变频器在中央空调水系统上的应用

中央空调水系统包括：

（1）冷冻水循环系统，由冷冻泵和冷水管构成，通过低温冷冻水进入室内进行热交换，带走房间内的热量，降低房间内的温度。

（2）冷却水循环系统，由冷却泵、冷却管和冷却塔组成，冷冻水和室内进行热交换，带走热量的同时热能传递给冷却水，使冷却水温度升高；冷却泵将升温过后的冷却水送入冷却塔，在冷却塔内升温后的冷却水和空气进行热交换降低冷却水温度，然后将降温后的冷却水送回主机。

（3）主机。包括制冷机、室内风机和温湿度传感器等。

中央空调变频控制系统

冷冻泵、冷却泵、水塔风扇采用开环控制，由维护人员根据季节的变换和负荷大小变化进行调节；采用温度闭环控制对风机进行控制，温度传感器的温度差（设定温度和实际温度的差值）作为温度闭环控制系统的反馈值，进而调节风机的转速，从而使被控环境的实际温度跟随设定温度变化而变化。

冷却水系统采用变频控制，节电效果也较为显著。在保证冷却塔有一定冷却水流出的情况下，通过控制变频器的输出功率来调节冷却水流量。当中央空调冷却水出水温度较低时，减少冷却水流量；当中央空调冷却水出水温度过高时，增大冷却水流量。从而保证中央空调机组正常工作的前提下达到节能增效的目的。

针对中央空调水系统用电较大并富有节能量的地方有冷水泵，冷冻泵，送风机和压缩机等。

A ：冷冻泵改造

与压缩主机冷媒进行冷热交换的冷冻泵及冷冻水水压关系到空调主压缩机的正常工作及设备正常，但因气候气温变化，室内对冷、暖气的需求量也不一样，虽然室内也有温度调节器，但不能尽如人意。

最好的方式是根据气温变化，自动调节冷冻水的流量，使冷气尽量使人感到舒适，而采用变频器温度闭环，检测冷冻水进出口温差，根据要求的出水或是进水温度，自动调节电机转速，就能达到节能、自控、与调节温度的目的。

冷冻泵改造后不但可以达到减少运行噪声，减少维护费用的效果，且冷冻泵改造后可以使得室内温度更让人感到舒适。节能在25%以上。

冷冻泵系统改造简图如下图：

本方案中，控制系统将自动运行，同时通过原起动系统可手动运行。系统自动保持管压进行调整。并对缺水、管网破裂，堵塞等其它方面的常见故障将有足够的能力进行保护。

本系统方案适合针对原系统进行改造的工程。

B ：冷却泵改造

对压缩主机冷却的冷水泵关系到整个空调系统的正常工作，但因气候气温变化，冷却水的循环量也应当有所变化，现行的方式是通过阀门人为调节（很多场合无调节阀）。而采用变频器可以根据实际情况，通过检测冷却水进出口温差，自动控制电机转速，不但可以满足空调系统的要求，而且可以使节电量在25%--50%之间。

冷水泵改造后可以达到以下优点：

电机软起动，无起动冲击电流；节电在25%-50%之间；

降低水泵转速，对整个系统可靠、稳定运更有保障，设备的维护成本大大降低；

可以自动调节运行，无须操作工频繁动作；

冷却泵系统改造简图如下图：

本系统方案适合针对原系统进行改造的工程。

节能原理和投资效果分析：

交直交方式的变频器，在目前是稳定性能最好的变频器，工作效率也很高。其节能原理可简单理解为负载要多少电能，变频器就送多少电能，通过调节频率（频宽）来调节电机转速。从而达到节能省电的目的。

由水泵的工作原理可知：水泵的流量与水泵（电机）的转速成正比，水泵的扬程与水泵（电机）的转速的平方成正比，水泵的轴功率等于流量与扬程的乘积，故水泵的轴功率与水泵的转速的三次方成正比（既水泵的轴功率与供电频率的三次方成正比）。根据上述原理可知改变水泵的转速就可改变水泵的功率。

流量基本公式：

Q∝N

H∝N ²

KW=Q*H∝N3 (Q 代表流量，N代表转速，H代表扬程，KW代表轴功率)

例如：将供电频率由50HZ降为45HZ，则P45/P50=（45/50）3= 0.729，即P45=0.729 P50；

将供电频率由50HZ降为40HZ，则P40/P50=（40/50）3= 0.512，即P40=0.512 P50。

水泵一般是按供水系统在设计时是最大工况需求来考虑的，其用水系统在实际使用中有很多时间不一定能达到用水的最大量，一般用阀门调节增大了系统的阻力来节流，造成电机用电损失，而采用变频器可使系统工作状态平缓稳定，通过改变转速来调节用水供应，并可通降低转速节能收回投资。从下图我们可以形象的看到三种流量控制方式的比较。

100KW 三种流量控制方法的耗电实测比较表：

变频器的参数中，“下限频率”不能设置为零，因为这样水泵电机有可能停转。空调循环水一旦停止流动，温度传感器检测出的温度值就丧失了实用意义。

“下限频率”参数设置的原则是：水泵电机在“下限频率”持续运行，制热时尚不足以使空调房间的温度达到需要的温度，同样制冷时不能使房间温度降到合适

值，这时，实时温度和设定温度的温差值增大，温差仪输出的控制信号增大，变频器输出频率上升，循环水流量增加，室内温度得到调节。其后，变频器根据出水、回水温差的变化，温差仪输出信号的大小，随时调整水泵的转速和流量，控制空调房间温度的稳定。