摘要：據統計，中央空調的用電量占各類大廈總用電量的70%以上
，其中中央空調水泵的耗電量約占總空調係統耗電量的20~40%，故gu節jie約yue低di負fu荷he時shi壓ya縮suo機ji係xi統tong和he水shui係xi統tong的de消xiao耗hao的de能neng量liang，具ju有you很hen重zhong要yao的de意yi義yi。采cai用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu不bu僅jin能neng使shi空kong調tiao係xi統tong發fa揮hui更geng加jia理li想xiang的de工gong作zuo狀zhuang態tai，更geng重zhong要yao的de是shi通tong常chang其qi節jie能neng效xiao果guo高gao達da30%以上，能帶來良好的經濟效益。

　　關鍵詞：變頻節能冷卻塔風機固定變頻循環變頻

　　1.概論

　　中央空調係統已廣泛應用於工業與民用領域
，在賓館、酒店、寫字樓、商場、住院部大樓、工業廠房中的中央空調係統
，其製冷壓縮機組
、冷凍循環水係統、冷卻循環水係統、冷卻塔風機係統等的容量大多是按照建築物最大製冷
、製熱負荷選定的，且再留有充足餘量。在沒有使用具備負載隨動調節特性的控製係統中
，無論季節、晝(zhou)夜(ye)和(he)用(yong)戶(hu)負(fu)荷(he)的(de)怎(zen)樣(yang)變(bian)化(hua)，各(ge)電(dian)機(ji)都(dou)長(chang)期(qi)固(gu)定(ding)在(zai)工(gong)頻(pin)狀(zhuang)態(tai)下(xia)全(quan)速(su)運(yun)行(xing)，造(zao)成(cheng)了(le)能(neng)量(liang)的(de)巨(ju)大(da)浪(lang)費(fei)。近(jin)年(nian)來(lai)由(you)於(yu)電(dian)價(jia)的(de)不(bu)斷(duan)上(shang)漲(zhang)，使(shi)得(de)中(zhong)央(yang)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)費(fei)用(yong)急(ji)劇(ju)上(shang)升(sheng)，致(zhi)使(shi)它(ta)在(zai)整(zheng)個(ge)大(da)廈(sha)營(ying)運(yun)成(cheng)本(ben)費(fei)用(yong)中(zhong)占(zhan)據(ju)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)的(de)比(bi)例(li)，加(jia)之(zhi)目(mu)前(qian)各(ge)生(sheng)產(chan)、服fu務wu業ye競jing爭zheng激ji烈lie
，多duo數shu企qi業ye利li潤run空kong間jian不bu夠gou理li想xiang。因yin此ci電dian能neng費fei用yong的de控kong製zhi顯xian然ran已yi經jing成cheng為wei經jing營ying管guan理li者zhe所suo關guan注zhu的de問wen題ti所suo在zai。據ju統tong計ji，中zhong央yang空kong調tiao的de用yong電dian量liang占zhan各ge類lei大da廈sha總zong用yong電dian量liang的de70%以上，其中中央空調水泵的耗電量約占總空調係統耗電量的20~40%，故(gu)節(jie)約(yue)低(di)負(fu)荷(he)時(shi)壓(ya)縮(suo)機(ji)係(xi)統(tong)和(he)水(shui)係(xi)統(tong)的(de)消(xiao)耗(hao)的(de)能(neng)量(liang)
，具(ju)有(you)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)意(yi)義(yi)。所(suo)以(yi)，隨(sui)著(zhe)負(fu)荷(he)變(bian)化(hua)而(er)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)變(bian)化(hua)的(de)變(bian)流(liu)量(liang)變(bian)頻(pin)空(kong)調(tiao)水(shui)係(xi)統(tong)和(he)自(zi)適(shi)應(ying)智(zhi)能(neng)負(fu)荷(he)調(tiao)節(jie)的(de)壓(ya)縮(suo)機(ji)係(xi)統(tong)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)
，並(bing)逐(zhu)漸(jian)顯(xian)示(shi)其(qi)巨(ju)大(da)的(de)優(you)越(yue)性(xing)，而(er)且(qie)得(de)到(dao)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)被(bei)廣(guang)泛(fan)推(tui)廣(guang)與(yu)應(ying)用(yong)。采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)不(bu)僅(jin)能(neng)使(shi)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)發(fa)揮(hui)更(geng)加(jia)理(li)想(xiang)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)
，更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)通(tong)常(chang)其(qi)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)高(gao)達(da)30%以上
，能帶來良好的經濟效益。

　　2.中央空調係統的一般結構與工作原理

　　中央空調係統一般主要由製冷壓縮機係統、冷媒(冷凍和冷熱)循環水係統、冷卻循環水係統、盤管風機係統、冷卻塔風機係統等組成。其工藝結構流程圖如圖A所示，在圖A中製冷壓縮機組通過壓縮機將製冷劑(冷媒介質如R134a、R22等)壓ya縮suo成cheng液ye太tai後hou送song蒸zheng發fa器qi中zhong
，冷leng凍dong循xun環huan水shui係xi統tong通tong過guo冷leng凍dong水shui泵beng將jiang常chang溫wen水shui泵beng入ru蒸zheng發fa器qi盤pan管guan中zhong與yu冷leng媒mei進jin行xing間jian接jie熱re交jiao換huan，這zhe樣yang原yuan來lai的de常chang溫wen水shui就jiu變bian成cheng了le低di溫wen冷leng凍dong水shui，冷leng凍dong水shui被bei送song到dao各ge風feng機ji風feng口kou的de冷leng卻que盤pan管guan中zhong吸xi收shou盤pan管guan周zhou圍wei的de空kong氣qi熱re量liang，產chan生sheng的de低di溫wen空kong氣qi由you盤pan管guan風feng機ji吹chui送song到dao各ge個ge房fang間jian

，從cong而er達da到dao降jiang溫wen的de目mu的de。冷leng媒mei在zai蒸zheng發fa器qi中zhong被bei充chong分fen壓ya縮suo並bing伴ban隨sui熱re量liang吸xi收shou過guo程cheng完wan成cheng後hou
，再zai被bei送song到dao冷leng凝ning器qi中zhong去qu恢hui複fu常chang壓ya狀zhuang態tai
，以yi便bian冷leng媒mei在zai冷leng凝ning器qi中zhong釋shi放fang熱re量liang

，其qi釋shi放fang的de熱re量liang正zheng是shi通tong過guo循xun環huan冷leng卻que水shui係xi統tong的de冷leng卻que水shui帶dai走zou。冷leng卻que循xun環huan水shui係xi統tong將jiang常chang溫wen水shui通tong過guo冷leng卻que水shui泵beng泵beng入ru冷leng凝ning器qi熱re交jiao換huan盤pan管guan後hou
，再zai將jiang這zhe已yi變bian熱re的de冷leng卻que水shui送song到dao冷leng卻que塔ta上shang，由you冷leng卻que塔ta對dui其qi進jin行xing自zi然ran冷leng卻que或huo通tong過guo冷leng卻que塔ta風feng機ji對dui其qi進jin行xing噴pen淋lin式shi強qiang迫po風feng冷leng，與yu大da氣qi之zhi間jian進jin行xing充chong分fen熱re交jiao換huan
，使shi冷leng卻que水shui變bian回hui常chang溫wen，以yi便bian再zai循xun環huan使shi用yong。在zai冬dong季ji需xu要yao製zhi熱re時shi，中zhong央yang空kong調tiao係xi統tong僅jin需xu要yao通tong過guo冷leng熱re水shui泵beng(在夏季稱為冷凍水泵)將常溫水泵入蒸汽熱交換器的盤管
，通過與蒸汽的充分熱交換後再將熱水送到各樓層的風機盤管中，即可實現向用戶提供供暖熱風。

　　理解中央空調係統工藝流程對於節能改造的實現至關重要，從因果關係角度上看，冷凍水係統、冷卻水係統、冷卻塔風機係統均是主壓縮機係統的從動係統。當主壓縮機係統的負荷發生變化時
，對冷凍水、冷卻水的需求量和冷卻塔需求的冷卻風量也發生相應的變化
，正因如此
，我們才有節能改造的必要前提條件
，才有實現“按需分配”控製方案的可能。

　　3.中央空調係統的節能原理

　　中央空調係統按負載類型可分為兩大類，①變轉矩負載：如冷卻水係統、冷凍水係統、冷卻塔風機係統等風機、水泵類負載；②恒轉矩負載：如主製冷壓縮機係統。不同的轉矩類型具有完全不同的轉矩功率關係特性，我們知道風機、水泵類變轉矩負載特性滿足流體動力學關係理論，即以下數學關係成立：

　　N1/N2∝Q1/Q2H1/H2∝(N1/N2)2P1/P2∝(N1/N2)3(1)

　　其中，N
、H、Q
、P分別表示轉速

、流量、揚程

、軸功率。

　　由式1可知，若轉速下降到額定轉速的70%
，那麼，揚程將下降到額定值的50%
，同時
，軸輸出功率下降到額定值的35%。從圖2中可以看出
，管網的阻尼隨揚程的降低而減小。在滿足係統基本揚程需求的情形下
，若係統的流量需求減少到額定流量的50%時，在變頻控製方式下，其對應輸出功率僅約為額定功率的13%。這就為實施變頻節能技術改造提供了數學理論上的可行性保障空間。

　　由上述流體傳輸設備水泵、風機的工作原理可知：水泵、風機的流量（風量）與其轉速成正比；水泵、風機的壓力（揚程）與其轉速的平方成正比
，而水泵、風機的軸功率等於流量與壓力的乘積，故水泵、風機的軸功率與其轉速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）根據上述原理可知：改變水泵、風機的轉速就可改變水泵、風機的功率。例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=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=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P為電機軸功率）。

　　由以上內容可以看出

，用變頻器進行流量（風量）kongzhishi，kejieyuedaliangdianneng。zhongyangkongtiaoxitongzaishejishishianxianchangzuidalengliangxuqiulianglaikaolvde，qilengquebeng


，lengdongbengandantaishebeidezuidagongkuanglaikaolvde
，zaishijishiyongzhongyou90%多的時間，冷卻泵、冷凍泵都工作在非滿載狀態下。而用閥門、自動閥調節不僅增大了係統節流損失，而且由於對空調的調節是階段性的，造成整個空調係統工作在波動狀態
；而通過在冷卻泵、冷(leng)凍(dong)泵(beng)上(shang)加(jia)裝(zhuang)變(bian)頻(pin)器(qi)則(ze)可(ke)一(yi)勞(lao)永(yong)逸(yi)地(di)解(jie)決(jue)該(gai)問(wen)題(ti)，還(hai)可(ke)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)
，並(bing)可(ke)通(tong)過(guo)變(bian)頻(pin)節(jie)能(neng)收(shou)回(hui)投(tou)資(zi)。同(tong)時(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)軟(ruan)啟(qi)動(dong)功(gong)能(neng)及(ji)平(ping)滑(hua)調(tiao)速(su)的(de)特(te)點(dian)可(ke)實(shi)現(xian)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)平(ping)穩(wen)調(tiao)節(jie)
，使(shi)係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)穩(wen)定(ding)，並(bing)延(yan)長(chang)機(ji)組(zu)及(ji)網(wang)管(guan)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。

　　4.下麵我們主要探討一下冷卻塔風機使用變頻節能的實施方案和應用效果

　　4.1冷卻塔風機變頻控製實施方案

　　方案一：固定變頻控製方式。

　　因為冷卻塔的型式：有單塔型式、和多塔型式的；所以，固定變頻控製方式：可分為單台固定變頻控製和多台固定變頻控製。下麵以多台固定變頻控製為例，作如下講解。