【正文】 2) 預(yù)選變頻器容量及其他。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡(jiǎn)潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型 是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 制冷，壓縮機(jī)對(duì)工質(zhì)（一般是氟里昂）進(jìn)行壓縮時(shí)，工質(zhì)的溫度會(huì)升高，在室外散 熱后，導(dǎo)回室內(nèi)膨脹，膨脹時(shí)會(huì)吸熱，而且因?yàn)樵谑彝馍⑹Я艘徊糠譄崃?，所以膨脹后的溫度，一般低于壓縮前的溫度。壓縮機(jī)的曲軸隨驅(qū)動(dòng)機(jī)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由曲柄連桿機(jī)構(gòu)推動(dòng) 活塞在氣缸內(nèi)沿氣缸中心線作往復(fù)變速運(yùn)動(dòng)，使制冷劑在氣缸內(nèi)完成進(jìn)氣、壓縮、排氣等過(guò)程。 更為完善的水系統(tǒng)是四水管系統(tǒng)，這里又有兩種做法，一種是使用一組盤(pán)管，不同時(shí)供冷和供熱另一種是冷熱盤(pán)管完全分開(kāi)，單獨(dú)控制。 (2) 靠墻洞引入新風(fēng) 如果風(fēng)機(jī)盤(pán)管靠外墻按裝，則可以采用此種方式，此時(shí)應(yīng)在外墻上開(kāi)洞口，用風(fēng)管與風(fēng)機(jī)盤(pán)管相連，將新風(fēng)吸入。 風(fēng)機(jī)盤(pán)管內(nèi)部的電機(jī)多為單向電容調(diào)速電機(jī)，可 冷 凝 器 冷卻水進(jìn)水溫度 (℃ ) 32 冷卻水出水溫度 (℃ ) 37 冷卻水流量(M 四管制系統(tǒng)的冷熱水供回水管分別設(shè)置，系統(tǒng)可全年供應(yīng)冷水和熱水，故調(diào)節(jié)靈活，可以適應(yīng)不同房間的不同要求 LSZ 系列冷水機(jī)組是為各類建筑空調(diào)提供工藝用冷溫水的成套設(shè)備，該機(jī)組是主要采用進(jìn)口的美國(guó) (BRISTOL)壓縮機(jī)有限公司的全封閉壓縮機(jī)制冷 ,體積小 ,冷量足 ,噪音低 ,冷凝器采用 DSC 換熱管 ,蒸發(fā) 器采用 DAE—11 型換熱管 ,使換熱功率又有很大提高。再者，閉式系統(tǒng)必須采用殼管式蒸發(fā)器，用戶側(cè)則應(yīng)采用表面式換熱設(shè)備，而開(kāi)式系統(tǒng)則不受此限制，當(dāng)采用水箱式蒸發(fā)器時(shí)，可以用它代替冷凍水箱或回水箱。循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)的特點(diǎn)是：冷卻水循環(huán)使用。前者適用源水量特別重組的地區(qū)，例如以江，河，湖，海的水源作為冷卻水。 將制冷劑系統(tǒng)分成四部分來(lái)討論制冷劑在系統(tǒng)中的狀態(tài)變化： 節(jié)流閥 壓縮機(jī) 冷凝器 蒸發(fā)器 節(jié)流閥 冷卻風(fēng)機(jī) 水箱 冷卻塔 冷媒水泵 節(jié)流閥 冷卻水泵 圖 21 中央空調(diào)系統(tǒng)原理圖 制冷機(jī) 電氣控制裝置 冷媒水循環(huán) 冷卻水循環(huán) 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 (1) 制冷劑在低壓側(cè)的變化 從膨脹伐（即節(jié)流閥）出口經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器到壓縮機(jī)吸入口之間為低壓側(cè)。初步研究表明，在所謂“令人疲倦和致病”的建筑物內(nèi)，由于空調(diào)系統(tǒng)方蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 面引起的污染占很大比重。空調(diào) 器的發(fā)展經(jīng)歷了從傳統(tǒng)定速到現(xiàn)代調(diào)速的過(guò)程，傳統(tǒng)空調(diào)器中壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速及供電頻率是不可調(diào)的，稱為定頻定速空調(diào)器。另外，在地下與水下、宇宙空間中也都發(fā)揮著同樣的作用。尤其是以 IGBT、 MOSFET 等新型電力電子器件為主電路基礎(chǔ)，以矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制為控制方法，以快速微處理器和專用芯片為控制電路核心的高性能變頻器在空調(diào)器中的應(yīng)用，產(chǎn)生了新一代中央空調(diào) 系統(tǒng)。 空調(diào)工程是制冷技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)廣闊領(lǐng)域。這樣就可使室內(nèi)空氣的熱量，濕量總能處于平衡狀態(tài)，保證室內(nèi)溫度，濕度，清潔度的穩(wěn)定。s development and to the people39。 空氣調(diào)節(jié)是按照使用目的，把室內(nèi)或某一場(chǎng)所的空氣調(diào)節(jié)到最適宜的狀態(tài)。為了適應(yīng)熱濕干擾的變化，保證室內(nèi)空調(diào)精度要求，節(jié)省人力和能源，實(shí)現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)的自動(dòng)控制是很重要的。通常，把這種由空氣處理設(shè)備及通風(fēng)機(jī)組成的箱體稱為空氣處理箱或者空氣處理室。它的起動(dòng)電流很大，雖然這一時(shí)間很短，但對(duì)電源的沖擊很?chē)?yán)重。空調(diào)不象軋鋼機(jī)、造紙機(jī)、礦井提升機(jī)等調(diào)速系統(tǒng)對(duì)變頻器的動(dòng)、靜態(tài)性能要求那樣高，但對(duì)于一個(gè)高性能指標(biāo)的中央空調(diào)，變頻壓縮機(jī)控制性能對(duì)系統(tǒng)控制精度有一定的影響。 中央變頻空調(diào)采用 溫度閉環(huán)控制方法，能 在短時(shí)間內(nèi)迅速達(dá)到所需要的溫度 ， 并在低轉(zhuǎn)速、低能耗狀態(tài)下 保持 較小的溫差波動(dòng)， 達(dá)到了 快速、節(jié)能和舒適 的目的 。這一發(fā)展過(guò)程既包含著諸多研究工作成果，也包含著將這些成果加以實(shí)際利用。 從壓縮機(jī)出口經(jīng)冷凝器到膨脹伐（節(jié)流閥）前為高壓側(cè)，高壓側(cè)各處的壓力可以視為相等，等于冷凝器內(nèi)的壓力，即在冷凝溫度下制冷劑的飽和壓力。 (2) 冷卻水系統(tǒng)的分類： 冷卻水系統(tǒng)一般可以分為以下幾種： 1) 直流式冷卻水系統(tǒng)： 直流式冷卻水系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單的冷卻水系統(tǒng)，冷卻水經(jīng)設(shè)備使用后直接排掉，不再重復(fù)使用。噴水池的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以與美化環(huán)境的噴泉結(jié)合起來(lái)，但冷卻效果差，占地面積大，一般 1 ㎡水池面積可冷卻的水量約 平方米。采用三通閥定水量調(diào)節(jié)時(shí)，水泵的耗能較大，因?yàn)橄到y(tǒng)處于低負(fù)荷狀態(tài) 下運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，而在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，水泵仍設(shè)計(jì)流量運(yùn)行。 (3) 采用兩組以上制冷回路 ,在一個(gè)回路不工作時(shí) ,其余回路仍然正常工作 ,使設(shè)備冷量單元減少 ,提高整個(gè)空間的可靠性。 除風(fēng)量調(diào)節(jié)外，風(fēng)機(jī)盤(pán)管的供冷熱量也可以通過(guò)水量調(diào)節(jié)伐自動(dòng)調(diào)節(jié)，為此在水管上安裝電動(dòng)三通分流閥由雙位室溫調(diào)節(jié)器控制，向風(fēng)機(jī)盤(pán)管斷續(xù)供水，使室溫得以調(diào)節(jié)。 采用這種系統(tǒng)時(shí)，多數(shù)是將風(fēng)機(jī)盤(pán)管出口與新風(fēng)口并列，外罩一個(gè)整體格柵，既美觀又便于二者混合后再進(jìn)入工作區(qū)。 風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)及特性 （ 1）風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)與誘導(dǎo)器系統(tǒng)同屬于半集中式，它們之間有許多共同之處。這種機(jī)器比開(kāi)啟式的成本低，性能可靠，不僅減少了制冷劑泄露的可能，還有利于壓縮機(jī)的高速化，小型化，輕型化，輕量化，同時(shí)降低了噪音。容積型壓縮機(jī)的工作原理是壓縮氣體的 體積，使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力；速度型壓縮機(jī)的工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度，使氣體分子具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力。 本次設(shè)計(jì)所采用的 VF7 變頻器將在第四章詳細(xì)介紹 (2) 變頻器的保護(hù)功能： 變頻器的保護(hù)功能可分為以下兩類： 1）檢知異常狀態(tài)后自動(dòng)地進(jìn)行修正動(dòng)作，如過(guò)電流失速防止，再生過(guò)電壓失速防止。另外，其機(jī)械特性終究沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)硬，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化，整流電路 逆變電路 直流中間電路 控 制 電 路 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。 （ 2） 基于不用電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流下變頻器容量的選擇 一般地說(shuō)，變頻器的容量有三種 表示方法：額定電流；適配電動(dòng)機(jī)的額定功率。具體方法是： a)控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測(cè)器，實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器方式； b)自動(dòng)識(shí)別（ ID）依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，對(duì)電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別； c)算出實(shí)際值對(duì)應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制； d)實(shí)現(xiàn) Band— Band 控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩 的 Band— Band 控制產(chǎn)生 PWM 信號(hào)，對(duì)逆變器開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，分別對(duì)速度，磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。 4） 變頻器按其直流電源的性質(zhì)分為：電流型變頻器和電壓型變頻器。如何選擇性能好的變頻器應(yīng)用到工業(yè)控制中，是專業(yè)技術(shù)人員和研究人員追求的目標(biāo)。也就是迫使制冷劑在 低溫蒸發(fā)器內(nèi)吸收熱量，通過(guò)壓縮機(jī)消耗功，將制冷劑壓縮成高壓，使之在電冰箱或者空調(diào)器內(nèi)循環(huán)，將熱量從低溫處移到高溫處。 3) 供水條件一定，風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)量改變時(shí)，制冷量隨之變化，一般是制冷量減少，單位制冷量風(fēng)機(jī)耗電變化不大。顯然，雙水管系統(tǒng)的初投資最便宜，但冷熱轉(zhuǎn)化比較麻煩，尤其在轉(zhuǎn)換頻繁的季節(jié)更不方便。機(jī)械噪聲取決于旋轉(zhuǎn)部件的加工、動(dòng)平衡及裝配精度，即取決于產(chǎn)品質(zhì)量；氣動(dòng)力噪聲僅與送風(fēng)靜壓和風(fēng)量有關(guān)。風(fēng)機(jī)盤(pán)管是集中空調(diào)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的空氣處理設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、使用靈活、安裝方便、噪聲較低、價(jià)格便宜、是一種適用于不同功能建筑舒適性空調(diào)的通用型設(shè)備 風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組，是半集中式空調(diào)系統(tǒng)中不可缺少的重要裝置。目前，由于冷水機(jī) 組可以在減少一定水量情況下正常運(yùn)行，所以，供回水集管之間可不設(shè)置旁通管，而整個(gè)系統(tǒng)在一定負(fù)荷范圍內(nèi)采用變流量運(yùn)行，這樣可使水泵能耗大為降低。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 (2) 冷凍水系統(tǒng)分類 1) 冷凍水管道為循環(huán)水系統(tǒng)，根據(jù)冷凍水是否與空 氣接觸分，可以分為閉式系統(tǒng)和開(kāi)式系統(tǒng)兩種。混合式冷卻水系統(tǒng)是將一部分已用過(guò)的冷卻水與深井水混合，然后再用水泵壓送至各冷凝器使用。絕熱壓縮時(shí)，制冷劑與外界沒(méi)有熱交換但所加入的功轉(zhuǎn)變成了熱量傳遞給制冷劑，使制冷劑溫度升高。 (2) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)如下 : 1） 功率 : 2 75KW 2） 輸入電壓 : 3AC,380V,50HZ 3） 額定輸出電壓 : 380V 輸出電壓與輸出功率成正比例關(guān)系 4） 輸出功率范圍 : 40~50HZ 5） 最大輸出電流 : 2 150A 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 第二章 中央變頻空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 中央變頻空調(diào)的工作原理 中央空調(diào)系統(tǒng) 如圖 21 所示 ，是由一系列驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的動(dòng)件 (如水泵及壓縮機(jī) )、各種型式的熱交換器 (如冷卻風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器及中間熱交換器等 )及連接各種裝置的管道 、 閥件 和電氣控制裝置 組成。荷蘭、美國(guó)、法國(guó)和丹麥等國(guó)家也都有與此水平相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。 雖然 矢量控制交流調(diào)速系統(tǒng)具有高性能的特點(diǎn)，但需速度傳感器對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，這對(duì)于有些應(yīng)用場(chǎng)合和設(shè)備改造工程有一定的困難，中央空調(diào)中的壓縮機(jī)就是如此，對(duì)它的所有驅(qū)動(dòng)電機(jī)要安裝速度傳感器是比較困難的。工業(yè)生產(chǎn)中顯示空氣調(diào)節(jié)重要作用的典型部門(mén)有以高精度恒溫恒濕為特征的某些精密機(jī)械和儀器制造業(yè)、以高潔凈度為特征的電子工業(yè)及以保證濕度為特征的紡織業(yè)等。因此，這種系統(tǒng)不需要空調(diào)機(jī)房，一般也沒(méi)有輸送空氣的風(fēng)道。 因此空氣調(diào)節(jié)不僅要研究并解決對(duì)空氣的各種處理方法（如加熱、加濕、干燥、冷卻、凈化等），而且要研究并解決空間內(nèi)外干擾量的計(jì)算，空氣的輸送和分配，為處理空氣所需要的冷熱源以及在干擾變化情況下的運(yùn)行調(diào)節(jié)問(wèn)題。對(duì)空氣條件的指標(biāo)只允許在很小的范圍內(nèi)波動(dòng)，否則難以保證準(zhǔn)確的零件加工尺寸。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) I 摘 要 空調(diào)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的發(fā)展和對(duì)人民物質(zhì)文化生活水平的提高有著重要的作用，這不僅意味著受控的溫度環(huán)境對(duì)各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行和保證產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量有重要作用，而且對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證人體健康，創(chuàng)造舒適的工作和生活環(huán)境有著重要的意義。如精 密加工車(chē)間，精密裝配車(chē)間，計(jì)量室等。這實(shí)質(zhì)上主要依 靠的是空氣置換而不是一種封閉的再造過(guò)程?？照{(diào)機(jī)組把空氣處理設(shè)備、風(fēng)機(jī)以及冷熱源都集中在一個(gè)箱體內(nèi)，形成了一個(gè)非常緊湊的空調(diào)系統(tǒng)，只要接上電源就能對(duì)房間進(jìn)行空調(diào)。這不僅意味著受控的空氣環(huán)境對(duì)各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行和保證產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量有重要作用，而且對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保護(hù)人體健康、創(chuàng)造舒適的工作和生活環(huán)境有重要意義。這種解耦實(shí)際上是把異步電動(dòng)機(jī)的物理模型通過(guò)坐標(biāo)變換等效地變換成類似于直流電動(dòng)機(jī)的 模式，這樣 就可以等效 為一臺(tái)直流電機(jī)進(jìn)行控制。如日本三菱重工推出的 PMV 型變頻系列空調(diào)、 夏普的 AYC40F 型、日電的 RCV8B/V25B 型、富士通的 AS28TPR 型等都運(yùn)用了變頻調(diào)速技術(shù)和先進(jìn)的控制技術(shù)。 3） 中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)?？照{(diào)機(jī)的理論中，壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程是按絕熱壓縮來(lái)處理的。采用這種系統(tǒng)后，可提高冷凝器的出水溫度，增大冷卻水的溫升，從而減少冷卻水的耗量，但不減少冷凝器中冷卻水的流量（或者流速），以不使冷凝器傳熱系數(shù)下降。間接供冷是首先利用蒸發(fā)器冷卻某種載冷劑，然后再將此載冷劑輸送到各個(gè)用戶，使需冷卻對(duì)象降低溫度，這種供冷方式使用靈活，控制方便，特別適合于區(qū)域性供冷。常用的一級(jí)泵系統(tǒng)是在供回水集管之間設(shè)置一根旁通管，以保持冷水機(jī)組側(cè)為定流量運(yùn)行，而用戶側(cè)處于變流量運(yùn)行。 本機(jī)組要求一臺(tái)變頻器帶動(dòng)三臺(tái)壓縮機(jī) ,所以型號(hào)的選擇上我們采用 LSZ42,具體的技術(shù)參數(shù)是： 機(jī)組型號(hào) LSZ42 制冷量 KW 488 Kcal/h 420200 壓縮機(jī)型號(hào) ,臺(tái)數(shù) 294 3 臺(tái) 能量調(diào)節(jié)范圍 (%) 0/33/67/84/100 壓縮機(jī)加油量 (L) 45 電源 (VPHHZ) 380250 運(yùn)行方式 全自動(dòng) 安全保護(hù)裝置 高壓安全閥 ,高低壓控制器 ,冷卻水冷媒水?dāng)嗵m州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 水 ,電機(jī)過(guò)載 電機(jī)輸入功率 (KW) 額定工況輸入功率 電機(jī)冷卻方式 冷媒自冷