Danfoss變頻器在上海旗忠森林體育城網(wǎng)球中心的應(yīng)用

　　上海旗忠森林體育城網(wǎng)球中心位于上海市西南部的閔行區(qū)馬橋鎮(zhèn)，基地距上海市中心約27公里。網(wǎng)球中心用地面積約為508畝。網(wǎng)球中心基地總建筑面積為85438平方米。基地容積率為0.187，建筑密度15.1%，綠化率46.1%，停車位993個(gè)。

圖1　上海旗忠森林體育城網(wǎng)球中心效果圖

　　比賽區(qū)內(nèi)，設(shè)主賽場一座、室外網(wǎng)球場18片（其中10片為設(shè)有看臺(tái)的比賽用場地，另外8片為練習(xí)場地）。主賽場建筑面積30649平方米，地上四層，建筑物高度約40米，標(biāo)高+24.09m以上為混凝土結(jié)構(gòu)，屋頂為鋼結(jié)構(gòu)、可開啟，其開啟方式仿佛上海市花白玉蘭的開花過程,為世界首創(chuàng)。主賽場可容納15000人，除設(shè)有一般觀眾席外，還設(shè)有貴賓席、記者席（約150個(gè)，其中60個(gè)席位有工作臺(tái)），殘疾人席位20-30席。主賽場另設(shè)有空中包廂24個(gè)，轉(zhuǎn)播室20間，高4米、寬10米的大屏幕2塊，其他諸如貴賓室、運(yùn)動(dòng)員休息室、會(huì)議室、更衣室、餐廳、信息處理中心、新聞發(fā)布廳等各類輔助用房若干。主賽場除能舉辦世界最高級(jí)別的網(wǎng)球比賽外，還可用于籃球、排球、乒乓球、體操等比賽，是一座具有世界一流水準(zhǔn)的多功能比賽場館。

圖2　Danfoss變頻器在上海旗忠森林體育城網(wǎng)球中心安裝實(shí)例

　　在場館的AHU系統(tǒng)中，共有20多臺(tái)Danfoss VLT6000系列變頻器利用Metasys N2通訊協(xié)議來實(shí)現(xiàn)其對空調(diào)變風(fēng)量的遠(yuǎn)程控制，使系統(tǒng)的控制性能和應(yīng)用的靈活性都得到了用戶的高度評(píng)價(jià)。現(xiàn)場實(shí)物如圖2所示。

Danfoss VLT6000系列在AHU系統(tǒng)中應(yīng)用概述：

　　VLT6000系列變頻器是專為樓宇空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的變頻器，其通過變風(fēng)量控制可以達(dá)到最好的節(jié)能效果，并同時(shí)為樓宇提供良好的舒適度。

　　下圖是與傳統(tǒng)的控制方法相比較得到的能量損耗示意圖，從圖3中可以看出，在80%的額定負(fù)載工作點(diǎn)上，在使用變頻器控制風(fēng)扇的應(yīng)用中，其耗能是最小的?！?/p>

圖3　不同控制方法的能量損耗

　　除了可以節(jié)約能源，在使用VLT6000系列變頻器后還有許多起他的優(yōu)點(diǎn)：

　　1. 可以將變頻器安裝在風(fēng)扇附近，這樣可以減少主控制面板的大小，并且可以使其安裝和調(diào)試簡化。并且在安裝完變頻器后，只需多安裝一個(gè)主開關(guān)和保險(xiǎn)，其他的保護(hù)設(shè)備均可以省略掉。

　　2. 與樓宇控制系統(tǒng)完善的通訊功能，實(shí)現(xiàn)方便快捷的遠(yuǎn)程控制;并具備完善的數(shù)字及模擬信號(hào)I/O接口，使各種參考量能方便快捷的被變頻器采集，從而得到完善的PID控制調(diào)節(jié)功能。

　　3. 可以使電機(jī)平穩(wěn)的運(yùn)行，可以進(jìn)一步的減少由于電機(jī)操作所引起的環(huán)境噪聲，是室內(nèi)和室外環(huán)境都得到改善。

　　4. 提供可靠的“飛車啟動(dòng)”功能，這可以使變頻器監(jiān)測到電機(jī)的運(yùn)行方向和速度，并在得到下次啟動(dòng)信號(hào)的時(shí)候，減少突然啟動(dòng)對設(shè)備的沖擊，減少設(shè)備的磨損。

　　5. 自動(dòng)能量優(yōu)化功能（AEO），可以在電機(jī)運(yùn)行在非滿載的條件下，調(diào)節(jié)磁化電流，從而使電機(jī)得到額外的5%-10%的能量節(jié)損。

　　6. 可以適時(shí)顯示電機(jī)電流、功率、壓力和溫度等值，這些參考值在AHU系統(tǒng)的控制中講起到重要的作用，而VLT6000系列變頻器可以在線的提供這些參數(shù)，為終端客戶的控制提供方便。

　　7. 通過內(nèi)置的濾波環(huán)節(jié)，使變頻器對電網(wǎng)的影響達(dá)到最小。同時(shí)通過這個(gè)方式也可以進(jìn)一步減小電機(jī)的噪音。

　　8. VLT6000可以通過MCT10設(shè)置各種參數(shù)和功能，減少調(diào)試時(shí)間;在調(diào)試完成后，可以將變頻器的參數(shù)保存在電腦中，為以后的故障診斷提供方便。

　　除了以上的特點(diǎn)以為，Danfoss VLT6000系列變頻器在各種不同的應(yīng)用場合，還提供了各具特色的應(yīng)用，例如在本案中，VLT6000就通過Metasys N2通訊協(xié)議與中央樓宇控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)集中控制。這個(gè)功能將在下節(jié)詳細(xì)討論。

VLT6000與Metasys N2：

　　Metasys N2是Johnson Controls公司所擁有的通訊協(xié)議結(jié)構(gòu)（其基本結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示），而且，Johnson Controls 公司已經(jīng)將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)公開。而且在VLT6000系列中已經(jīng)將其作為一種標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)部協(xié)議來提供給客戶。當(dāng)使用Metasys N2時(shí)，可以使用FC Protocol或者是FLN來建立Johnson Controls的樓宇控制系統(tǒng)與VLT6000系列的RS485端口的連接。這樣就可以方便的讀寫所有的VLT中的參數(shù)，對其進(jìn)行控制，其傳輸?shù)淖畲蟛ㄌ芈蕿?600。在建立連接的過程中，僅需設(shè)置2到3參數(shù)即可。而且主監(jiān)控室的調(diào)試過程也得到了簡化，并方便檢修。

圖4　Metasys N2通信結(jié)構(gòu)示意圖

　　使用Metasys N2 通信協(xié)議后，可以對整個(gè)系統(tǒng)的20多臺(tái)變風(fēng)量風(fēng)扇設(shè)備進(jìn)行控制，使其控制簡化，并可以同時(shí)監(jiān)控各個(gè)風(fēng)扇的工作狀況。即節(jié)約了成本，也減少了控制和維護(hù)的人工費(fèi)用，并可達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的，保證了整個(gè)場館的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　圖5是變頻器端子的接線實(shí)物圖。非常的簡潔，不存在負(fù)載的連接。圖6是變頻器運(yùn)行中的實(shí)時(shí)顯示圖。從此可見，通過簡單的接線與參數(shù)設(shè)置后，Danfoss VLT 6000系列變頻器可以非常好的適應(yīng)HVAC系統(tǒng)的運(yùn)行要求。

圖5　本案變頻器端子接線實(shí)物圖
　　　　　　　　　

圖6　本案參數(shù)設(shè)置實(shí)物圖

結(jié)論：

　　自上海旗忠森林體育城網(wǎng)球中心使用VLT6000進(jìn)行變風(fēng)量控制后，已經(jīng)承辦了多次國際大型賽事，如大師杯網(wǎng)球賽、世界短池游泳賽等等。Danfoss VLT6000憑借其出色的控制性能以及良好的通訊功能，實(shí)現(xiàn)了場館的集中遠(yuǎn)程控制，為大賽的順利舉辦提供了保證。希望在不遠(yuǎn)的將來，可以在更多的場館與商業(yè)樓宇中使用Danfoss VLT6000變頻器來實(shí)現(xiàn)HVAC系統(tǒng)的自動(dòng)控制，使其出色的節(jié)能效果與完善的通訊功能得到更充分的發(fā)揮。

References:

　　[1] – Marley Cooling Tower Company, “Cooling Tower Energy and Its Management”, Technical Report H-001A 1982

　　[2] – Danfoss, “Variable Speed Drive Applications in HVAC Systems”, Andrew Cooper, 2003 July.

　　[3] – Metasys Network Sales Resource Manual, Application Specific Controllers Section, Product Bulletin, Issue Date 0295