠性，上位機PC用于管理，用組態(tài)軟件做出若干工藝流程圖，實時顯示系統(tǒng)的運行狀況，并統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)，如需要可隨時打印報表；還用于故障的報警和處理。PC機為研華工業(yè)計算機，PLC為西門子S-7300,便于與總控室計算機聯(lián)網(wǎng)，采用帶有PROFIBUS接口的CPU315。CP5611是通信模塊，PDM-820AC電參數(shù)綜合分析儀用于檢測系統(tǒng)的用電量?？刂扑玫钠?停，切換，閥的啟/閉；電機電流，溫度的檢測，水泵使用時間的統(tǒng)計；壓力，流量，水質(zhì)參數(shù)的采集等，均由PLC完成。水壓的給定值由變頻器鍵盤設(shè)定。

圖四　變頻恒壓供水電氣原理圖

　　如圖四所示，與前述的循環(huán)投切方案基本相同，BP1為森蘭SB200系列160kW變頻器，DZ1—DZ6為LG ABE403a 400A空氣開關(guān)，F(xiàn)U1 500A，F(xiàn)U2 600A為快熔，KM1-KM10為LG GMC-400交流接觸器，PT為森納斯壓力變送器，量程1Mpa。系統(tǒng)調(diào)試時，水泵電機從變頻狀態(tài)切換到工頻狀態(tài)，延時從300ms起，到500ms時電流表顯示也無明顯的沖擊，最后定為600ms。軟起動器設(shè)定為限流起動方式，設(shè)定為2.5倍。軟起動器起動時，起動電流接近800A,但在30s內(nèi)下降到額定電流以下，查600A熔斷器曲線，通過1000A電流在60s熔斷，所以軟起動器的熔斷器定為600A。該系統(tǒng)已經(jīng)投產(chǎn)兩年，每日供水4-5萬噸，運行良好。據(jù)廠家統(tǒng)計，電耗/噸減少20%.
　　六. 結(jié)論
　　多泵變頻恒壓供水系統(tǒng)常用的兩種構(gòu)成方案，兩種方案各有優(yōu)劣，采用循環(huán)投切方案的系統(tǒng)較多，在水泵電機從變頻狀態(tài)切換到工頻狀態(tài)時，只要嚴格遵循“先關(guān)閥，變頻器自由停車，延時后再切換；停車時，先開機，后開閥”。這樣，既可保證變頻器的安全運行，又無“水錘”現(xiàn)象發(fā)生。

　　應(yīng)用解決方案二、森蘭變頻器在威遠供水所恒流量控制中的應(yīng)用
　　1 改造前的狀況和要求
　　威遠供水所在團魚凼有一抽水站，75kW水泵二臺，揚程數(shù)十米，一用一備，擔(dān)負著威遠縣城幾萬人的生活用水供應(yīng)。抽水站位于團魚凼水庫的大壩下面，由壩底引出一水管到水泵入口，即水庫的水面比水泵位置高。由于季節(jié)和氣候的變化，水庫水面的高度在不斷地改變，在水泵恒速運行時，出水量也隨著變化。每當(dāng)大雨過后，水庫水面猛漲，使水泵出水量相應(yīng)增加；反之，出水量減少。由于從水庫抽出來的水要經(jīng)過沉淀、曝化等處理，處理的能力有一定的限度，因此，不管水庫水面在任何高度，要求水泵的出水量都大體恒定，這樣才能避免因雨后水庫的泥沙含量過大，而水質(zhì)的處理能力有限致使水的濁度超標，影響自來水的水質(zhì)。
　　2 改造方案與實施
　　為達到恒流量控制目的，只需在泵的輸出管道上加裝流量變送器，用變頻器驅(qū)動水泵，將流量變送器的流量信號送入變頻器，組成流量閉環(huán)系統(tǒng)。超聲流量計的價格在5萬元以上，電磁流量計的價格在4萬元以上。能不能找到一種方法，既省錢，又能達到上述目的？回答是肯定的，就是把壓力變送器安裝到大壩下的泵的輸入水管上，壓力變送器的輸出信號反映了水庫水面的高低。如果這個信號的參考點與變頻器輸入口的參考點相同，就不能直接輸入變頻器。因為水面較高時，壓力變送器的輸出也較高，這就使變頻器升速，出水量不但不減少，反而在增加。因此將壓力變送器輸出信號反相后，再送入變頻器，這種方式最簡便，而且系統(tǒng)是開環(huán)運行。實踐證明此方法使用方便、運行可靠。變頻器選用森蘭SB200系列75KW變頻器；壓力變送器CS3ll-26；低壓元件器按要求配用。
　　考慮到變頻器可能出故障，應(yīng)保留電機原有的起動設(shè)備。這樣，當(dāng)變頻系統(tǒng)故障時供水不致中斷。
本系統(tǒng)由于開環(huán)運行，調(diào)試非常簡單。變頻器的參數(shù)幾乎不需更改，只要將R調(diào)到合適的位置，適當(dāng)調(diào)節(jié)反相器的增益，保證水面在最高、最低及中間位置時，使水泵輸出流量基本恒定即可。
　　3 經(jīng)濟效益分析
　　本系統(tǒng)自5月份投運以來，已經(jīng)運行近半年，達到了預(yù)期的目的，即不論季節(jié)的變化或氣候的變化，引起水庫水面的漲落，使水泵的出水量大致恒定，保證了水的處理量在一定限度內(nèi)，用戶對此極為滿意。
　　另外，水泵使用變頻器后，變頻器的頻率在不斷地變化，大部分時間運行在38Hz左右。10月份下雨多，水面上漲，運行頻率在30Hz上下，據(jù)計算節(jié)能在50％以上，實測節(jié)能在58.3%，推算8個月可收回投資，給用戶帶來了可觀的經(jīng)濟效益。
　　4 應(yīng)用的體會
　　本系統(tǒng)是森蘭變頻器的一個典型應(yīng)用，在項目實施過程中，為節(jié)約費用，沒有采用流量閉環(huán)控制，而采用了壓力開環(huán)，也達到了同樣的效果，系統(tǒng)功能較完善地滿足了供水的需要。

　　應(yīng)用解決方案三、森蘭變頻器用于恒液位供水
　　一、現(xiàn)場情況
　　某工礦地處遠離城市的山區(qū)中，不可能使用市政的自來水管網(wǎng)，那就自建一個小型的供水系統(tǒng)。一般的情況是，在靠近河邊建一個取水站，將河水抽到半山腰的水處理站，經(jīng)過沉淀、加氯消毒后，再由水泵送到山頂?shù)母呶凰?，利用山頂與用戶之間的高差實現(xiàn)自流供水。本例用戶的取水站建在山下的河邊上，離半山腰的水處理站直線距離在800米以上，取水站有3臺揚程110米的30kW水泵，二用一備。取水站無人值守，水處理站有人值班，取水站的水泵的起、?？刂埔彩怯伤幚碚镜闹蛋嗳藛T擔(dān)任。值班人觀察水處理沉淀池的水位，如果沉淀池快要抽滿或抽水量不足時，值班人員就步行1公里多路程到取水站進行相應(yīng)的操作。對于沉淀池快要抽滿的情況，有時處理不及時，沉淀池水滿后就流失了較多的水，這不僅浪費電能，也造成水資源損失。水處理站將處理好的水送往高位水池，有2臺揚程80米的45kW水泵一用一備，也同樣有高位水池水滿后造成水資源損失和電能的浪費。
　　二 控制方案
　　因為存在以上的問題，需要做改造，用戶的要求是：
　　1. 取水站無人值守；
　　2. 沉淀池、高位水池水位自動控制；
　　3. 有一定限度的節(jié)能。
　　考慮到取水站無人值守，選擇啟動設(shè)備時著重可靠性，就選用軟啟動器，每臺水泵配1臺，共3臺。沉淀池內(nèi)設(shè)有“高”、“中”、“低”3個水位點，用PLC根據(jù)沉淀池水位的高低來決定1臺水泵運行或2臺水泵運行，還可通過編程控制使3臺水泵使用的時間盡量相同。水泵的運行信號、故障信號通過電纜送到水處理站顯示。取水站的抽水水位比水泵安裝位置低2米，水泵初次起動或停止后再起動，都可能形成“真空”而吸不上水，原來的方式是靠人工注水。無人值守后必須自動地完成注水排氣這個過程，其方法是采用間接檢測方式，即檢測水泵電機的運行電流。如果管道有“真空”，則電機近似于空載運行，電流較??；如果管道沒有“真空”，則電機接近滿載運行，電流基本上為額定電流，二者的差值較大。用電流檢測來確定電機或抽水管道有無真空，如有問題，PLC給出報警信號，通知值班人員處理。

圖4  取水站控制系統(tǒng)圖

　　為節(jié)能考慮，水處理站往高位水池送水的水泵用變頻器驅(qū)動，選用森蘭SB200系列變頻器。高位水池的水位信號也通過電纜送到水處理站，與變頻器組成一個水位閉環(huán)控制系統(tǒng)，適當(dāng)調(diào)節(jié)水位閉環(huán)控制系統(tǒng)的給定，可有不錯的節(jié)能效果。
　　三 節(jié)能效果

　　應(yīng)用解決方案四、森蘭變頻器在換熱站的應(yīng)用
　　一、 引言
　　為節(jié)省能源，減少城市污染，充分利用火力發(fā)電廠蒸汽輪機發(fā)電后的余熱，在冬季對北方城市集中供熱。從發(fā)電廠送出來的熱水，到城市中的換熱站時，一次供水熱水溫度有90多度，經(jīng)過熱交換器后，一次回水熱水的溫度下降到60多度，然后再流回發(fā)電廠。送到城市居民家中的熱水，進入換熱站熱交換器的二次回水溫度有50多度，二次供水溫度60多度。陜西寶雞有許多這樣的換熱站，其中有一換熱站有四臺熱交換器，四臺37kW的管道泵組成的循環(huán)泵組，一臺3.7kW的補水泵。循環(huán)泵和補水泵采用人工開、關(guān)閥門控制流量，使管路的阻尼增大而造成電能浪費。
二. 換熱站的變頻調(diào)速控制
1. 補水泵變頻調(diào)速控制
為更進一步的節(jié)能，對換熱站實施了自動化改造，循環(huán)泵和補水泵用變頻調(diào)節(jié)，整個城市供熱系統(tǒng)用計算機進行監(jiān)控，實現(xiàn)了換熱站無人值守。通過循環(huán)泵使熱水在供熱系統(tǒng)中運行，管道、閥門的泄漏引起循環(huán)水的水壓降低，如不及時補水，會造成供熱系統(tǒng)運行不正常。補水泵的變頻泵補水方式比較簡單，采用恒壓供水方式，設(shè)定壓力為4kg。本例選用一臺森蘭SB200系列3.7KW變頻器，選用森納斯DG130W-BZ-A 1MPa壓力變送器，變頻調(diào)速補水系統(tǒng)如圖7所示：

　　2. 循環(huán)泵的變頻調(diào)速控制
　　供熱系統(tǒng)的最終目標是保持熱用戶的室內(nèi)溫度的穩(wěn)定，但由于熱用戶沒有室溫調(diào)節(jié)器，且對眾多的熱用戶的室溫不可能形成閉環(huán)控制。為做到經(jīng)濟運行又保證供熱質(zhì)量，最有效的方法是根據(jù)控制換熱站的二次供水溫度。穩(wěn)態(tài)條件下系統(tǒng)的供熱量、散熱器的散熱量及用戶的耗熱量相等的規(guī)律，可得到穩(wěn)態(tài)條件下的二次供水溫度：

　　如果室外溫度改變，要使室內(nèi)的溫度基本恒定，一種控制策略是用二次進水與回水的溫差來控制循環(huán)泵變頻器的轉(zhuǎn)速，設(shè)定二次進水與回水的溫差為12 。當(dāng)二次進水與回水的溫差大于12 時，循環(huán)泵變頻器加速；當(dāng)二次進水與回水的溫差小于12 時，循環(huán)泵變頻器減速。循環(huán)泵變頻調(diào)速系統(tǒng)圖如圖8所示：
圖中，BP1—森蘭SB200-37KW變頻器，BU—軟啟動器（自耦降壓起動器），系統(tǒng)采用循環(huán)投切方式，溫差信號送入PLC，經(jīng)過PLC處理后，到變頻器作為調(diào)速控制信號。整個系統(tǒng)的運行信息由PLC送到計算機上。

圖8  循環(huán)泵調(diào)速系統(tǒng)圖

　　三. 循環(huán)泵的節(jié)能
　　循環(huán)泵變頻調(diào)速后，所有的閥門開度最大，系統(tǒng)的阻力最小，當(dāng)平均流量是設(shè)計流量的80%時，節(jié)電率可按GB12497《三相異步電動機經(jīng)濟運行》強制性國家標準實施監(jiān)督指南中的計算公式計算：
 

 
　　節(jié)電率36%，可見節(jié)約電能的效益十分可觀。
　　四.結(jié)束語
　　我國是能源貧乏的國家之一，節(jié)能降耗是我們的國策。在全國各城市中集中取暖的換熱站成千上萬，如果都進行節(jié)能改造，節(jié)約的電量不可小視。而且，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了無人值守，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。

　　應(yīng)用解決方案五、森蘭變頻器在中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中的恒溫差節(jié)能控制
　　1．概述
　　大部份建筑物里的中央空調(diào)一年運行中只有幾十天處于最大負荷，而中央空調(diào)冷負荷始終處于動態(tài)變化之中，如每天早晚，每季交替，每年輪回，環(huán)境及人文，實時影響中央空調(diào)負荷。一般，冷負荷在5～60%范圍內(nèi)波動，大多數(shù)建筑物里的中央空調(diào)每年至少70%是處于這種情況。而大多數(shù)中央空調(diào)，因系統(tǒng)設(shè)計多數(shù)以最大冷負荷為最大功率驅(qū)動。這樣，造成實際需要冷負荷與最大功率輸出之間的矛盾，從而造成巨大能源浪費，給公司造成巨額電費支出，增加經(jīng)營成本，降低企業(yè)利潤。
　　2．節(jié)能原理分析
　　中央空調(diào)制冷系統(tǒng)冷負荷的裝機容量一般均按滿足夏季最高環(huán)境溫度進行設(shè)計。由于季節(jié)、晝夜及用戶負荷的變化，空調(diào)的實際使用熱負載遠比設(shè)計負載低，實際上出現(xiàn)最大設(shè)計冷負荷的時間，即滿負荷運行時間不多，更多時間是在低負荷下運行。中央空調(diào)冷水系統(tǒng)一般采用定流量運行方式，其結(jié)果是為滿足少量時間大冷負荷制冷要求，而使多數(shù)時間水量輸送運行在過剩狀態(tài)，即水系統(tǒng)運行在大流量小溫差狀態(tài)，造成非常大的電能浪費。中央空調(diào)系統(tǒng)的外部熱交換兩個循環(huán)系統(tǒng)來完成。循環(huán)水系統(tǒng)的回水與進（出）水溫度之差，反映了需要進行熱交換的熱量。因此，根據(jù)回水與進水（出）水溫度之差來控制循環(huán)水的流動速度，從而控制了進行熱交換的速度，是比較合理的控制方法。中央空調(diào)恒溫差控制系統(tǒng)改造方案，就是采用最先進的模糊控制理論及變頻技術(shù)，根據(jù)空調(diào)末端負荷的變化，自動對冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機等設(shè)備進行實時優(yōu)化控制，使得系統(tǒng)流體流量跟隨負荷的變化而同步變化，確保在中央空調(diào)舒適性的前提下大幅度降低能源消耗。

　　3．系統(tǒng)組成
　　根據(jù)以上分析（以冷卻泵進行分析說明）：由于冷卻塔的水溫是隨環(huán)境溫度而變的，其單側(cè)水溫度不能準確地反映冷凍機組內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少。所以，對于冷卻泵，以進水和回水之間的溫差作為控制依據(jù)，來實現(xiàn)進水和回水的恒溫差控制。
　　●系統(tǒng)采用森蘭風(fēng)機水泵專用變頻器SB200系列，由于冷凍水泵功率為75kW，所以采用SB200-75KW進行控制。另外，設(shè)計了工變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，切換到工頻運行。這樣保證了系統(tǒng)的可靠運行。
　　●溫度采樣用鉑電阻Pt1和Pt2：分別是用來測量進水和回水溫度的探頭。
　　●恒溫差控制器，用于對Pt1和Pt2測得的溫度信號進行轉(zhuǎn)換、放大、求差，再進行PID恒溫差運算處理后，得出0—10V模擬信號，輸出，作為變頻器的頻率給定信號。如下圖：

　　其工作過程為：先通過鉑電阻Pt1和Pt2探頭，檢測出冷卻泵的進水和回水的溫度，再通過恒溫差控制器，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號后，對兩者之間溫度差，作為控制依據(jù)，以設(shè)定的溫差，作為給定。最后將進行PID恒溫差運算處理，最后得到0—10V的模擬信號，從而去控制變頻器，進行頻率調(diào)節(jié)，達到調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)恒溫差控制的目的。當(dāng)溫差大，表明冷凍機組產(chǎn)生熱量大，應(yīng)提高變頻器的頻率，加大水泵轉(zhuǎn)速，增大冷卻水循環(huán)速度；溫差小，說明冷凍機組產(chǎn)生熱量小，降低變頻器的頻率，降低水泵轉(zhuǎn)速，減小冷卻水循環(huán)速度，從而節(jié)約能源。
　　冷凍水循環(huán)變頻系統(tǒng)控制
　　由于冷凍水的回水溫度是冷凍機組“冷凍”的結(jié)果，常常是比較穩(wěn)定的。因此，單是回水溫度的高低就足以反映房間內(nèi)的溫度。所以，冷凍泵的變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以簡單地根據(jù)回水溫度進行如下控制：回水溫度高，說明房間溫度高，應(yīng)該提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度；反之，回水溫度低，說明房間溫度低，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，以節(jié)約能源。簡言之，其改造方法與以冷卻泵基本相同，只是對于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，其控制是以回水的溫度為依據(jù)，即通過變頻調(diào)速，實現(xiàn)水的恒溫度控制，從而保持水的溫度恒定。