蘇州中央空調變頻節能技術

　　一、中央空調節能最佳方法

　　由于中央空調主要設備是風機水泵，所以節能最佳方法就是采用變頻器。目前大多數中間空調還采用以往舊的控制方式，即：通過改變壓縮機機組、水泵、風機啟停臺數，以達到調節溫度的目的。

　　該調節方式缺點集中表現為如下幾點：

　　● 設備長時間全開或全閉，輪流運行，浪費電能驚人。

　　● 電機直接工頻啟動，沖擊電流大，嚴重影響設備使用壽命。

　　● 溫控效果不佳。當環境或冷熱負荷發生變化時，只能通過增減冷熱水泵的數量或使用擋風板來調節室內溫度，溫度波動大，舒適感差。

　　中央空調采用變頻器后有如下優點：

　　● 變頻器可軟啟動電機，大大減小沖擊電流，降低電機軸承磨損，延長軸承壽命。

　　● 調節水泵風機流量、壓力可直接通過更改變頻器的運行頻率來完 成，可減少或取消擋板、閥門。

　　● 系統耗電大大下降，噪聲減小。

　　● 若采用溫度閉環控制方式，系統可通過檢測環境溫度，自動調節風量，隨天氣、熱負荷的變化自動調節，溫度變化小，調節迅速。

　　● 系統可通過現場總線與中央控制室聯網，實現集中遠程監控。
 

　　二、供水系統變頻節能改造

　　無論是溴化鋰機組或電制冷(氟利昂)機組的中央空調系統，主機自身的能量消耗有機組控制，機外的電力消耗組不能控制，而這部分的成本是相當高的，卻通常被人忽視了。尤其是溴化鋰機組，在額定狀態制冷運用行時，機外水泵、冷卻塔的電機耗電量約占總體能源消耗成本的30%(以每公斤油2元、每度電1元計算)。無論從環境保護角度還是用戶切身利益角度，都應將中央空調系統設計成最節能的系統。采用變頻器來控制機外水泵電機、冷卻塔電機是最簡單、最有效的節能措施。一般情況節電20%~50%，每年可節省機組及系統總運行費用的12%~20%，十分驚人。

　　1、冷卻水泵變頻控制

　　中央空調的冷卻水泵的功率是根據空調冷凍機組的壓縮機滿負荷工作設計的，當環境溫度及各種外界因素，冷凍機組不需要開啟全部壓縮機組，此時空調的冷凝系統所需要的冷卻量也相應地減小，這時就可以通過變頻調速器來調節冷卻水泵的轉速，降低冷卻水的循環速度及流量，使冷卻水的冷負荷被冷凝系統充分利用，從而達到節能目的。從我公司對中央空調的變頻節能改造得出以下的數據，其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運行時，可以大幅度節省電力，尤其針對直燃機冷卻水流量曲線的特點，采用變頻控制，意義更大，從遠大BZ型直燃機中央空調系統采用海利普變頻器控制水泵測試數據為例： 當制冷量75%時，機組所需冷卻水流量34%，水泵電耗約20%; 當制冷量50%時，機組所需冷卻水流量22%，水泵電耗約15%。

　　2、冷溫水泵變頻控制

　　中央空調的冷媒水泵的功率是根據空調滿負荷工作設計的，當賓館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒有達到空調的滿負荷，這時就可以通過變頻器調速器來調節冷媒水泵的轉速，降低冷媒水的循環速度，使冷量和熱量得到充分利用，從而達到節能目的。如果制冷、采暖共用一臺水泵，則冬季水泵流量只需50%，自然可大大節省電力;即使是冬夏分泵運行，也可在低負荷季節適當降低流量，如90%流量時，電耗約75%。

　　3、冷卻塔風機變頻控制

　　風機功率一般都較小，節電不如水泵明顯。但風機采取變頻控制能極大地有助于冷卻水恒溫，這對于機組制冷恒溫極為關鍵;且能使機組溶液循環穩定，獲得大限度的節省燃料。冷卻塔風扇低轉速運行還能大幅度減少漂水，節省水源、延緩水質劣化、減少水霧對周圍的影響。 4、采用變頻器的其他益處 由于變頻器的啟動、停止過程是漸強、漸弱式，能消除電機啟動對電網的沖擊。并可避免電機因過載而引起的故障。

　　由于電機經常處于低負荷運行，能大幅度延長電機及水泵、風機的壽命，同時因沒有啟動、停止的沖擊，加上流量的減少，管路承壓及所受沖擊力減小，故對管道、閥門、末端設備也起到了保護作用。另一方面，設備噪音、震動均減小，保護了環境。

　　4、中央空調機組外變頻器的控制方式

　　 根據冷卻水出/入口的溫度改變水泵轉速，調整流量;

　　 根據冷卻水入口溫度改變冷卻塔風機轉速，調整水溫;

　　 根據冷溫水出/入口的溫差改變水泵轉速，調整流量;

　　 根據冷卻水出水的溫度改變水泵轉速，調整流量;

　　根據冷媒水的回水溫度改變水泵轉速，調節稅流量;

　　三、中央空調末端設備—變風量機組變頻控制

　　變風量機組也是中央空調系統重要的組成部分，其性能指標(風量、冷量、噪音、用電量)的優劣，除了變風量機組本身的性能外，更重要的還取決于控制的模式、控制器的性能、品質。

　　隨著中央空調的不斷普及，變風量機組調節控制器已經經歷了三個發展階段：

　　第一階段：風閥調節。能起到調節風量的作用，但電能量消耗大、噪音大。

　　第二階段：可控硅調壓調速。能起到調節風量、冷量、節能的作用，對變風量機組的噪音有一定的改良作用，其缺點是體積大、可靠性穩定性低、故障率高。

　　第三階段：變頻調節。能大限度的滿足變風量機組對風量、冷量、噪音的調節要求，節能效果更明顯，體積小，可靠性穩定性高。

　　目前，變頻控制器以其特有的優勢，正被中央空調業內人士所青睞。

　　中央空調調節冷凍/冷卻泵轉速的節電原理：

　　采用交流變頻技術控制冷凍/冷卻泵的運行，是目前中央空調系統節能改造的有效途經之一。 泵的負載功率與轉速成3次方比例關系，即P∝N3，其中P為功率，N為轉速;可見用變頻調速的方法來減少水泵流量的經濟效益是十分顯著的，當所需流量減少，水泵轉速降低時，其電動機的所需功率按轉速的三次方下降。

　　在我國經濟快速發展的大背景下，由于房地產的快速發展需求，中央空調的市場需求呈現強勁的增長趨勢。在市場容量不斷增大的吸引下，越來越多的廠家加入到商用中央空調的領域。節能技術應用于中央空調系統，對提升中央空調自動化水平、降低能耗、減少對電網的沖擊、延長機械及管網的使用壽命，都具有重要的意義。 中央空調是現代大廈物業、賓館、商場不可缺少的設施，它能帶給人們四季如春，溫馨舒適的每一天，由于中央空調功率大，耗能大，加上設計上存在“大馬拉小車”的現象，支付中央空調所用電費是用戶一項巨大的開支。

　　因為季節的變化、晝夜的變化、賓館酒樓客人入住率的變化、娛樂場所開放時間的變化等等，從而導致中央空調系統對室內熱源吸收量的變化，再加之工藝設計上電機功率設計有相當的富裕量，因此，存在明顯的節電空間。將變頻技術引入中央空調系統，保持室內恒溫，對其進行的節能改造是降本增效的一條捷徑。

　　中央空調系統：主要由冷凍水循環系統、冷卻水循環系統及主機三部分組成：

　　冷凍水循環系統 該部分由冷凍泵、室內風機及冷凍水管道等組成。從主機蒸發器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道(出水)，進入室內進行熱交換，帶走房間內的熱量，最后回到主機蒸發器(回水)。室內風機用于將空氣吹過冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內熱交換。

　　冷卻水循環部分 該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環系統進行室內熱交換的同時，必將帶走室內大量的熱能。該熱能通過主機內的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔(出水)，使之與大氣進行熱交換，降低溫度后再送回主機冷凝器(回水)。

　　主機 主機部分由壓縮機、蒸發器、冷凝器及冷媒(制冷劑)等組成，其工作循環過程如下： 首先低壓氣態冷媒被壓縮機加壓進入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過程中冷媒會釋放出大量熱能，這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上，最終釋放到大氣中去。隨后冷凝器中的高壓液態冷媒在流經蒸發器前的節流降壓裝置時，因為壓力的突變而氣化，形成氣液混合物進入蒸發器。冷媒在蒸發器中不斷氣化，同時會吸收冷凍水中的熱量使其達到較低溫度。最后，蒸發器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體，重新進入了壓縮機，如此循環往復。

　　節能理論：中央空調節能改造前的工況 在中央空調系統設計時，冷凍泵、冷卻泵的電機容量是根據建筑物的大設計熱負荷選定的，都留有一定設計余量。由于四季氣候及晝夜溫差變化，中央空調工作時的熱負荷總是不斷變化。

　　四、變頻節能系統特點

　　1、變頻器界面為LED顯示，監控參數豐富;鍵盤布局簡潔、操作方便;

　　2、變頻器有過流、過載、過壓、過熱等多種電子保護裝置，并具有豐富的故障報警輸出功能，可有效保護供水系統的正常運作;

　　3、加裝變頻器后，電機具有軟啟動及無極調速功能，可使水泵和電機的機械磨損大為降低，延長管組壽命;

　　4、 變頻器內部裝有大容量濾波電容，可有效提高用電設備的功率因數;

　　5、 該系統實現了對溫度的PID閉環調節，室內溫度變化平穩，人體感覺舒適。

　　總結 將變頻技術應用于中央空調系統，對提升中央空調自動化水平、降低能耗、減少對電網的沖擊、延長機械及管網的使用壽命，都具有重要的意義。
 

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