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| 【變頻器】變頻器在中央空調係統節能中的應用 |
| （時間:2026-03-25 16:55:58） |
變(bian)頻(pin)器(qi)能(neng)根(gen)據(ju)冷(leng)凍(dong)水(shui)泵(beng)和(he)冷(leng)卻(que)水(shui)泵(beng)負(fu)載(zai)變(bian)化(hua)隨(sui)之(zhi)調(tiao)整(zheng)水(shui)泵(beng)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)，在(zai)滿(man)足(zu)中(zhong)央(yang)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)使(shi)冷(leng)凍(dong)水(shui)泵(beng)和(he)冷(leng)卻(que)水(shui)泵(beng)作(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)調(tiao)節(jie)，以(yi)達(da)到(dao)節(jie)能(neng)目(mu)的(de)。水(shui)泵(beng)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)下(xia)降(jiang)，電(dian)機(ji)從(cong)電(dian)網(wang)吸(xi)收(shou)的(de)電(dian)能(neng)就(jiu)會(hui)大(da)大(da)減(jian)少(shao)。
一、水泵節能改造的必要性
中央空調是大廈裏的耗電大戶，每年的電費中空調耗電占60%左右，因此中央空調的節能改造顯得尤為重要。
由於設計時，中央空調係統必須按天氣最熱、負荷最大時設計，並且留10-20%設(she)計(ji)餘(yu)量(liang)，然(ran)而(er)實(shi)際(ji)上(shang)絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)時(shi)間(jian)空(kong)調(tiao)是(shi)不(bu)會(hui)運(yun)行(xing)在(zai)滿(man)負(fu)荷(he)狀(zhuang)態(tai)下(xia)，存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)富(fu)餘(yu)，所(suo)以(yi)節(jie)能(neng)的(de)潛(qian)力(li)就(jiu)較(jiao)大(da)，其(qi)中(zhong)，冷(leng)凍(dong)主(zhu)機(ji)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)負(fu)載(zai)變(bian)化(hua)隨(sui)之(zhi)加(jia)載(zai)或(huo)減(jian)載(zai)，冷(leng)凍(dong)水(shui)泵(beng)和(he)冷(leng)卻(que)水(shui)泵(beng)卻(que)不(bu)能(neng)隨(sui)負(fu)載(zai)變(bian)化(hua)作(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)調(tiao)節(jie)，存(cun)在(zai)很(hen)大(da)的(de)浪(lang)費(fei)。
水泵係統的流量與壓差是靠閥門和旁通調節來完成，因此，不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低(di)溫(wen)差(cha)的(de)現(xian)象(xiang)，不(bu)僅(jin)大(da)量(liang)浪(lang)費(fei)電(dian)能(neng)，而(er)且(qie)還(hai)造(zao)成(cheng)中(zhong)央(yang)空(kong)調(tiao)最(zui)末(mo)端(duan)達(da)不(bu)到(dao)合(he)理(li)效(xiao)果(guo)的(de)情(qing)況(kuang)。為(wei)了(le)解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)需(xu)使(shi)水(shui)泵(beng)隨(sui)著(zhe)負(fu)載(zai)的(de)變(bian)化(hua)調(tiao)節(jie)水(shui)流(liu)量(liang)並(bing)關(guan)閉(bi)旁(pang)通(tong)。
再因水泵采用的是Y-△起動方式，電機的起動電流均為其額定電流的3～4倍，一台90KW的電動機其起動電流將達到500A，在如此大的電流衝擊下，接觸器、電機的使用壽命大大下降，同時，起動時的機械衝擊和停泵時水垂現象，容易對機械散件、軸承、閥門、管道等造成破壞，從而增加維修工作量和備品、備件費用。
綜上，為了節約能源和費用，需對水泵係統進行改造，經市場調查與了解采用成熟的變頻器來實現，以便達到節能和延長電機、接觸器及機械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。
這是因為變(bian)頻(pin)器(qi)能(neng)根(gen)據(ju)冷(leng)凍(dong)水(shui)泵(beng)和(he)冷(leng)卻(que)水(shui)泵(beng)負(fu)載(zai)變(bian)化(hua)隨(sui)之(zhi)調(tiao)整(zheng)水(shui)泵(beng)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)，在(zai)滿(man)足(zu)中(zhong)央(yang)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)使(shi)冷(leng)凍(dong)水(shui)泵(beng)和(he)冷(leng)卻(que)水(shui)泵(beng)作(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)調(tiao)節(jie)，以(yi)達(da)到(dao)節(jie)能(neng)目(mu)的(de)。水(shui)泵(beng)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)下(xia)降(jiang)，電(dian)機(ji)從(cong)電(dian)網(wang)吸(xi)收(shou)的(de)電(dian)能(neng)就(jiu)會(hui)大(da)大(da)減(jian)少(shao)。
其減少的功耗△P=P0〔1-(N1/N0)3〕(1)式減少的流量△Q=Q0〔1-(N1/N0)〕(2)式
其中N1為改變後的轉速，N0為電機原來的轉速，P0為原電機轉速下的電機消耗功率，Q0為原電機轉速下所產生的水泵流量。
由上式可以看出流量的減少與轉速減少的一次方成正比，但功耗的減少卻與轉速減少的三次方成正比。如：假設原流量為100個單位，耗能也為100個單位，如果轉速降低10個單位，由(2)式△Q=Q0〔1-(N1/N0)〕=100＊〔1-(90/100)〕=10可得出流量改變了10個單位，但功耗由(1)式△P=P0[1-(N1/N0)3]=100＊〔1-(90/100)3〕=27.1可以得出，功率將減少27.1個單位，即比原來減少27.1%。
再因變頻器是軟啟動方式，采用變頻器控製電機後，電機在起動時及運轉過程中均無衝擊電流，而衝擊電流是影響接觸器、電機使用壽命最主要、最直接的因素，同時采用變頻器控製電機後還可避免水垂現象，因此可大大延長電機、接觸器及機械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。
二、水泵節能改造的方案
中央空調係統通常分為冷凍(媒)水和冷卻水兩個係統(如下圖，左半部分為冷凍(媒)水係統，右半部分為冷卻水係統)。根(gen)據(ju)國(guo)內(nei)外(wai)最(zui)新(xin)資(zi)料(liao)介(jie)紹(shao)，並(bing)多(duo)處(chu)通(tong)過(guo)對(dui)在(zai)中(zhong)央(yang)空(kong)調(tiao)水(shui)泵(beng)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)改(gai)造(zao)的(de)成(cheng)功(gong)範(fan)例(li)進(jin)行(xing)考(kao)察(cha)，現(xian)在(zai)水(shui)泵(beng)係(xi)統(tong)節(jie)能(neng)改(gai)造(zao)的(de)方(fang)案(an)大(da)都(dou)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)。
1、冷凍(媒)水泵係統的閉環控製
〔1〕、製冷模式下冷凍水泵係統的閉環控製
該(gai)方(fang)案(an)在(zai)保(bao)證(zheng)最(zui)末(mo)端(duan)設(she)備(bei)冷(leng)凍(dong)水(shui)流(liu)量(liang)供(gong)給(gei)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，確(que)定(ding)一(yi)個(ge)冷(leng)凍(dong)泵(beng)變(bian)頻(pin)器(qi)工(gong)作(zuo)的(de)最(zui)小(xiao)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)，將(jiang)其(qi)設(she)定(ding)為(wei)下(xia)限(xian)頻(pin)率(lv)並(bing)鎖(suo)定(ding)，變(bian)頻(pin)冷(leng)凍(dong)水(shui)泵(beng)的(de)頻(pin)率(lv)調(tiao)節(jie)是(shi)通(tong)過(guo)安(an)裝(zhuang)在(zai)冷(leng)凍(dong)水(shui)係(xi)統(tong)回(hui)水(shui)主(zhu)管(guan)上(shang)的(de)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)冷(leng)凍(dong)水(shui)回(hui)水(shui)溫(wen)度(du)，再(zai)經(jing)由(you)溫(wen)度(du)控(kong)製(zhi)器(qi)設(she)定(ding)的(de)溫(wen)度(du)來(lai)控(kong)製(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)頻(pin)率(lv)增(zeng)減(jian)，控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)是(shi)：冷凍回水溫度大於設定溫度時頻率無極上調。
〔2〕、製熱模式下冷凍水泵係統的閉環控製
該模式是在中中央空調中熱泵運行(即製熱)時shi冷leng凍dong水shui泵beng係xi統tong的de控kong製zhi方fang案an。同tong製zhi冷leng模mo式shi控kong製zhi方fang案an一yi樣yang，在zai保bao證zheng最zui末mo端duan設she備bei冷leng凍dong水shui流liu量liang供gong給gei的de情qing況kuang下xia，確que定ding一yi個ge冷leng凍dong泵beng變bian頻pin器qi工gong作zuo的de最zui小xiao工gong作zuo頻pin率lv，將jiang其qi設she定ding為wei下xia限xian頻pin率lv並bing鎖suo定ding，變bian頻pin冷leng凍dong水shui泵beng的de頻pin率lv調tiao節jie是shi通tong過guo安an裝zhuang在zai冷leng凍dong水shui係xi統tong回hui水shui主zhu管guan上shang的de溫wen度du傳chuan感gan器qi檢jian測ce冷leng凍dong水shui回hui水shui溫wen度du，再zai經jing由you溫wen度du控kong製zhi器qi設she定ding的de溫wen度du來lai控kong製zhi變bian頻pin器qi的de頻pin率lv增zeng減jian。不bu同tong的de是shi：冷凍回水溫度小於設定溫度時頻率無極上調，當溫度傳感檢測到的冷凍水回水溫越高，變頻器的輸出頻率越低。
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