一水泵風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的必要性 中央空調(diào)是大廈里的耗電大戶,每年的電費(fèi)中空調(diào)耗電占60%左右,因此中央空調(diào)的節(jié)能改造顯得尤為重要. 由于設(shè)計(jì)時(shí)中央空調(diào)系統(tǒng)必須按天氣最熱負(fù)荷最大時(shí)設(shè)計(jì)并且留10-20%設(shè)計(jì)余量,然而實(shí)際上絕大部分時(shí)間空調(diào)是不會(huì)運(yùn)行在滿負(fù)荷狀態(tài)下存在較大的富余,.所以節(jié)能的潛力就較大其中冷凍主機(jī),可以根據(jù)負(fù)載變化隨之加載或減載冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負(fù)載變化作出相應(yīng)調(diào)節(jié)存在很大的浪費(fèi). 水泵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的流量與壓差是靠閥門和旁通調(diào)節(jié)來完成,因此不可避免地存在較大截流損失和大流量高壓力低溫差的現(xiàn)象.不僅大量浪費(fèi)電能而且還造成中央空調(diào)最末端達(dá)不到合理效果的情況.為了解決這些問題需使水泵隨著負(fù)載的變化調(diào)節(jié)水流量并關(guān)閉旁。 再因水泵風(fēng)機(jī)采用的是Y-起動(dòng)方式電機(jī)的起動(dòng)電流均為其額定電流的34倍一臺(tái)90KW的電動(dòng)機(jī),其起動(dòng)電流將達(dá)到500A.在如此大的電流沖擊下接觸器電機(jī)的使用壽命大大下降同時(shí),起動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊和停泵時(shí)水垂現(xiàn)象,容易對(duì)機(jī)械散件軸承閥門管道等造成破壞,從而增加維修工作量和備品備件費(fèi)用. 綜上,為了節(jié)約能源和費(fèi)用,需對(duì)水泵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造,經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查與了解,采用成熟的變頻器來實(shí)現(xiàn)以便達(dá)到節(jié)能和延長電機(jī)接觸器及機(jī)械散件軸承閥門管道的使用壽命。 這是因?yàn)樽冾l器能根據(jù)冷凍水泵送風(fēng)機(jī)和冷卻水泵負(fù)載變化隨之調(diào)整水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在滿足中央空調(diào)系統(tǒng)正常工作的情況下，使冷凍水泵送風(fēng)機(jī)和冷卻水泵作出相應(yīng)調(diào)節(jié)。以達(dá)到節(jié)能目的以水泵為例水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速下降電機(jī)從電網(wǎng)吸收的電能就會(huì)大大減少 其減少的功耗P=P01-（N1/N0）31式 減少的流量Q=Q01-（N1/N0）2式 其中N1為改變后的轉(zhuǎn)速，N0為電機(jī)原來的轉(zhuǎn)速，P0為原電機(jī)轉(zhuǎn)速下的電機(jī)消耗功率，Q0為原電機(jī)轉(zhuǎn)速下所產(chǎn)生的水泵流量。 由上式可以看出流量的減少與轉(zhuǎn)速減少的一次方成正比但功耗的減少卻與轉(zhuǎn)速減少的三次方成正比 如假設(shè)原流量為100個(gè)單位耗能也為100個(gè)單位如果轉(zhuǎn)速降低10個(gè)單位 由2式Q=Q01-（N1/N0）=1001-（90/100）=10可得出流量改變了10個(gè)單位但功耗 由1式P=P0[1-（N1/N0）3]=1001-（90/100）3=27.1可以得出功率將減少27.1個(gè) 單位即比原來減少27.1% 再因變頻器是軟啟動(dòng)方式，采用變頻器控制電機(jī)后電機(jī)在起動(dòng)時(shí)及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，均無沖擊電流，而沖擊電流是影響接觸器電機(jī)使用壽命最主要最直接的因素同時(shí)采用變頻器，控制電機(jī)后還可避免水垂現(xiàn)象，因此可大大延長電機(jī)接觸器及機(jī)械散件軸承閥門管道的使用壽命。 二水泵節(jié)能改造的方案 中央空調(diào)系統(tǒng)通常分為冷凍媒水和冷卻水兩個(gè)系統(tǒng)。 根據(jù)國內(nèi)外最新資料介紹并多處通過對(duì)在中央空調(diào)水泵系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制改造的成功范例進(jìn)行考察，現(xiàn)在水泵系統(tǒng)節(jié)能改造的方案大都采用變頻器來實(shí)現(xiàn)。 1冷凍媒水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制（推薦檢測(cè)回水溫度）見下圖 制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制 該方案在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測(cè)冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減控制方式，是冷凍回水溫度大于設(shè)定溫度時(shí)頻率無極上調(diào)。 2制熱模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制 該模式是在中中央空調(diào)中熱泵運(yùn)行即制熱時(shí)冷凍水泵系統(tǒng)的控制方案同制冷模式控制方案一樣。在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器。檢測(cè)冷凍水回水溫度再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減不同的是冷凍回水溫度小于設(shè)定溫度時(shí)頻率無極上調(diào)，當(dāng)溫度傳感檢測(cè)到的冷凍水回水溫越高變頻器的輸出頻率越低。此系統(tǒng)具有以上功能。通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上來檢測(cè)冷凍水的回水溫度。并可直接通過設(shè)定變頻器參數(shù)使系統(tǒng)溫度調(diào)控在需要的范圍內(nèi)。 隨著生活水平的提高，人們已開始關(guān)注生活與工作環(huán)境的舒適性大型公共建筑，如商場(chǎng)，賓館，影劇院等均設(shè)置有中央空調(diào)系統(tǒng)，而大多數(shù)中央空調(diào)的運(yùn)行，絕大部分末端機(jī)采用開/關(guān)控制方式，難以滿足人們對(duì)舒適感的要求。變頻技術(shù)的飛速發(fā)展成本進(jìn)一步下降使得這一要求成為現(xiàn)實(shí)。 1調(diào)節(jié)風(fēng)量 在中央空調(diào)系統(tǒng)中冷暖的輸送介質(zhì)，通常是水在末端將與熱交換器充分接觸的清潔空氣，由風(fēng)機(jī)直接送入室內(nèi)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)室溫的目的。在輸送介質(zhì)水溫度恒定的情況下，改變送風(fēng)量可以改變帶入室內(nèi)的制冷熱量，從而較方便地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度這樣便可以根據(jù)自己的要求，來設(shè)定需要的室溫調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以控制送風(fēng)量使用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速在變頻的同時(shí)，輸出端的電壓亦隨之改變，從而節(jié)約了能源降低了系統(tǒng)噪音其經(jīng)濟(jì)性和舒適性是不言而喻的。 2控制方式的確立 1在室內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢?，安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)控制終端調(diào)速電位器VR和運(yùn)行開關(guān)KK置于控制終端盒，內(nèi)變頻器的集中供電由空氣開關(guān)控制，需要送電時(shí)在配電控制室直接操作調(diào)整頻率設(shè)定電位器VR，可以改變變頻器的輸出頻率，從而控制風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量關(guān)閉時(shí)斷開KK，即可此方式成本低廉隨意性強(qiáng)。 2當(dāng)室外溫度變化或者冷/暖輸送介質(zhì)溫度發(fā)生改變時(shí)將可能造成室溫隨之改變。 對(duì)環(huán)境舒適要求較高的消費(fèi)群體則可以采用自動(dòng)恒溫運(yùn)行方式，選擇內(nèi)置PID軟件模塊的變頻器控制終端的方式，同手動(dòng)方式電位器用來設(shè)定溫度而不是調(diào)整頻率變頻器，通過采集來自反饋端VPF/IPF的溫度測(cè)量值與給定值作比較送入PID模塊，運(yùn)算事自動(dòng)改變UVW端子的輸出頻率，調(diào)整送風(fēng)量達(dá)到自動(dòng)恒溫運(yùn)行。 3送風(fēng)機(jī)的分布可能不是均勻的，對(duì)于稍大的室內(nèi)空間則可以采集區(qū)域溫度平均法策略調(diào)節(jié)送風(fēng)量以滿足特殊需要量場(chǎng)所。 4為降低成本個(gè)別的變頻器可能沒有內(nèi)置PID軟件模塊選用外加PID調(diào)節(jié)器即可。 3冷卻水系統(tǒng)的閉環(huán)控制（推薦檢測(cè)進(jìn)水與回水溫度差調(diào)節(jié)） 由于冷卻塔的水溫是隨環(huán)境溫度而變的，其單測(cè)水溫不能準(zhǔn)確地反映冷凍機(jī)組內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少，所以對(duì)于冷卻泵以進(jìn)水和回水間的溫差作為控制依據(jù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)水和回水間的恒溫差控制是比較合理的溫差大說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量大應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速增大冷卻水的循環(huán)速度溫差小說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量小可以降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速減緩冷卻水的循環(huán)速度以節(jié)約能源.現(xiàn)有的控制方式大都先確定一個(gè)冷卻泵變頻器工作的最小工作頻率將其設(shè)定為 下限頻率并鎖定變頻冷卻水泵的頻率是取冷卻管進(jìn)出水溫度差和（出水溫度）信號(hào)來調(diào)節(jié)當(dāng)進(jìn)出水溫差大于設(shè)定值時(shí)頻率無極上調(diào)當(dāng)進(jìn)出水溫差小于設(shè)定值時(shí)頻率無極下調(diào)（同時(shí)當(dāng)冷卻水出水溫度高于設(shè)定值時(shí)頻率優(yōu)先無極上調(diào)當(dāng)冷卻水出水溫度 低于設(shè)定值時(shí)按溫差變化來調(diào)節(jié)頻率進(jìn)出水溫差越大變頻器的輸出頻率越高進(jìn) 出水溫差越小變頻器的輸出頻率越低） 其優(yōu)點(diǎn)有 1只需在中中央空調(diào)冷卻管出水端安裝一個(gè)溫差傳感器如上圖安裝在冷卻水系統(tǒng)中中央空調(diào)冷卻水出水主管上的AB處簡單可靠 2當(dāng)冷卻水出水溫度高于溫度上限設(shè)定值時(shí)頻率直接優(yōu)先上調(diào)至上限頻率 3當(dāng)冷卻水出水溫度低于溫度下限設(shè)定值時(shí)頻率直接優(yōu)先下調(diào)至下限頻率而采用冷卻管進(jìn)出水溫度差來調(diào)節(jié)很難達(dá)到這點(diǎn) 4當(dāng)冷卻水出水溫度介于溫度下限設(shè)定值與溫度上限設(shè)定值時(shí)通過對(duì)冷卻水出水溫度及溫度上下限設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算從而達(dá)到對(duì)頻率進(jìn)行無極調(diào)速閉環(huán)控制迅速準(zhǔn)確 5節(jié)能效果更為明顯當(dāng)冷卻水出水溫度低于溫度上限設(shè)定值時(shí)采用冷卻管進(jìn)出水溫度差來調(diào)節(jié)方式?jīng)]有將出水溫度低這一因素加入節(jié)能考慮范圍而僅僅由溫度差來對(duì)頻率進(jìn)行無極調(diào)速而采用上下限溫度來調(diào)節(jié)方式充分考慮這一因素因而節(jié)能效果更為明顯通過對(duì)多家用戶市場(chǎng)調(diào)查平均節(jié)電率要提高5以上節(jié)電率達(dá)到2040 6具有首次起動(dòng)全速運(yùn)行功能通過設(shè)定變頻器參數(shù)中的數(shù)值可使水系統(tǒng)充分交換一段時(shí)間避免由于剛起動(dòng)運(yùn)行時(shí)熱交換不充分而引起的系統(tǒng)水流量過小。