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空调节能改造工程方案书

1. VSD变频驱动离心式冷水机组介绍

自1979年，约克开始给离心机组配备专用变频调速装置，至今已有三十多年，节能效果显著，广受用户青睐。自1997年下半年开始，约克推出了适应中国市场的50Hz变频离心机。下图是约克VSD变频驱动离心式冷水机组的外形图：

从机组外型图上可直观地看出：VSD变速驱动装置直接安装在机组上，机组的外形尺寸，水管连接尺寸，连接形式等完全与恒速离心式冷水机组相同。VSD用于约克的YK及YT离心式冷水机组上。

2. VSD变频驱动离心式冷水机与恒速离心机的比较

VSD变频驱动离心式冷水机相比恒速离心机，主要具有下列几方面的优势：

●独特控制逻辑，大大提高部分负荷性能指标

众所周知，冷水机组99%以上的时间运行在部分负荷工况。通常，恒速离心机通过调节导流叶片开度来调节机组输出冷量;而变频离心机采用自适用控制逻辑，同步调节电机转速和导流叶片开度，来调节机组输出冷量，负荷降低，单位冷吨能耗减少。约克变频离心机几千个工程的应用表明：同容量工程，变频离心机节能显著，年运行费用节省30%左右。

另一方面，变频离心机提高了电源功率因数，优化机组启动性能，提高机组效率。

●控制离心式冷水机组避开喘振点，提高机组可靠性

配置VSD的离心机组，在

低负荷状态运行时，同时调节

导流叶片开度和电机转速，调

节机组运行状态，可控制离心

机组迅速避开喘振点，避免喘

振对机组的伤害，确保机组运

行安全。

●优化机组启动性能，延长设备寿命

变频离心机的VSD变频驱动

装置对机组实现软启动，启动电流

不会超过机组满负荷电流（FLA）

的100%，这减少了设备的电流冲

击，冷水机组没有启动时间间隔的

限制，机组可频繁启停，可最大限度的节能，最大限度的提高冷冻水出水温度的控制精度，即提高空调舒适性。同时，启动电流降低，可降低电器设备投资，延长设备寿命。

●部分负荷低转速运行，降低噪音

约克变频离心机大部分时间运行在部分负荷工况，低转速运行，降低了电机噪音，且降低冷媒的排气速度，气流噪音降低。约克300TR冷水机组现场测试的结果表明：30%负荷状态下运行时，VSD离心机组的噪音相比恒速离心机组降低8dBA。

●经UL认证，配备先进，性能可靠

约克变频装置的外壳为NEMA-1设计，整个装置和机组都得到UL（保险商实验室）认证，性能可靠。约克先进的滤波系统（任选件）也是约克变频装置的突出特点。它是唯一符合IEEE592-1992（电气与电子协会）标准的变频装置滤波系统。滤波系统的引入提高了机组的功率因数。

3. 约克VSD变频驱动离心式冷水机组能耗分析

建筑物大楼的空调冷负荷一天中存在不同时刻的负荷差别，一年中存在不同季节的负荷差别。对于空调系统而言，不同时刻的负荷变化更明显，日间负荷大，晚间负荷小。

而中央空调冷水机组的冷量匹配往往能满足建筑物的最大负荷需求，致使中央空调冷水机组在99%左右的运行时间内，都运行在部分负荷状态，正是基于这一点，给约克VSD变频驱动离心式冷水机组提供了广泛的用武天地。

任何运行工况，任何时刻都能充分发挥VSD变频驱动离心式冷水机组的部分负荷高效节能作用，避免恒速离心机组低负荷高能耗工况下运行，大大节省了

整个空调工程的运行费用。

4. 约克VSD变频驱动经济性

原系统：离心式机组型号YKABABQ55CKF ／400RT／R134A数量:1台从运行成本上看，加装变频器的好处：

根据经验，加装变频控制器后，靠节约的电费即可收回变频控制器的投资。按冷水机组使用寿命至少20年计算，采用VSD变频驱动离心机组相比CSD恒速离心机组，整个使用寿命中将节约大量的电费。

5. 计算依据

（1）同一项目配置的末端设备相同，负荷相同，因此下面的能耗仅计算主机部分的能耗，而忽略末端设备，水系统等相同或基本相同部分的能耗；

（2）根据贵公司运行情况，YK400RT离心机组运行时间为：

开机月份：全年空调供冷期为每年的4月至11月，共计约244天，4月每天运行20小时，5—11月运行时间为24小时。

现有YK400RT冷冻机组全年运行情况如下表所示：

（3）计算过程中采用的能效值来源于约克电脑选型软件；

（4）电费按上海市平均电价0.85元/kWh计算。

（5）机组目前性能按照铭牌值（即出厂参数）假设。实际上，VSD的节能率是新旧机组之间比较的相对值，这是基本不变的。而节能量=原有能耗×节能率，所以当机组较旧时，原有能耗较高，同样的节能率时，节能的绝对量反而更大，所以这里的假设是保守估计，若机组目前性能差，节能量更大。

本方案将给400RT的约克YK主机加VSD及相应的附属设备来降低设备的运行费用。通过比较回收年限，得出具有更佳经济性的方案。在整个全年能耗分析计算过程中，电费按上海市平均电价0.85元/kWh计算。

6. 分析计算过程

现有YK400RT定频机组性能参数及全年运行情况如下：

综上，现有YK400RT全年运行费用合计53.75万元RMB。

如果在现有YK400RT机组上增加VSD变频器，启动方式从星三角启动转变为VSD变频启动，性能参数及全年的运行情况如下：

综上，变频VSD可以将全年运行费用节省至38.13万元RMB。

因此，在XX项目，相对定频机组，变频VSD机组可以带来每年16.36万元RMB的节约量。

7. 其他成本的定性分析

从日常维护保养上看，加装变频控制器的好处：

1) 避免机械启动即星三角启动方式的种种弊端。星三角启动方式启动电流大，

对电网造成损害。同时，星三角启动方式会有持续时间在100-500毫秒的二次冲击电流，其幅度可达运行电流的4-5倍以上。虽然持续时间不长，但它可造成大量的中高频干扰信号，通过有线与无线传输，对通信和数字电路均会造成强烈的干扰，可能会造成不定时的隐形故障。加装VSD可以避免因使用星三角启动方式而造成的较大启动电流（500%的满负荷电流）对电网的冲击，启动电流决不超过100%的满负荷电流。

2) 约克变频控制器独有自适应容量控制逻辑定出最有效的调节方法，优化电机

转速和导流叶片的开度，避免机组在低负荷运转时发生喘振。

3) 降低压缩机的转速和冷媒的排气速度，在任何非设计工况下都能降低10分

贝的运转噪音。

4) 避免机组因低负荷运行及机组喘振而造成频繁启停，延长机组及变电设备的

使用寿命；同时，机组启动间隔由原来的30分钟减少至3分钟。

5) 因约克离心机组为开式驱动，且具有合理的回油系统，相比其他品牌机组可

运行在更低至12.8℃的冷凝器进水温度。特别是在长江流域，春秋季室外湿球温度极低使冷凝温度的降低，冷凝压力下降,使用变频控制器可充分利用较低冷凝压力，降低电机转速，相比恒速离心机会更加节能省电。

6) 下表列出变频控制器与星三角启动器的比较：