一、中央空调系统概述

中央空调系统主要由冷冻机组、冷却水塔、房间风机盘管及循环水系统（包括冷却水和冷冻水系统）、新风机等组成。
在冷冻水循环系统中，冷冻水在冷机组中进行热交换，在冷冻泵的作用下，将温度降低了的冷冻水加压后送入末端设备，使房间的温度下降，然后流回冷冻机组，如此反复循环。
在冷却水循环系统中，冷却水吸收冷冻机组释放的热量，在冷却泵的作用下，将温度升高了的冷却水压入冷却塔，在冷却塔中与大气进行热交换，然后温度降低了的冷却水又流进冷冻机组，如此不断循环。

二、中央空调水系统的节能分析

1、目前状况
（1）目前国内仍有许多大型建筑中央空调水系统为定流量系统,水系统的能耗一般约占空调系统总能耗的15%~20%。
（2）现行定水量系统都是按设计工况进行设计的，它以最不利工况为设计标准，因此冷水机组和水泵容量往往过大。但几乎所有空调系统，最大负荷出现的时间很少。
2、水泵变频调速节能原理
中央空调系统中的冷冻水系统、冷却水系统是完成外部热交换的两个循环水系统。以前，对水流量的控制是通过挡板和阀门来调节的，许多电能被白白浪费在此上面。
如果换成交流调速系统，可把这部分能量节省下来。每台冷冻水泵、冷却水泵平均节能效果就很乐观。
故用交流变频技术控制水泵的运行，是目前中央空调水系统节能改造的有效途径。

三、中央空调节能改造实例

1、大厦原中央空调系统概况
某大厦中央空调为一次泵系统，该大厦冷冻水泵和冷却泵电机全年运行，冷冻水和冷却水温差约为2度，采用继电接触器控制。
●冷水机组：采用两台（一用一备），电机功率为300KW 。
●冷冻水泵：两台（一用一备），电机功率为55KW ，电机启动方式为自耦变频器降压启动。
●冷却水泵：两台（一用一备），电机功率为75KW，电机启动方式为自耦变频器降压启动。
●冷却塔风机：三座，每座风机台数为一台，风机功率为5.5KW,电机启动方式为直接启动。
系统存在的问题：
（1）水流量过大使循环水系统的温差降低，恶化了主机的工作条件，引起主机热交换效率下降，造成额外的电能损失。
（2）水泵采用自耦变频器启动，电机的启动电流较大，会对供电系统带来一定冲击。
（3）传统的水泵起、停控制不能实现软起、软停，在水泵启停时，会出现水锤现角，对管网造成较大冲击。
2、节能改造措施
结合原中央空调的实际情况，确定水系统节能改造措施如下：
（1）、由于系统中冷却水泵功率为75KW，占主机功率的30%，故对冷却水系统和冷冻水系统进行变流量改造，在保证机组安全可靠运行的情况下，取得最大化的节能效果。
（2）冷冻水系统的控制方案采用温差控制方法，因为冷冻水系统的温差控制适宜用于一次泵定流量的改造，施工较容易，将冷冻水的送回水温差控制在4.5~5.0度。
冷冻水控制方法：
PLC通过温度传感器及温度模块将冷冻水的出水温度和回水温度读入PLC，根据回水和出水的温度差来控制变频器的转速，从而调节冷冻水的流量，控制热交换的速度。
温度大，说明室内温度高，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度以增加流量，加快热交换的速度；反之温差小，则说明室内温度低，可降低冷冻泵的转速，减少冷冻水的循环速度以降低流量，减速缓热交换的速度，达到节能的目的。
（3）冷却水系统的控制方案也采用定温差控制方法。因为冷却水系统定温差控制的主机性能优于冷却水出水温度控制，将冷却水的进出水温差控制在4.5~5.0度，控制过程也冷冻水类似。
（4）由于冷却塔风机的额定功率为5.5KW，故不考虑对风机进行变频调速。
（5）两台冷却水泵M1、M2和两台冷冻水泵M3、M4的转速控制采用变频器改造。正常情况下，系统运行在变频节能的状态，其上限运行频率为50Hz，下限为30；当节能系统出现故障时，可启动原水泵的控制回路使电机投入工频运行；在变频节能状态下可以自动调节频率，也可以手动调节频率。两台冷冻水泵（或冷却水泵）可进行手动轮换。
3、节能改造控制系统的功能结构图
4、控制系统改造设计
因篇幅有限，下面对冷却水泵为例介绍其节能改造控制系统。
（1）设计方案
冷却水泵M1主回路电气原理图，如下图所示。冷却水泵M2主回路电气原理图与M1相似。温度检测用两个箔温度传感器（PT100）采集冷却水的出水和进水温度，然后通过与之连接的FX2N-4AD-PT特殊功能模块，将采集的模拟量进行AD转换，送入PLC。再通过PLC运算，将运算结果通过FX2N-2DA进行DA转换，转换成0~10VDC来控制变频器转速。
（2）控制系统的I/O分配与系统接线
选用F940GOT-SWD触摸屏，PLC选用FX2N-48MR.
（3）触摸屏画面制作
（4）编写程序