前言： 　　國(guó)內(nèi)的變頻器節(jié)能應(yīng)用已有幾年時(shí)間了，放眼市場(chǎng)上，滿坑滿谷的變頻器廠，到處都是宣稱可以節(jié)能30%以上的節(jié)能公司。但回過(guò)頭來(lái)，為什么又有許多客戶對(duì)變頻器節(jié)能采取了”不相信”的態(tài)度呢?筆者在市場(chǎng)觀察多年，也投入研究許多個(gè)案，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不可爭(zhēng)的事實(shí)： 　　“設(shè)計(jì)值的大小，直接影響了水泵風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能的成果”節(jié)能廠家也得碰運(yùn)氣的，如果今天遇到了一個(gè)節(jié)能項(xiàng)目，水泵或風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)初期就裝了太大了，隨便裝個(gè)變頻器，把頻率小小的降到40Hz，嘿嘿，不多說(shuō)，30%以上的節(jié)能率很容易就可以對(duì)客戶交差了。但運(yùn)氣真的每次都這么好嗎?相信一定有人碰到過(guò)，好不容易接到一個(gè)項(xiàng)目，當(dāng)著客戶面拍胸保證”看我的，一定可以幫您省到電!”，問(wèn)題來(lái)了，變頻器裝上了，先是發(fā)現(xiàn)，客戶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)值本來(lái)就不高，可能不到5%的空間。再來(lái)，頻率好不容易降到45Hz，卻發(fā)現(xiàn)揚(yáng)程（末端壓力）好像不夠了，水是打上去了～～～可是壓力不夠，客戶的用水需求根本滿足不了，只要一變頻，就搞得客戶現(xiàn)場(chǎng)亂成一團(tuán)。節(jié)能是談不上了，趕緊想辦法下臺(tái)吧～～～這就是為什么筆者在看了眾多案例，訪問(wèn)許多有經(jīng) 驗(yàn)的客戶之后，對(duì)于變頻節(jié)能眾口不一的原因，有人叫好、卻有人唾罵。設(shè)計(jì)值的高低成了變頻節(jié)能業(yè)界的一個(gè)老大難問(wèn)題。遇到設(shè)計(jì)值超高的項(xiàng)目，那是前世有修、三生有幸了，不但能輕松結(jié)案，還可以拿這個(gè)案例來(lái)當(dāng)”樣板工程”，客戶也會(huì)高高興興的付錢(qián)。但遇到設(shè)計(jì)值接近零的項(xiàng)目呢?變頻器形同廢物，不但節(jié)不到電，變頻器也得耗電，這可難了，客戶不依不饒，要你給個(gè)交代，不但不給錢(qián)，恐怕還得免費(fèi)幫你來(lái)個(gè)負(fù)面宣傳，生意難作啊～～～ 　　想必有很多從事變頻節(jié)能的朋友們常會(huì)想這個(gè)問(wèn)題吧～～～! 設(shè)計(jì)值趨近于零的變頻器節(jié)能方案： 針對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)水泵變頻節(jié)能方案的所有缺點(diǎn)，我們提出了一個(gè)新的思維： 我們以水泵的運(yùn)用為例： 一臺(tái)流量Q 的水泵，相當(dāng)于使用二臺(tái)水泵降頻后，均運(yùn)轉(zhuǎn)于1/2 Q流量的和。 供給總流量不變 Q = 1/2Q + 1/2Q 因?yàn)榱髁颗c馬達(dá)轉(zhuǎn)速成正比，所以得知頻率降為原來(lái)的1/2。 又因?yàn)轳R達(dá)轉(zhuǎn)速與輸入電力為三次方比的關(guān)系， 所以P2 （變頻后每臺(tái)水泵之消耗電力）=（1/2）3 P1（原消耗電力）=（1/8） P1=0.125P1 并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)后二臺(tái)水泵共耗電: 2P2= 2 x 0.125P1=0.25P1 故并聯(lián)變頻后之節(jié)能效率=P1–0.25P1= 0.75P1= 75% P1 在上面的例子里，我們提出了一個(gè)”共同運(yùn)作”的想法，將原本只有一臺(tái)水泵的工作分給二臺(tái)來(lái)作，讓變頻后的供水量沒(méi)有任何變化，但在用電量上卻產(chǎn)生了相當(dāng)大的不同。 當(dāng)然，這只是理論值，實(shí)際操作起來(lái)仍有差異，至少不會(huì)是省了75%的電，有揚(yáng)程的問(wèn)題（平方比），有管損，有電機(jī)的效能問(wèn)題等等!但可不可行呢?答案卻是絕對(duì)的! 我們運(yùn)用了模糊控制加上PID的運(yùn)算，成功的運(yùn)用在設(shè)計(jì)值為零的供水系統(tǒng)上，并取得了成功。 案例： 某酒店的冷凍水泵節(jié)能項(xiàng)目：30KW水泵二臺(tái)（一用一備） 原節(jié)能設(shè)計(jì)，溫差控制，變頻器一拖二運(yùn)作（很標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)吧!） 以出水的水溫來(lái)做控制的依據(jù)，節(jié)能率目標(biāo)30%（變頻至40Hz左右） 運(yùn)作狀態(tài)：頻率降至48Hz時(shí)，水量產(chǎn)生不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致冰水主機(jī)提高運(yùn)轉(zhuǎn)效能，整體用電量比未變頻前提高50%。客戶當(dāng)然無(wú)法接受此一結(jié)果。只得尋求其它的解決方案。 解決方案： 　　改造開(kāi)始由原來(lái)的溫差供水改為恒壓供水。增加一臺(tái)變頻器。由于原來(lái)的供水方式會(huì)造成冰水主機(jī)供水不足，且水壓不夠，故我們改以無(wú)段變頻恒壓運(yùn)轉(zhuǎn)控制，以維持原系統(tǒng)揚(yáng)程之需求控制并提供充足水量之供應(yīng)，避免主機(jī)不正常停禨且達(dá)到充分熱交換能力之功能。 　　其單臺(tái)水泵供水壓力為4.5KG，在系統(tǒng)設(shè)定上，我們?cè)O(shè)定二臺(tái)水泵同時(shí)變頻共作，同樣供水4.5KG，頻率自動(dòng)控制。 原理: 　　模糊比例積分微分控制恒壓變頻系統(tǒng)主要是根據(jù)給水系統(tǒng)或其它設(shè)備負(fù)載狀態(tài)情形，透過(guò)系統(tǒng)壓力高低變化反應(yīng)作實(shí)時(shí)控制，而此系統(tǒng)可設(shè)定壓力值，依照系統(tǒng)實(shí)際需求壓力值計(jì)算，傳輸及通訊，使系統(tǒng)成為（VWV）定揚(yáng)程無(wú)段變水量控制，系統(tǒng)功能具無(wú)段變水量，同頻同降，交亙輪替，及臺(tái)數(shù)控制等、使系統(tǒng)控制保持在最佳效率及最佳節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。 而不僅如此因?yàn)橥高^(guò)變頻軟性起動(dòng)，使得系統(tǒng)起動(dòng)無(wú)瞬間過(guò)電流現(xiàn)象而降低機(jī)械磨損，進(jìn)而延長(zhǎng)使用壽命而其最大效率運(yùn)用在控制精準(zhǔn)度及電力負(fù)載節(jié)能控制方面，由于運(yùn)用高科技FUZZY控制技術(shù)，仿人工智能神經(jīng)系統(tǒng)，壓力控制精準(zhǔn)度可達(dá)±1psi。 　　在實(shí)際運(yùn)作之后，依照空調(diào)冰水主機(jī)的與風(fēng)柜的需求，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整供水量，維持管道壓力的恒定，兩臺(tái)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率基本維持在35Hz上下，主機(jī)也不再因水量不足而提高運(yùn)轉(zhuǎn)效能，其節(jié)能效率計(jì)算如下： 未變頻前每日用電量： 30KW x 24（小時(shí)）=720 度 變頻共作后： 30KW x （35/50）3 x 2 x 24（小時(shí)）=493度 節(jié)能率： 1-（493/720） x 100%=31.5% 在上述的案例中，我們成功的解決了國(guó)內(nèi)一般節(jié)能方案中的難題，在設(shè)計(jì)值為零的狀態(tài)之下，仍可以取得節(jié)能的成果，并且不改變?cè)┧枨罅浚簿褪钦f(shuō)，我們的新方案節(jié)能目標(biāo)并不是”設(shè)計(jì)值”，當(dāng)然，如果有設(shè)計(jì)值的存在，其節(jié)能效率會(huì)更驚人的。 　　截至目前為止，我們已成功的完成過(guò)最高9臺(tái)水泵變頻共作系統(tǒng)，并且把這個(gè)想法演化成一個(gè)安裝、設(shè)定簡(jiǎn)單的產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)如下： 1.恒壓供水，不造成系統(tǒng)水錘作用，而不因壓力過(guò)高使給水管路系統(tǒng)損害。 2.供水維持高效率機(jī)動(dòng)性，恒壓時(shí)能源消耗低,并可提高其適當(dāng)給水能力。 3.軟性起動(dòng)，避免水錘作用，降低機(jī)械磨損，延長(zhǎng)使用壽命。 4..無(wú)段線性變化，壓力控制誤差可達(dá)±1psi。 5.泛用型變頻器，可替換之模塊，操作簡(jiǎn)易，維修簡(jiǎn)單。 6.系統(tǒng)DIY，選配備齊全，并可適用任何型式感知器，使用者可根據(jù)系統(tǒng)需求自行增減設(shè)備。 7.本控制系統(tǒng)適用于任何需要恒溫（壓）、差溫（壓）及流量無(wú)段變速之設(shè)備。 8. 可自動(dòng)計(jì)算調(diào)整運(yùn)行水泵臺(tái)數(shù)，備用泵的功能性仍然存在，不會(huì)因系統(tǒng)中任一個(gè)水泵故障造成系統(tǒng)供水的任何問(wèn)題。 結(jié)語(yǔ)： 　　傳統(tǒng)的水泵風(fēng)機(jī)節(jié)能方案，已行之有年。但其缺點(diǎn)是相當(dāng)明顯的，如設(shè)計(jì)值低時(shí)的無(wú)法使用，多臺(tái)水泵共作時(shí)會(huì)造成管道渦流，供水不穩(wěn)的現(xiàn)象。 　　另外，筆者在這里也想點(diǎn)破一個(gè)事實(shí)：傳統(tǒng)方案在市場(chǎng)多年的運(yùn)作，有許多節(jié)能公司在為客戶安裝時(shí)均以高節(jié)能率來(lái)哄騙客戶，其實(shí)其節(jié)能率計(jì)算方式是有水份的。 　　一套系統(tǒng)的節(jié)能率，不該以單臺(tái)水泵的變頻后用電量來(lái)計(jì)算，應(yīng)該以整套系統(tǒng)來(lái)看待。國(guó)內(nèi)有相當(dāng)多的節(jié)能同業(yè)是用單臺(tái)方式來(lái)計(jì)算節(jié)能率的，這其實(shí)是不科學(xué)的。 舉例說(shuō)明： 如果有一套2用1備的水泵做節(jié)能設(shè)計(jì)，假設(shè)全是100KW的水泵，平時(shí)用電就是每小時(shí)200度的電。 以傳統(tǒng)的節(jié)能方式來(lái)看，大多是用一拖二的變頻器切換，另一臺(tái)就ON/OFF控制。 其用電計(jì)算： 變頻至40Hz時(shí) （40/50）︿3 x 100Kw + 100Kw（單臺(tái)工頻）=151.2Kw 如以我們的新節(jié)能方案來(lái)操作： 變頻共作： 原2臺(tái)工頻供水，改成3臺(tái)同步變頻共作供水，各供水70%（即頻率降至35Hz） （35/50）︿3 x 3（臺(tái)） x 100kw=102.9KW 在供水量上，原設(shè)計(jì)供水約180%（只省掉設(shè)計(jì)值），而我們的新方案可以供水至210%（3臺(tái)各供水70%，比原需求更高）。 節(jié)能率： 原設(shè)計(jì)方案： 1-（151.2/200（2臺(tái)）） x 100%=24.4%（合理的算法） 有些節(jié)能公司的計(jì)算并非如此，是用以下的方式來(lái)算 1-（51.2/100（單臺(tái)）） ｘ100%=48.8% 好像很高，其實(shí)只是數(shù)字游戲，原本就是開(kāi)2臺(tái)的用電，為何用1臺(tái)計(jì)算呢? 反觀我們的新方案： 1-（102.9/200（2臺(tái)）） x 100%=48.5% 新方案的節(jié)能效率與實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)全在我們的控制之下，且傳統(tǒng)方式的供水會(huì)因兩臺(tái)水泵供水壓力（揚(yáng)程）不同，導(dǎo)致變頻端的水泵被壓制出水，實(shí)際出水量是不足80%，最重要的是，對(duì)水泵也有不好的影響（如效率、壽命等）。