大功率水泵变频联动在制冷空调系统中的应用

为了工艺生产及员工生活的需要，公司安装了3台1300RT的溴化锂吸收式制冷机组（其中1台为备用机组，实际运行为2台）和多台空调送风机组。与之相配套，单台制冷机组对应了2台132kW的冷冻机用冷却水泵以及两台90kW中央空调用冷冻水水泵;水泵采用的是一用一备的工作方式，由于设计时电机容量选择过大，导致这几台水泵的实际运行负荷率均低于60%，属于典型的“大马拉小车”，运行时造成了能源的很大浪费。

为了节约能源，创造绿色的轮胎工厂，因此，有必要对这几台水泵及冷冻空调系统进行一些节能改造，其中主要的是在水泵的电气控制系统中增加变频调速装置，从而使水泵处于最经济的运行状态。

1水泵变频节能原理

由流体输送设备（水泵）的工作原理可知：水泵的流量与其的转速成正比，水泵的压力（扬程）与其的转速平方成正比，而水泵的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）。

变频调节就是利用改变性能曲线的方法来改变工作点，变速调节中没有附加的阻力，是较为理想的一种调节方式。通过变频器来改变电源的工作频率，从而实现对交流电机的无极调速。水泵及风机采用变速调节时，其效率基本保持不变，流量随转速按一次方规律变化，而轴功率按三次方规律变化。同时采用变频调节，可以降低水泵机风机的噪声，减轻磨损，延长设备的使用寿命。所以变频调节的节能潜力很大，特别是它的调节范围很宽，启动电流大的系统及设备，节能效果会更加的明显。

使用变频调速控制可以实现以下目标：（1）节省能源，使能源能得到充分合理的使用，节省不必要的能源消耗。（2）具有超强的保护功能-具有过电流，过电压，短路，接地，欠压，过载，过热，缺相及外部报警等保护。（3）实现对大功率电机的软停机软启动，避免启动时对电网的冲击，从而降低对电网的容量要求，同时软启动减少了机械冲击对设备的损伤。

2改善方式

在原冷冻机设备系统中，增加了4个PT100温度传感器，用来检测冷冻水及冷却水的进，出口温度，将回水温度信号和出水温度信号送入温差控制器，并计算出温差值。

通过冷冻水的回水与出水的温差值来控制水泵的转速，调节出水的流量，控制冷冻机热交换的速度。温差大，说明空调使用场所室内温度高，系统负荷大，应提高冷冻水泵的转速，加快冷冻水的循环速度和流量，加快制冷机热交换的速度。反之温差小，就说明空调使用场所室内温度较低或比较合适，系统负荷小，可降低冷冻水泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和流量，减缓冷冻机热交换的速度以节约电能。

通过冷却水的回水与出水的温差值来控制冷却水泵的转速，进，出水温差大，说明空调机组负荷大，需要带走的热量多，应提高冷却水泵的转速，加大冷却水的循环量;温差小，则说明冷冻机组负荷小，需要带走的热量少，可降低冷却水泵的转速，减小冷却水的循环量，以节约电能。

通过对冷冻空调机组的变频改造，可以在确保空调系统满足现场需要的前提下，大幅度的降低系统能源的消耗，达到节能降耗的目的。

3经济性分析及投资费关联

（1）变频控制分为手动控制和自动控制，手动控制时可根据需要的温度差通过电位器调节变频器频率来控制，自动时通过现场传感器将实际的温度传给仪表，再通过温差比例运算后将信号传送给变频器控制其频率，进而自动控制水泵来满足生产的要求。

空调系统按每年使用6个月计算，每年每台节约能源费用为：（26088+17788）×6=263256元，两台冷冻机组分工段，分工程同时使用，每年总共节约费用约50万元。

（2）投资费的支出：主要投入：冷却水泵用变频器1台（含特别制作的控制柜），冷冻水泵用变频器1台（含特别制作的控制柜）。温差传感器4只，相关表计，电缆等，总费用约170000元（2台约投入34万元）。

4结语

在中央空调系统中，往往运行的都是一些大功率的水泵及风机，而变频联动的使用，使温度的控制变得简单且有效，而节能的收益更是毋庸置疑的。建议各行各业的相关设备进行相关改善的参考。