一、概述在中央空調(diào)系統(tǒng)中,冷凍水泵和冷卻水泵的容量是根據(jù)建筑物{zd0}設(shè)計熱負荷選定的,且留有一定的設(shè)計余量。在沒有使用調(diào)速的系統(tǒng)中,水泵一年四季在工頻狀態(tài)下全速運行,只好采用節(jié)流或回流的方式來調(diào)節(jié)流量,產(chǎn)生大量的節(jié)流或回流損失,且對水泵電機而言,由于它是在工頻下全速運行,因此造成了能量的大大浪費。由于四季的變化,陰晴雨雪及白天與黑夜時,外界溫度不同,使得中央空調(diào)的熱負荷在絕大部分時間里遠比設(shè)計負荷低。也就是說,中央空調(diào)實際大部分時間運行在低負荷狀態(tài)下。據(jù)統(tǒng)計,67%的工程設(shè)計熱負荷值為94-165W/m2,而實際上83%的工程熱負荷只有58-93 W/m2,滿負荷運行時間每年不超過10-20小時。實踐證明,在中央空調(diào)的循環(huán)系統(tǒng)(冷卻泵和冷凍泵)中接入變頻系統(tǒng),利用變頻技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量和壓力的變化用來取代閥門控制流量,能取得明顯的節(jié)能效果。二、節(jié)能原理 由流體傳輸設(shè)備水泵、風(fēng)機的工作原理可知:水泵、風(fēng)機的流量(風(fēng)量)與其轉(zhuǎn)速成正比;水泵、風(fēng)機的壓力(揚程)與其轉(zhuǎn)速的平方成正比,而水泵、風(fēng)機的軸功率等于流量與壓力的乘積,故水泵、風(fēng)機的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比(即與電源頻率的三次方成正比)根據(jù)上述原理可知:降低水泵、風(fēng)機的轉(zhuǎn)速就,水泵、風(fēng)機的功率可以下降得更多。
例如: 將供電頻率由50Hz降為45Hz,則P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50(P為電機軸功率);將供電頻率由50Hz降為40Hz,則P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50(P為電機軸功率)。
由以上內(nèi)容可以看出,用變頻器進行流量(風(fēng)量)控制時,可節(jié)約大量電能。中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計時是按現(xiàn)場{zd0}冷量需求量來考慮的,其冷卻泵,冷凍泵按單臺設(shè)備的{zd0}工況來考慮的,在實際使用中有90%多的時間,冷卻泵、冷凍泵都工作在非滿載狀態(tài)下。而用閥門、自動閥調(diào)節(jié)不僅增大了系統(tǒng)節(jié)流損失,而且由于對空調(diào)的調(diào)節(jié)是階段性的,造成整個空調(diào)系統(tǒng)工作在波動狀態(tài);而通過在冷卻泵、冷凍泵上加裝變頻器則可一勞永逸地解決該問題,還可實現(xiàn)自動控制,并可通過變頻節(jié)能收回投資。同時變頻器的軟啟動功能及平滑調(diào)速的特點可實現(xiàn)對系統(tǒng)的平穩(wěn)調(diào)節(jié),使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定,并延長機組及網(wǎng)管的使用壽命。因此,隨熱負荷而改變水量的變流量空調(diào)水系統(tǒng)顯示了巨大的優(yōu)越性,因而得到越來越廣泛的應(yīng)用,采用SPWM變頻器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速,可以方便地調(diào)節(jié)水的流量,根據(jù)負荷變化的反饋信號經(jīng)PID調(diào)節(jié)與變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng),使泵的轉(zhuǎn)速隨負荷變化