供暖、通风和空调系统持续运行风扇、泵、冷却器和压缩机。在商业建筑或工业设施中,HVAC 设备占总电力消耗的 40-60%。运行这些系统的控制面板决定能源是否得到有效利用或浪费。专门从事暖通空调控制的工业控制面板集成商了解电气工程和他们控制的机械系统。本指南解释了 HVAC 控制集成涉及的内容以及如何评估集成商。
要点
- VFD 控制是高效 HVAC 的基础: 当需求较低时,以固定速度运行的风扇和泵会浪费能源。变频远程控制面板可改变电机速度以满足需求,可为 AHU 和冷却塔等可变负载应用节省 30-50% 的电机能源。
- HVAC 集成将电气面板连接到建筑物: HVAC 控制面板不是一个独立的盒子。它集成了温度传感器、压力传感器、楼宇自动化系统和设施的能源管理。集成商的价值在于集成,而不仅仅是面板。
- 交钥匙交付降低了多供应商协调风险: 定制交钥匙制造解决方案将面板、编程、安装监督和调试作为一个整体提供,消除了面板制造商、控制程序员和机械承包商之间的协调差距。
- ATS 面板可保护 HVAC 连续性: ATS 控制面板在断电期间自动将 HVAC 设备切换至备用电源,从而在公用设施发生故障时保持关键的通风和冷却运行。
HVAC 控制集成涉及哪些内容
集成商连接面板、传感器和建筑系统
HVAC 控制集成商从机械系统设计开始——冷水机组、空气处理机组、泵、冷却塔和管道系统。从该设计中,他们得出了电气控制要求:哪些电机需要 VFD 控制,哪些电机需要软启动,哪些传感器提供反馈信号,以及整个系统如何响应不断变化的需求。
然后,电气面板制造商建造容纳启动器、VFD 和控制逻辑的控制面板柜。但面板只是一块。集成商还对控制序列进行编程、连接传感器并调试系统,以便冷水机组正确运行、泵根据需求进行调节以及 AHU 风扇提供正确的气流。这种端到端的范围正是交钥匙解决方案所提供的。
运行大型 HVAC 工厂的电机 控制中心 面板集成了多个系统:冷却器、冷却塔、冷凝器水泵和空气处理机组。供电侧的开关设备控制面板为这些负载提供分配和保护。 IEC 61439 标准提供了装配验证框架,而 HVAC 特定控制逻辑则遵循楼宇自动化协议。
HVAC 风扇和泵的 VFD 控制
变速是 HVAC 节能的来源
HVAC 风扇和泵很少满负荷运行。冷却塔风扇仅在最热的一天全速运行。 AHU 送风机根据占用情况和室外温度进行调节。当需求低于峰值时,以固定速度运行这些电机就会浪费能源。变频驱动器等工业控制设备将电机速度与实际需求相匹配,并且节省遵循亲和定律:速度降低 20% 可节省近 50% 的能源。
适用于 HVAC 应用的变频控制面板包括驱动器、用于维护的旁路接触器、谐波抑制以及响应楼宇自动化系统的控制接口。集成商确定电机 VFD 的规格,对速度设定点响应进行编程,并调试旁路,以便在维修变频器时可以继续进行维护。
当 HVAC 设备在同一母线上运行多个 VFD 时,通常需要十几个驱动器产生的谐波失真会降低变压器效率,并可能导致误跳闸。用于功率因数校正的APFC 有源 谐波滤波器。 面板可解决 VFD 和感应电机消耗的无功功率问题,减少公用事业公司的功率因数损失并提 高低压开关设备 的效率.
用于 HVAC 备用电源的 ATS 面板
| HVAC设备 | 控制要求 | 集成点 |
|---|---|---|
| 空气处理机组 (AHU) | 送风和回风风扇上的 VFD、风门控制、温度和压力反馈。 | 具有设定点和时间表控制的楼宇自动化系统。 |
| 冷水机组 | 多台冷水机组的分级逻辑、冷凝水泵VFD控制、冷冻水重置。 | 具有基于需求的分级和能源优化的工厂控制器。 |
| 冷却塔 | 基于冷凝器水温的风机变频控制、面盆加热器控制。 | 冷水机组控制器,用于协调塔和冷水机组的运行。 |
| 泵送系统 | 主泵和辅助泵 VFD、压差控制、泵旋转。 | 带压力和流量反馈的液体循环系统控制器。 |
| 备用电源 | ATS 控制面板用于自动切换到发电机或第二公用电源。 | 关键负载管理可通过备用电源保持通风和冷却。 |
ATS 控制面板 可确保 HVAC 设备在市电发生故障时保持运行。在医院、数据中心和制药设施中,通风和冷却是生命安全或过程关键负载,无法停止。 ATS 自动将这些负载转换为备用电源,积分器协调转换顺序,以便 VFD 正确重启,而不是因突然重新通电而跳闸。
选择 HVAC 控制集成商
定义强大 HVAC 集成商的四项能力
ISO 9001 框架要求对集成过程进行记录控制,IEA 已将 HVAC 确定为通过 VFD 采用和系统优化实现建筑节能的最大且最具成本效益的来源之一。交钥匙解决方案公司通过提供完整的软件包来消除设施所有者的协调负担,从而扩大了 HVAC 控制市场,尽管买方仍然必须验证集成商的 HVAC 特定经验,而不是假设一般电气面板制造商了解冷却器分级或液体循环回路。
常见问题
HVAC 控制面板集成商的作用是什么?
VFD 控制在 HVAC 系统中节省了多少能源?
为什么 ATS 控制面板对于 HVAC 系统很重要?
交钥匙工程和多供应商 HVAC 交付之间有什么区别?
HVAC 面板如何与楼宇自动化系统集成?
如何评估电气面板制造商的 HVAC 工作?
最后的想法
专门从事 HVAC 控制的工业控制面板集成商提供的不仅仅是面板。他们提供控制序列、VFD 编程、楼宇自动化集成以及将配电盘转变为工作 HVAC 系统的调试。交钥匙方法减少了设施所有者的协调负担,但集成商的 HVAC 特定经验决定了系统是否正常运行。评估集成商时,询问面板前的控制顺序、HVAC 参考项目和 BMS 集成能力。这些交付成果将真正的 HVAC 集成商与恰好为空气处理器制造盒子的电气面板制造商区分开来。
讨论您的 HVAC 控制面板项目
将您的机械系统设计和电机清单发送给我们。我们的工程团队为您的 HVAC 设备提供控制序列、VFD 选型和完整的面板规格。
