1、中央空調(diào)運(yùn)行控制方法分析 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先是根據(jù)室外氣象參數(shù)和室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算冷負(fù)荷，按分區(qū)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)產(chǎn)品樣本選擇相應(yīng)的設(shè)備，組合成一個(gè)系統(tǒng)。但空調(diào)系統(tǒng)絕大部分時(shí)間是在部分負(fù)荷的情況下工作。在部分負(fù)荷工作的控制方式不合理，系統(tǒng)能效比會(huì)大大降低。 從美國制冷協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)880-56數(shù)據(jù)可見，平均年負(fù)荷在60%左右。 現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行調(diào)節(jié)方式上，風(fēng)水系統(tǒng)主要是閥門（手動(dòng)、自動(dòng)閥門調(diào)節(jié)），主機(jī)利用卸荷方式，而這些方式是犧牲了阻力能耗來適應(yīng)末端負(fù)荷要求，造成運(yùn)行成本居高不下。 若采用變頻控制，能量的傳遞和運(yùn)輸環(huán)節(jié)控制為變水量（VWV）和變風(fēng)量（VAV），使傳遞和運(yùn)輸耦合并達(dá)到最佳溫差置換，其動(dòng)力僅為其它控制系統(tǒng)的30～60%，而且節(jié)能是雙效的，因?yàn)閷?duì)制冷主機(jī)的需求能耗同時(shí)下降。 主機(jī)采用變頻節(jié)能控制，保持設(shè)計(jì)工況下的制冷劑運(yùn)動(dòng)的物理量（如溫差、壓力等）變化，節(jié)能較其它調(diào)荷方式明顯，如約克（YORK）的YT型離心式冷水機(jī)組，配置變頻機(jī)組在部分負(fù)荷下能效比可降至0.2kw/冷噸，可見變頻控制方式在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用前景十分廣闊。 過去在中央空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)為什么推廣難呢？可能是價(jià)格太高的原因吧？在變頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)非常成熟的今天，用此技術(shù)與暖通空調(diào)專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，它并不是一門高價(jià)的技術(shù)，在小功率空調(diào)中其經(jīng)濟(jì)性都可承受，在中央空調(diào)系統(tǒng)中更不應(yīng)該成問題：（1）中央空調(diào)運(yùn)行時(shí)間更長，節(jié)能問題更突出；（2）變頻控制在整個(gè)系統(tǒng)中所占的造價(jià)比例不高；（3）變頻控制器的容量越大，每千瓦功率單價(jià)越低。 中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器是可行的，其投資回收一般在3～12個(gè)月，以變頻控制器使用壽命10年計(jì)，其凈收益在10倍投資額以上。 2、中央空調(diào)調(diào)速節(jié)能原理 中央空調(diào)系統(tǒng)中大部分設(shè)備是風(fēng)機(jī)和水泵，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成流體的壓力能或動(dòng)能的設(shè)備，若流體為液體工質(zhì)稱其為泵；若流體為氣體工質(zhì)稱其為風(fēng)機(jī)?？照{(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)、水泵一般在結(jié)構(gòu)上為透平式類。 風(fēng)機(jī)和水泵的理論壓力方程式表示為： Hth=1/g（u2cu2－u1cu1） 對(duì)于軸流式 Hth=1/g（cu2－cu1） （∵u1=u2=u） 式中，Hth——理論揚(yáng)程，m； cu1、cu2——分別為葉輪進(jìn)出口處絕對(duì)速度的周向分量，m/s。 但由于空氣和水密度相差800多倍，所以升壓也相差800多倍。 在現(xiàn)場(chǎng)，常根據(jù)用戶需要改變風(fēng)機(jī)和水泵的流量和壓力，即改變工況點(diǎn)位置，這種以變應(yīng)變的人工干預(yù)稱為調(diào)節(jié)，因用戶需求的"變化"是絕對(duì)的、經(jīng)常的，而不變化卻是相對(duì)的、暫時(shí)的，因此調(diào)節(jié)是一個(gè)至關(guān)重要的技術(shù)。 根據(jù)相似定律可知： 從管網(wǎng)特性曲線可以看出，一般情況下，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化相似工況點(diǎn)連線過原點(diǎn)，由于水泵有靜揚(yáng)程存在，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，相似共況點(diǎn)連線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，轉(zhuǎn)速變化前后工況點(diǎn)亦不再保持相似，所以效率也隨之不再保持不變，也就是說，此時(shí)不滿足比例律，如圖2 a、b所示： 在圖2（a）中，no為原轉(zhuǎn)速，A為原工況點(diǎn)，轉(zhuǎn)速降低到n1或提升到n2時(shí)的工況點(diǎn)分別為B和C。A、B、C均為相似工況點(diǎn)，其連線過坐標(biāo)原點(diǎn)O，恰好與管網(wǎng)特性線R重合，Hst=0。 在圖2（b）中，Hst>0，轉(zhuǎn)速變化前后的特性線與管網(wǎng)特性線交于B和C點(diǎn)。 A、B、C是工況點(diǎn)，但不是相似工況點(diǎn)，因此效率也不是相似工況點(diǎn)，實(shí)際流量（減少時(shí)）的轉(zhuǎn)速要比按一次方計(jì)算轉(zhuǎn)速高，實(shí)際功率比按轉(zhuǎn)速比二次方計(jì)算功率大。 從實(shí)際水系統(tǒng)的裝置特性來看，不管是冷卻水系統(tǒng)還是冷凍水（熱水）系統(tǒng)，其進(jìn)水勢(shì)能與出水勢(shì)能相差不大。 裝置揚(yáng)程H=Hz+[（p"-p′）/r]+KQ2,m 式中，Hz————-壓出池液面與吸入液面高度差； p"、p′————分別為密閉吸入池和壓出池液面處壓力，若是開口池（容器），均為大氣壓力； K——————-與吸入管路、壓出管路等有關(guān)的阻力系數(shù)； Q——————-體積流量。 在圖3中，分析偏離O點(diǎn)的差值 ¤H2高度差在冷凍水密閉管路中接近零，在冷卻水中差距很??； ¤P″、Pˊ在系統(tǒng)中差值小，所以，在空調(diào)水系統(tǒng)中作水泵節(jié)能分析時(shí)，可按相似律作粗略分析，即 H2+（P″-Pˊ）/r趨近零。 所以，在以下分析中，分機(jī)水泵的節(jié)能均按相似定律計(jì)算。 根據(jù)相似定律，可作出恒速調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)的能耗關(guān)系。 當(dāng)風(fēng)機(jī)或水泵穩(wěn)定工作在工況點(diǎn)A1（Q1，P1）上，當(dāng)需要減少流量到Q2時(shí)，（1）關(guān)小閥門開度，使管網(wǎng)曲線R2。值得注意的是：Q2的實(shí)現(xiàn)是靠人為節(jié)流引起的損失ΔP的代價(jià)換來的。（2）采用變速調(diào)節(jié)，將速度降到n2時(shí)，既可滿足流量的要求，其功率降低顯著。 因此，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是風(fēng)機(jī)、泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的首選方式。 采用變頻調(diào)速方式，對(duì)普通系列三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)進(jìn)行控制，是當(dāng)前無級(jí)調(diào)速的主流。它的基本原理如下，當(dāng)電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)P選定后，運(yùn)行時(shí)改變供電電源F1，就可改變其步轉(zhuǎn)速n1。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速n1改變了，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速n則隨之而變。采用變頻調(diào)速有以下特點(diǎn)： （1） 從基頻往下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式； （2） 調(diào)速范圍大； （3） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性能好； （4） 運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近其同步轉(zhuǎn)速，運(yùn)行效率高； （5） 頻率F1可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此為無級(jí)調(diào)速方式； （6） 基本上做到負(fù)載需要多少功率，就從電源輸入多少功率。