1.中央空調工作原理

中央空調系統(tǒng)主要由制冷機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成，其系統(tǒng)結構如:(圖1所示)

制冷機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍水泵將冷凍水送到各風機風中的冷卻盤管中，由風機吹送冷風達到降溫的目的。經蒸發(fā)后制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環(huán)水進行熱交換，由冷卻水泵將帶來熱量的冷卻水泵到散熱水塔上由水塔風扇對其進行噴淋冷卻，與大氣之間進行熱交換，將熱量散發(fā)到大氣中去。



2.中央空調應用背景

中央空調系統(tǒng)是一個龐大的設備群體，大量的統(tǒng)計結果表明，空調系統(tǒng)所消耗的電能，約占樓宇電耗的40～60%。就任何建筑物來說，選用空調系統(tǒng)都是按當?shù)刈顭崽鞖鈺r所需的最大制冷量來選取擇機型的，且留有 10%～15%的余量，各配套系統(tǒng)按最大負載量配置，這種選擇不是最合理的。在組成空調系統(tǒng)的各種設備中，水泵所消耗的電能約占整個空調系統(tǒng)的四分之一左右。早期空調的水泵普遍采用定流量工作，能源浪費非常嚴重。而實際運行時，中央空調的冷負荷總是在不斷變化的，冷負荷變化時所需的冷媒水、冷卻水的流量也不同，冷負荷大時所需的冷媒水、冷卻水的流量也大，反之亦然。

我們根據中央空調機組運行狀態(tài)的數(shù)據分析，中央空調機組90%的運行時間處于非滿負荷運行狀態(tài)。而冷凍水泵、冷卻水泵以及風機在此90%的時間內仍處于100%的滿負荷運行狀態(tài)。這樣就導致了“大流量小溫差”的現(xiàn)象，使大量的電能白白浪費。


3. 中央空調節(jié)能原理

我們知道中央空調的水循環(huán)系統(tǒng)主要由冷卻水泵和冷凍水泵組成。從水泵的工作原理可知：水泵流量與水泵（電機）轉速的一次方成正比，水泵揚程與水泵（電機）轉速的兩次方成正比，水泵軸功率與水泵轉速的三次方成正比（既水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比）。根據上述原理可知只要改變水泵的轉速就可改變水泵的功率。例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，功率只有原來的72.9%。當系統(tǒng)頻率在40Hz的時候，功率只有原來的51.2%。

科姆龍公司用于中央空調專用型變頻器，通過溫度專用接口，直接用來對冷媒水、冷卻水的進出口水溫進行檢測（見圖3）并根據實際的溫差值控制變頻器調整冷凍泵、冷卻泵的工作狀態(tài)（主要是轉速），使系統(tǒng)冷媒流量跟隨負荷的變化而同步變化，從而在確保中央空調系統(tǒng)能夠滿足人體對舒適度的要求的前提下，保證空調系統(tǒng)的能效率總是處在最優(yōu)化的節(jié)能運行狀態(tài)，以此大幅度的降低系統(tǒng)能源消耗。


綜上所述，若能采用變頻調速技術，當中央空調系統(tǒng)的冷卻水泵和冷凍水泵的溫差小時，就可降低電動機的轉速，從而較大幅度減小電動機的運行功率，便可以實現(xiàn)節(jié)能的目的。

4.中央空調節(jié)能改造的優(yōu)點

1)實現(xiàn)了低頻低壓的軟啟動，軟停車，使運行更加平衡；
2)啟動及加速過程沖擊電流小，加速過程中最大啟動電流不超過1.5倍額定電流，大大減小了對電網的沖擊；
3)節(jié)能效果顯著，據實測，在低速段節(jié)能明顯，一般可達30%左右，降低運行成本；
4)延長水泵的使用壽命；
5)由于變頻器屬于高科技產品，因此保護功能強大，而且靈敏，對出現(xiàn)各種故障及時的保護，受更大的損失。
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