變頻器在中央空調(diào)的節(jié)能改造

 隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，中央空調(diào)已進入賓館、飯店、工礦企業(yè)、辦公樓等各領(lǐng)域。常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)是按照最大冷熱負(fù)荷進行選型設(shè)計。而全年最熱及最冷的天氣只有幾天，因而中央空調(diào)大多數(shù)時間是在低于機組額定負(fù)荷即部分負(fù)荷狀態(tài)下運行，造成了電能極大的浪費，隨著科技的發(fā)展，變頻器已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其價格便宜，技術(shù)成熟，特別是對風(fēng)機、水泵的節(jié)能改造目前已在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛推廣，其平均節(jié)電在30%以上。
    一、中央空調(diào)節(jié)能最佳方法
    由于中央空調(diào)主要設(shè)備是風(fēng)機水泵，所以節(jié)能最佳方法就是采用變頻器。目前大多數(shù)中間空調(diào)還采用以往舊的控制方式，即：通過改變壓縮機機組、水泵、風(fēng)機啟停臺數(shù)，以達到調(diào)節(jié)溫度的目的。
    該調(diào)節(jié)方式缺點集中表現(xiàn)為如下幾點：
    ● 設(shè)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(yán)重影響設(shè)備使用壽命。
    ● 溫控效果不佳。當(dāng)環(huán)境或冷熱負(fù)荷發(fā)生變化時，只能通過增減冷熱水泵的數(shù)量或使用擋風(fēng)板來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，溫度波動大，舒適感差。
    中央空調(diào)采用變頻器后有如下優(yōu)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(diào)節(jié)水泵風(fēng)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(tǒng)耗電大大下降，噪聲減小。
    ● 若采用溫度閉環(huán)控制方式，系統(tǒng)可通過檢測環(huán)境溫度，自動調(diào)節(jié)風(fēng)量，隨天氣、熱負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)，溫度變化小，調(diào)節(jié)迅速。
    ● 系統(tǒng)可通過現(xiàn)場總線與中央控制室聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)集中遠程監(jiān)控。二、供水系統(tǒng)變頻節(jié)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(diào)系統(tǒng)，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(dāng)高的，卻通常被人忽視了。尤其是溴化鋰機組，在額定狀態(tài)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(huán)境保護角度還是用戶切身利益角度，都應(yīng)將中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成系統(tǒng)。采用變頻器來控制機外水泵電機、冷卻塔電機是*的節(jié)能措施。一般情況節(jié)電20%~50%，每年可節(jié)省機組及系統(tǒng)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(diào)的冷卻水泵的功率是根據(jù)空調(diào)冷凍機組的壓縮機滿負(fù)荷工作設(shè)計的，當(dāng)環(huán)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(diào)的冷凝系統(tǒng)所需要的冷卻量也相應(yīng)地減小，這時就可以通過變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速，降低冷卻水的循環(huán)速度及流量，使冷卻水的冷負(fù)荷被冷凝系統(tǒng)充分利用，從而達到節(jié)能目的。從我公司對中央空調(diào)的變頻節(jié)能改造得出以下的數(shù)據(jù)，其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運行時，可以大幅度節(jié)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(diào)系統(tǒng)采用海利普變頻器控制水泵測試數(shù)據(jù)為例：
    當(dāng)制冷量75%時，機組所需冷卻水流量34%，水泵電耗約20%；
    當(dāng)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(diào)的冷媒水泵的功率是根據(jù)空調(diào)滿負(fù)荷工作設(shè)計的，當(dāng)賓館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒有達到空調(diào)的滿負(fù)荷，這時就可以通過變頻器調(diào)速器來調(diào)節(jié)冷媒水泵的轉(zhuǎn)速，降低冷媒水的循環(huán)速度，使冷量和熱量得到充分利用，從而達到節(jié)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(jié)省電力；即使是冬夏分泵運行，也可在低負(fù)荷季節(jié)適當(dāng)降低流量，如90%流量時，電耗約75%。
    3、 冷卻塔風(fēng)機變頻控制
    風(fēng)機功率一般都較小，節(jié)電不如水泵明顯。但風(fēng)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(guān)鍵；且能使機組溶液循環(huán)穩(wěn)定，獲得最大限度的節(jié)省燃料。冷卻塔風(fēng)扇低轉(zhuǎn)速運行還能大幅度減少漂水，節(jié)省水源、延緩水質(zhì)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(wǎng)的沖擊。并可避免電機因過載而引起的故障。
    由于電機經(jīng)常處于低負(fù)荷運行，能大幅度延長電機及水泵、風(fēng)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(shè)備也起到了保護作用。另一方面，設(shè)備噪音、震動均減小，保護了環(huán)境。
    5、 中央空調(diào)機組外變頻器的控制方式
    ● 根據(jù)冷卻水出/入口的溫度改變水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整流量；
    ● 根據(jù)冷卻水入口溫度改變冷卻塔風(fēng)機轉(zhuǎn)速，調(diào)整水溫；
    ● 根據(jù)冷溫水出/入口的溫差改變水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整流量；
    ● 根據(jù)冷卻水出水的溫度改變水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整流量；
    ●根據(jù)冷媒水的回水溫度改變水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)稅流量;
    三、中央空調(diào)末端設(shè)備—變風(fēng)量機組變頻控制
    變風(fēng)量機組也是中央空調(diào)系統(tǒng)重要的組成部分，其性能指標(biāo)（風(fēng)量、冷量、噪音、用電量）的優(yōu)劣，除了變風(fēng)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(zhì)。
    隨著中央空調(diào)的不斷普及，變風(fēng)量機組調(diào)節(jié)控制器已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：
    第一階段：風(fēng)閥調(diào)節(jié)。能起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的作用，但電能量消耗大、噪音大。
    第二階段：可控硅調(diào)壓調(diào)速。能起到調(diào)節(jié)風(fēng)量、冷量、節(jié)能的作用，對變風(fēng)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(wěn)定性低、故障率高。
    第三階段：變頻調(diào)節(jié)。能最大限度的滿足變風(fēng)量機組對風(fēng)量、冷量、噪音的調(diào)節(jié)要求，節(jié)能效果更明顯，體積小，可靠性穩(wěn)定性高。
    目前，變頻控制器以其*的優(yōu)勢，正被中央空調(diào)業(yè)內(nèi)人士所青睞。