施耐德电气 HVAC 变频应用方案

HVAC 系统及变频器方案
本项目由于其功能及结构的复杂性，决定了其暖通空调系统（HVAC）系统的格局。因此，可按照 HVAC 系统的能量传递的方向划分，分为水循环系统和空气循环系统两部分。
水循环系统的功能是通过冷却塔、冷却水水泵、冷热源设备和冷冻水泵（二次泵和三次泵），将冷量从室外“搬运”至室内，满足空调制冷及除湿的要求。同样可通过热泵等机组，完成空调制热的要求。
空气循环系统的任务是将这些“搬运”来的能量，通过风机和风管输送到各个区域与房间。此外，还通过控制压力与风量满足房间压力与空气品质的需求。
这两个系统的主要设备是大量的水泵与风机，为了满足系统的控制及节能方面的考虑，客户要求对相关的设备配置变频器（VSD）。以下是水循环系统与空气系统的变频配置及原理。

水循环系统的变频
水循环系统主要是为了满足水系统的水量及供水压力的需求。尤其是需要调节的水泵都相应的配置变频器 ATV61，对不需要调节的水泵同时又要满足软起和软停的需要，可配置软启动器 ATVS48。
对于冷冻水部分的二次泵与三次泵，我们可配置二次泵变频器与三次泵变频。二次泵变频承担供水主管路的供水总压力的需求，此压力要满足最远端末端设备供水压力。三次泵变频负责各个末端区域的供水量需求，可根据末端压力或者温度的需求来调节，替代传统的阀门控制，同时也满足节能的要求。对于冷却塔与冷水机组间循环的冷却水泵来说，通常不需要流量的要求，可配置软起动器，减小水泵起停时的电流对配电网络的冲击。

空气循环系统的变频
空气循环系统主要是满足区域的风量及风压的调节。主要包括集中的空气处理机组（AHU）的风机变频与末端（FCU）风机变频，由于楼宇中的风机通常在 75kW 以下，因此可配置施耐德 ATV21 系列变频器以满足相应的控制要求。
对于房间、走廊、卫生间等区域通过风机变频控制室内压力，形成压力梯度，满足空气洁净的要求。对于空气品质控制，可通过风机变频与新风阀门的配合，满足室内空气在单位时间内的换气次数，保证室内的空气二氧化碳的低于标准含量。

变频柜控制方式
变频器通常安装在变频控制柜中，完成相应的控制功能。变频控制柜柜主要电气元件包括空气断路器、接触器、变频器、按钮、指示灯、转换开关、电流表和电压表等。控制方式包括“本地/远程”切换、工“工频/变频”切换、起停按钮控制、故障与状态指示灯等。

保护功能
变频控制柜除具有控制功能外，要具有相关的保护功能，如：过电流、短路、接地故障、过电压、欠电压、过载、过热、降载/跳脱、电动机过载、外部警报、电源缺相（三相检测）、电动机缺相（三相检测）等的保护功能。

与 BA 系统的联接
变频的配置已经充分考虑到，能方便的集成于现有的各种楼宇控制系统（BAS）中。无论是采用 I/O 控制（如 DDC 和 PLC 等），通用的通讯协议（如 RS485），还是专用的楼宇控制协议（如 Lonwork、BACnet 等），都能够通过端子、通讯端口或通讯选件卡来完成。

变频及软起设备特点及说明
变频器及软起动器，均采用施耐德电气专门针对于 HVAC 行业开发的高性能产品。水泵及大于 75kW 的变频设备采用 ATV61 系列变频器；风机及小于75kW 的变频设备采用 ATV21 系列变频器；软起动器采用 ATS48 系列。