科创力源变频器在中央空调节能应用

在中央空调系统中，冷冻泵和冷却泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。在没有使用调速的中央空调系统中，水泵一年四季在工频状态下全速运往地，只好采用节流或回流的方式来调节流量，产生大量的节流或回流损失，对于水泵电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。

实践证明，在中央空调的循环系统中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。

中央空调节能原理

中央空调上的水泵和风机的运行工况由负荷情况决定，根据流体力学理论，电机轴功率P和流量Q、压力H之间的关系为P=K*H*Q/η

其中K为常数；η为效率。

它们与转速N之间的关系为

Q1/Q2=N1/N2

H1/H2=（N1/N2）2

P1/P2=（N1/N2）3

图中曲线1为风机在恒速下压力H和流量Q的特性曲线，曲线2是管网风阻特性（阀门开度为100%）。假设风机在设计时工作在A点的效率最高，输出风量Q1为100%，此时的轴功率P1=Q1*H1与面积AH10Q1成正比。根据工艺要求，当风量需从Q1减少到Q2（例如70%）时，如采用调节阀门的方法相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性变到为 曲线3，系统由原来的工况A点变到新的工况B点运行，由图中可以看出，风压反而增加了，轴功率P2与面积BH20Q2成正比，减少不多。

图4-4 节能效果示意图

如果采用变频调速控制方式，将风机转速由N1降到N2，根据风机的比例定律，可以画出在转速N2下压力H和流量Q特性如曲线4所示，可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3将大幅度降低，功率P3（相等于面积CH30Q2）也随着显著减少，节省的功率△P=△HQ2与面积BH2H3C成正比，节能的效果是十分明显的。

由流体力学可知，风量Q与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率P与转速的立方成正比，当风量减少，风机转速下降时，起功率下降很多。

例如风量下降到80%，转速也下降到80%时，则轴功率下降到额定功率的51%；如风量下降到50%，功率P可下降到额定功率的13%，当然由于实际工况的影响，节能的实际值不会有这么明显，即使这样，节能的效果也是十分明显的。

因此在有风机、水泵的机械设备中，采用变频调速的方式来调节风量和流量，在节能上是一个最有效的方法。

中央空调节能方案实例

用户中央空调机组的水泵组一共有4台30KW电机，在正常情况下，一般用三台水泵给中央空调机组供水，一台备用。

图4-5原水泵系统

原供水系统是采用恒温控制水泵的增减，并通过旁通阀来调节压力的变化，中间存在一定的浪费。

现在采用变频技术，在供水管道中取压力信号，以此控制4台电机的运行，当外部的需求发生了变化引起压力变动，变频器上的PLC将根据压力的变化自动调节水泵电机转速，并自动根据工艺的需求增减水泵的数量，以保证管道的压力保持恒定，始终让系统工作在最佳的状态。

水泵控制系统方框图

图4-6 改造后水泵系统

VVVF：变频器 IWS： 中央空调控制基板 PT：压力变送器

P5参数设置