中央空調節能概述

      在中央空調系統中，冷凍泵和冷卻泵的容量是根據建筑物最大設計熱負荷選定的，且留有一定的設計余量。在沒有使用調速的中央空調系統中，水泵一年四季在工頻狀態下全速運往地，只好采用節流或回流的方式來調節流量，產生大量的節流或回流損失，對于水泵電機而言，由于它是在工頻下全速運行，因此造成了能量的大大浪費。

      實踐證明，在中央空調的循環系統中接入變頻系統，利用變頻技術改變電機轉速來調節流量和壓力的變化用來取代閥門控制流量，能取得明顯的節能效果。

中央空調節能原理

      中央空調上的水泵和風機的運行工況由負荷情況決定，根據流體力學理論，電機軸功率P和流量Q、壓力H之間的關系為P=K*H*Q/η

其中K為常數；η為效率。

它們與轉速N之間的關系為

Q1/Q2=N1/N2

H1/H2=（N1/N2）²

P1/P2=（N1/N2）³

      圖中曲線1為風機在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網風阻特性（閥門開度為100%）。假設風機在設計時工作在A點的效率最高，輸出風量Q1為100%，此時的軸功率P1=Q1*H1與面積AH10Q1成正比。根據工藝要求，當風量需從Q1減少到Q2（例如70%）時，如采用調節閥門的方法相當于增加了管網阻力，使管網阻力特性變到為     曲線3，系統由原來的工況A點變到新的工況B點運行，由圖中可以看出，風壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少不多。

圖4-4 節能效果示意圖

      如果采用變頻調速控制方式，將風機轉速由N1降到N2，根據風機的比例定律，可以畫出在轉速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3將大幅度降低，功率P3（相等于面積CH30Q2）也隨著顯著減少，節省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節能的效果是十分明顯的。

      由流體力學可知，風量Q與轉速的一次方成正比，風壓H與轉速的平方成正比，軸功率P與轉速的立方成正比，當風量減少，風機轉速下降時，起功率下降很多。

      例如風量下降到80%，轉速也下降到80%時，則軸功率下降到額定功率的51%；如風量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當然由于實際工況的影響，節能的實際值不會有這么明顯，即使這樣，節能的效果也是十分明顯的。

      因此在有風機、水泵的機械設備中，采用變頻調速的方式來調節風量和流量，在節能上是一個最有效的方法。   

中央空調節能方案實例

      用戶中央空調機組的水泵組一共有4臺30KW電機，在正常情況下，一般用三臺水泵給中央空調機組供水，一臺備用。

圖4-5原水泵系統

      原供水系統是采用恒溫控制水泵的增減，并通過旁通閥來調節壓力的變化，中間存在一定的浪費。

      現在采用變頻技術，在供水管道中取壓力信號，以此控制4臺電機的運行，當外部的需求發生了變化引起壓力變動，變頻器上的PLC將根據壓力的變化自動調節水泵電機轉速，并自動根據工藝的需求增減水泵的數量，以保證管道的壓力保持恒定，始終讓系統工作在最佳的狀態。

  水泵控制系統方框圖

圖4-6 改造后水泵系統

VVVF：變頻器     IWS：  中央空調控制基板   PT：壓力變送器

P5參數設置