6ES7350-1AH03-0AE0型号参数

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 图中阴影部分为同一台水泵的工频运行状态与变频运行状态在随着流量变化所耗功率差。

    2．3介绍系统电路设计和控制方式

    根据空调系统冷却水系统的一般装机，建议在冷却水系统和冷冻水系统各装两套传动之星SD-YP系列一体化变频调速控制柜，其中冷却变频调速控制柜供两台冷却水泵切换（循环）使用，冷冻变频调速控制柜供两台冷冻水泵切换（循环）使用。变频节能调速系统是在保留原工频系统的基础上加装改装的，变频节能系统的联动控制功能与原工频系统的联动控制功能相同，变频节能系统与原工频系统之间设置了联锁保护，以确保系统工作。利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，为了达到节能目的提供了的技术条件。如图四所示：

    1．系统主电路的控制设计

    根据具体情况，同时考虑到成本控制，原有的电器设备尽可能的利用。冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的方式运行，因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致，均为一个月转换一次，切换频率不高，决定将冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备，通过接触器、启停按钮、转换开关进行电气和机械互锁。确保每台水泵只能由一台变频器拖动，避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事故；并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵，以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载。

    2．系统功能控制方式

    上位机监控系统主要通过人机界面完成对工艺参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务，下位机PLC主要完成数据采集，现场设备的控制及连锁等功能。具体工作流程：开机：开启冷水及冷却水泵，由PLC控制冷水及冷却水泵的启停，由冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号，开启制冷机，由变频器、温度传感器、温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作流量，同时PLC控制冷却塔根据温度传感器信号自动选择开启台数。当过滤网前后压差出设定值时，PLC发出过滤堵塞报警信号。送风机转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后，用PID方式控制变频器，从而调节风机的转速，达到调节回风温度的目的。停机：关闭制冷机，冷水及冷却水泵以及冷却塔延时十五分钟后自动关闭。保护：由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护，压力偏低时自动开启泵。

    2．4介绍系统节能改造原理

    1、对冷冻泵进行变频改造控制原理说明如下：PLC控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存，并计算出温差值；然后根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的转速，调节出水的流量，控制热交换的速度；温差大，说明室内温度高系统负荷大，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度和流量，加快热交换的速度；反之温差小，则说明室内温度低，系统负荷小，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能；

    2、对冷却泵进行变频改造由于冷冻机组运行时，其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温，再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。

    三、空调变频系统具体改造方案

    现将淅江省嘉兴市某集团公司办公楼的空调系统的变频节能改造方案做一具体介绍。

    1．空调原系统简介：

    1.1该集团空调系统改造前的主要设备和控制方式：450冷吨冷气主机2台，型号为特灵二式离心机，两台并联运行；冷冻水泵2台，扬程28米配有功率45KW，冷却水泵有2台，扬程35米，配用功率75KW。均采用两用一备的方式运行。冷却塔2台，风扇电机11KW，并联运行。室内风机4台，5.5KW，并联运行。

    1.2原系统的运行及存在问题：该集团是一家合资企业，为了给员工营造一个良好的工作环境，办公楼大部空间采用全封密的，且公司大部分空间自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高。所以除了一些节日外，其它时间空调都是全开的。由于空调系统设计时按天气热、负荷大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的大浪费。而且冷冻、冷却水泵采用的均是Y—△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3—4倍，在如此大的电流冲击下，接触器的使用寿命大大下降；同时，启动时的机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械器件、轴承、阀门和管道等造成破坏，从而增加维修工作量、维修费用、设备也容易老化。另外由于冷冻泵轴输送的冷量不能跟随系统实际负荷的变化，其热力工况的平衡只能由人工调整冷冻主机出水温度，以及大流量小温差来。这样，不仅浪费能量，也恶化了系统的运行环境、运行质量。特别是在环境温度偏低、某些末端设备温控稍有失灵或灵敏度不高时，将会导致大面积空调室温偏冷，感觉不适，严重干扰空调系统的运行质量。因为空调偏冷的问题经常接到员工的，处理这些造成不少的浪费。

    根据实际情况，我们向该集团负责人提出：利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。对冷冻、冷却水泵进行改造，以节约电能、稳定系统、延长设备寿命。

    2．空调系统节能改造的具体方案

    2．1该空调节能系统具体装机清单如表二：

    2．2介绍变频节电原理：

    变频节能原理：由流体（水泵、风机）的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）。变频器节能的效果是十分显著的，这种节能回报是看到见的。特别是调节范围大、启动电流大的系统及设备，通过图三可以直观的看出在流量变化时只要对转速（频率）稍作改变就会使水泵轴功率有大程度上的改变，就因此特点使得变频调速装置成为一种趋势，而且不断深入并应用于各行各业的调速领域。

    根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的输出功率。

 一、概述

    空调系统在现代企业及生活环境改善方面为普遍，而且某此生活环境或生产工序中是属的，即所谓人造环境，不仅是温度的要求，还有湿度、洁净度等。至所以要空调系统，目的是提高产品质量，提高人的舒适度，集中供冷供热效，便管理，节省投资等原因，为此几乎企业、高层商厦、商务大楼、会场、剧场、办公室、图书馆、宾馆、商场、市、酒店、场、体育馆等中大型建筑上都采用空调的，它是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常之大，是用户，几乎占了用电量50%以上，日常开支费用很大。

    由于空调系统都是按大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在**负载下运行，造成了能量的大浪费，也恶化了空调的运行环境和运行质量。

    随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量；采用变频调速技术不仅能使商场室温维持在所期望的状态，让人感到舒适满意，可使整个系统工作状态平缓稳定，重要的是其节能效果高达30%以上，能带来很好的经济效益。

    二、空调系统构成及工作原理

    1、冷冻机组：通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”作用，使冷冻水降温为5~7℃。并通过循环水系统向各个空调点提供外部热交换源。内部热交换产生的热量，通过冷却水系统在冷却塔中向空气中排放。内部热交换系统是空调的“制冷源”。

    2、冷冻水塔：用于为冷冻机组提供“冷却水”。

    3、“外部热交换”系统：由两个循环水系统组成：

    ⑴、冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻管道组成。从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间内进行热交换，带走房间内的热量，使房间内的温度下降。

    ⑵、冷却水循环系统由冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷冻机组进行热交换，使水温冷却的同时，必将释放大量的热量，该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高，冷却泵将升了温的冷却水压入水塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降了温的冷却水，送回到冷冻机组，如此不断循环，带走冷冻机组成释放的热量。

    4、冷却风机

    ⑴、室内风机：安装于所有需要降温的房间内，用于将由冷冻水冷却了的冷空气吹入房间，加速房间内的热交换；

    ⑵、冷却塔风机用于降低冷却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。

    空调系统的四个部分都可以实施节电改造。但冷冻水机组和冷却水机组的改造改造后节电效果为理想，文章中我们将阐述对冷冻机组和冷却机组的变频调速技术改造。

在有线电视网双向化建设和改造过程中充分发挥有线电视网络音视频业务的优势，选择适合各地网络状况和技术特点的建设和改造技术方案，以多功能业务发展推动双向网改造，奠定开展广电双向业务的网络基础，使得有线电视基础网络具有宽带、双向、多功能的承载能力。扩大广播电视的服务领域，把普通电视接收终端变成家庭多媒体信息终端，在推进“三网融合”进程中充分发挥有线电视网作为国家基础信息网络的重要作用。

    在上世纪90年代中后期，在互联网快速发展的带动下，有线电视网络双向化建设与改造掀起了一个高潮。在这个时期，美国有线电视网络进行了大规模的改造和建设，从1996年到2002年，向有线电视行业的投资累计达到760亿美元，平均每户1000美元。但在我国，由于资金、政策、网络规模等原因，有线电视网络双向化建设与改造工作进展很慢，目前大部分有线电视网络仍然是单向网络。

    随着有线数字电视整体转换工作的快速推进，以及国家对“三网融合”的要求，以及自身发展和融合的需要，网络双向化建设与改造再次成为有线电视行业的热点。有线电视行业对于网络双向化改造的重要性和紧迫性的认识已达到的统一，现在是“如何改和怎么改”的问题。下面就如何进行有线电视网络双向化建设和改造谈谈个人的一些看法。

    1、充分认识有线电视网络的优势

    在家庭宽带互联网接入市场中主要有三种方式，分别是基于固定电话网络的ADSL方式、基于五类线的LAN方式及基于有线电视同轴电缆的CableModem方式。接入技术方式与传输距离有很大的关系，从而接入方式的应用与居住方式和环境有很大的关系。在美国，人们住的比较分散，适合长距离传输的CableModem得到广泛应用，60％的美国家庭宽带用户使用CableModem方式。由于我国城市居住密度比较大，上述三种接入技术在传输距离上都能满足应用的要求。中国电信和中国网通借助ADSL技术和强大优势，已成为家庭互联网宽带接入市场的霸主。从理论上讲，LAN方式适合我国高密度居住环境，但由于LAN方式需要重新铺设五类线，除新建房屋外，工程难度很大，因此基于五类线的LAN技术的应用受到很大的限制。CableModem技术在深圳、上海等地区得到很好的应用，但由于互联网接入行业管理的限制和有线电视网络自身的一些原因，CableModem技术应用情况不尽人意。我们从深层次思考为什么ADSL能成为我国家庭宽带互联网接入的主力军？除其它因素外，固定电话用户普及以及建筑物内管井管孔等网络基础设施健全是电信行业快速发展宽带用户的根本原因。而基于LAN方式的其它宽带网络公司不具备这样的基础条件，因此很难快速发展用户和开展业务。有线电视行业经过多年的发展，已具备良好的网络基础设施并拥有1.38亿的用户，在这方面与电信具有同样的优势。从这一点，我们可以看出一个行业多年积累下来的基础实施对于未来发展是非常重要的。

    大家知道，图像、声音和文字的信息量有很大的差别。视频传输带宽比音频大约高一个数量级，音频传输带宽又要比文字大约高一个数量级。因此，无论网络的形式和归属，“三网融合”将促进其向宽带双向发展，必然要支撑视频业务，其网络的属性必然是视频属性。有线电视网络本身就是为传输电视信号设计和建设的，在广播式视频传输上有不可代替的优势。我们所要做的工作是给有线电视网络增加双向回传通道，使之成为双向有线电视网。我们应该相信有线电视网络在双向化改造和建设之后，在未来的发展中讲具有大的优势。

    2、有线电视接入双向化改造技术

    我国的有线电视网络的建设基本是以城市为主，主要分为城域干线网和用户分配网，本文主要讨论用户分配网的双向化改造。有线电视网络双向化建设和改造的是将用户分配网改造成为分配接入网，因为这部分网络的改造工程量大、投资大、技术复杂。

    目前有线电视分配接入网双向化改造应用较多的技术之一是CableModem技术。CableModem技术在国内外都得到广泛的应用，在美国CableModem用户已过2500万户，在我国深圳、上海等城市采用CableModem提供互联网宽带接入服务。到目前为止，CableModem仍然是一项很好的技术。，CableModem技术利用原有HFC网络，同轴电缆入户，不需要重新铺线，改造工程量小，用户设备CM容易安装；其次，CableModem技术标准和产品成熟，DOCSIS1.1和DOCSIS2.0标准已颁布多年，CM产品大规模生产，其价格早已适于大规模推广应用；三，CableModem技术适用逐渐开展业务、发展用户的应用情况，前期投入少，资金。在市场前景不明朗或接入率不高的情况下，是一个较好的选择方案。一些有线电视网络公司根据本地区的实际条件选择了CableModem方案。CableModem技术还有一个特点是可长距离传输，由于我国城市的居住密度大，这一特点只适合于居住比较分散的郊区。CableModem技术也有其显著的不足之处，由于CMTS的带宽限制，可承载业务有限，无法满足大带宽业务的需求。另外，噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，对同轴缆及接头质量要求较高，对施工工艺质量要求高，会大幅度增加质量不好的有线电视网络的双向化改造成本

 LAN技术在有线电视网络双向化改造中已有应用，初是采用FTTC/FTTB+LAN的方式。随着无源光网络技术的快速发展，EPON＋LAN成为一种优选方案。从理论上讲，EPON+LAN是性能价格的方案。已经铺设好五类线或可以铺设五类线的建筑，应该采用EPON+LAN方案。讲过，LAN重新需要铺设线路，其应用受到很大的限制，在大多数应用条件下，EPON+LAN方案还是需要解决入户线路问题。EPON的ONU通常安装在楼道内，因此只要找到一种楼道内用户线路的双向接入改造技术，就可以大规模使用EPON+LAN模式。

    基于EPON+LAN模式的楼道内双向化改造技术的基本思路是充分利用有线电视网络已有的同轴电缆入户线。其中一种简单的楼道内用户线路双向接入改造技术是EOC（EthernetOverCable），其原理是将基带以太信号直接混合在同轴电缆中。EOC设备为无源设备，运行稳定，且。EOC的不足之处，同原来的LAN方案一样，需要在楼道内ONU之后架设交换机，需要考虑电源、散热、防尘等问题，EPON的无源优势不能充分体现；另外，EOC只能用于点到点传输，楼道单元（混合器）采用集中分配，户内单元（分离器）安装在个分线处，户内串接终端无法使用数据口。为了克服EOC的不足，另一种基于EPON+LAN模式的楼道内用户线路双向化改造方案是将以太信号调制后在同轴电缆中传输，在本文中暂称之为以太电缆调制技术。以太电缆调制技术有采用已有的家庭网络标准（如HomePNA、PLC、MoCA等），无线局域网接入标准（如WiFi），还有各厂商自己的特有调制方案，如BIOC、e视通、通、UCbbbb、缆桥等等。基于EPON+LAN模式的用户接入双向改造技术方案大问题是没有统一的技术标准，难成规模，给有线电视网络公司选择双向化改造技术方案带来大的困难。

    “光进铜退”是网络发展的必然趋势，有线电视同样会从光纤到路边（FTTC），到光纤到楼（FTTB），终实现光纤到户（FTTH）。EPON技术是以FTTH为目标设计的，但是在相当长的时期内，还会继续采用EPON+LAN模式。有线电视运营商、技术提供商和设备提供商等相关行业应该联合起来，寻找一种适合我国国情的有线电视网络双向化改造技术，制订统一的技术标准，共同促进双向有线电视网络的发展。

    解决有线电视网络线路双向化改造的一种潜在可行的技术是无线宽带固定接入，其大的优势是避免了室内布线的困扰。无线宽带固定接入的接入点与楼边的光传输网络相连接，通过无线方式与户内设备进行数据交换。目前，无线固定接入技术还在发展中，无线电频率资源也是一个未解决的问题，目前还没有到大规模推广应用的阶段。

    3、有线电视网络双向化改造依据

    在制订有线电视网络双向化建设和改造方案时，要满足业务发展规划的要求。业务发展规划确定业务的种类、业务的带宽、业务推广进度等，这些因素反过来决定了网络的功能、每个用户的小不收敛带宽、网络双向化改造的速度；其次要考虑资金的投入量；三是要考虑现有网络的拓扑结构和质量。现有网络的拓扑结构和质量会影响网络双向化建设和改造技术方案的选择、投资量、工程难度和工程量；四是要考虑为未来新业务的发展留有空间。随着技术的发展和市场的需求，新的新的业务形态会不断出现，双向化改造要为未来一定时期内的新业务发展留有网络空间；五是要考虑新技术的发展。在制订网络双向化建设和改造技术方案时，要采用有发展前景的技术，并为未来新技术的应用奠定良好基础。在有线电视双向化建设和改造过程中，我们要充分合理利用现有HFC的网络资源，因地制宜地扩大光纤传输覆盖范围，充分发挥电视终端用户接入电缆的宽带优势，推动有线电视网向多功能方向发展。

    充分合理利用现有HFC的网络资源有两层意思，一层意思是充分利用已有的网络物理资源，如机房、光纤、用户电缆等；另一层意思是充分利用现有有线电视网络的带宽资源。许多交互业务，如视频点播（VOD）、下载服务等，都是非对称业务，下行数据量很大，上行数据量很小。例如，MPEG2编码的标准清晰度VOD业务的下行数据率为2－6Mbit/s，上行数据率不会大于50kbit/s。如果我们利用HFC网络作为下行传输网络，双向网络的带宽就可以相对小很多，一个非对称的双向有线电视网络非常适合非对称的音视频交互业务。从投资规模、技术实现难度、改造工程量等方面评价，非对称的双向有线电视网络均大大任何对称双向网络。

    在有线电视网双向化建设和改造过程中充分发挥有线电视网络音视频业务的优势，选择适合各地网络状况和技术特点的建设和改造技术方案，以多功能业务发展推动双向网改造，奠定开展广电双向业务的网络基础，使得有线电视基础网络具有宽带、双向、多功能的承载能力。扩大广播电视的服务领域，把普通电视接收终端变成家庭多媒体信息终端，在推进“三网融合”进程中充分发挥有线电视网作为国家基础信息网络的重要作用。