普通中央空调水泵变频改造节能方案

普通中央空调水泵变频改造节能方案

普通中央空调水泵变频改造节能方案：

在中央空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。在没有使用调速的系统中，水泵一年四季在工频状态下全速运行，只好采用节流或回流的方式来调节流量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。

由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度

不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负

荷低。也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状

态下。据统计，67% 的工程设计热负荷值为94-165W/m2 而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2 ，满负荷运行时间每年不超过10-20 小时。

实践证明，在中央空调的循环系统（冷却泵和冷冻泵）中

接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。

、普通中央空调工作系统

1、工作简述

⑴、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水中的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温

度升高。

⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间由室内风机加速进行热交换，带走房间内的热量使房间内的温度降低后，又流回冷冻水端。

⑶、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔，由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。

⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感

器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工

作，温度回升到一定值后又控制其运行。二、普通中央空

调存在的问题

1、冷冻水，冷却水循环泵不能根据实际需求来调整循环量，

电机工作效率低下，造成大量电力浪费，并加速机组磨损；

2、其控制接触器等电器动作频繁，导致使用寿命短，维修

量大；而对于大容量系统，传统的控制线路复杂，可靠性差，

需专人负责；命短;在维护管理，检修调整方面工作量大，维护费用高。

3、整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿

节能原理

由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：水泵、风

机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流

量与压力的乘积，故水泵、风机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）根据上述原理可知：降低水泵、风机的转速，水泵、风机的功率可以下降得更多。

例如:将供电频率由50Hz 降为45Hz ，则

P45/P50=(45/50)3=0.729 即P45=0.729P50 ( P 为电机轴

功率）；将供电频率由50Hz 降为40Hz ，则

P40/P50=(40/50)3=0.512 即P40=0.512P50 ( P 为电机轴功率）。

由以上内容可以看出，用变频器进行流量（风量）控制时，可节约大量电能。中央空调系统在设计时是按现场最大冷量需求量来考虑的，其冷却泵，

冷冻泵按单台设备的最大工况来考虑的，在实际使用中有90% 多的时间，冷却泵、冷冻泵都工作在非满载状态下。而用阀门、自动阀调节不仅增大了系统节流损失，而且由于对空调的调节是阶段性的，造成整个空调系统工作在波动状态；而通过在冷却泵、冷冻泵上加装变频器则可一劳永逸地解决该问题，还可实现自动控制，可通过变频节能收回投资。同时变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对系统的平稳调节，使系统工作状态稳定，并延长机组及网管的使用寿命。

因此，随热负荷而改变水量的变流量空调水系统显示了

巨大的优越性，因而得到越来越广泛的应用，采用SPWM

变频器调节泵的转速，可以方便地调节水的流量，根据负荷变化的反馈信号经PID 调节与变频器组成闭环控制系统）使泵的转速随负荷变化，这样就可以实现节能，其节能率通常都在20% 以上。改造的节电率与用户的使用情况密切相关，

般情况下）春、秋两季运行节电率较高）可达40% 以上）夏季由于用户本身需要的电能就大，可节省的空间有限，般在20% 左右。

四、节能方案

1、整体说明

贵司中央空调系统目前有3台55KW冷却泵，3台45KW

冷冻泵。我们可对冷却系统和冷冻系统进行节能改造。

中央空调实际运行时，冷却系统和冷冻系统的进、出水

温差（△ T）约为2oC，根据:

冷冻水、冷却水带走的热量（r）=流量（Q） X温差（△ T）

我们可以适当提高温差（^ T）降低流量（Q），即降低转速，即可达到节能的目的。

分析:采用变频器配合可编程控制器组成控制单元，其中冷却水泵，冷冻水泵均采用温度自动闭环调节即用温度传感器对冷却水、冷冻水的水温进行采

样）并转换成电信号（一般为4—20mA，0—10V 等）后送至

PLC ,PLC 将该信号与设定值进行比较运算后决定变频器输出频率，以达到改变冷冻水泵、冷却水泵转速从而达到节能目的。冷却塔风机变频驱

动：可编程控制器根据回水温度信号控制变频器驱动风机， 使风机工作在最经济状态而节约大量电能。中央空调系统变 频改造的原理示意图如下： 其中冷却水循环系统，回水与出水温度之差，反应了需要进 行交换的热量；根据回水和出水温度之差，通过控制循环水 的速度来控制热交换的速度，在满足系统冷却需要的前提下， 达到节电的目的。温差大说明冷冻机组产生的热量大，应提

高冷却泵的转速，增大循环速度，加速冷却水的降温；温差

以节约电能。采用变频调速器驱动，两台冷却泵互为备用， 可编程控制器（ PLC ）根据传感器检测到的温差信号，同设

定温差比较后控制变频器驱动电机运转。 （PLC ）先控制变频 器软启动电动机 M1 ，当 M1 到达额定转速时，仍未达到设

定温差值时，（PLC ）控制M1切换到工频电网运行， 启动 M2 ，经控制变频器调节电机 M2 运转，从而控制冷却 水的循环速度；当电机 M2 工作在下限转速值时，如果检测 值大于设定值，（ PLC ）控制电机 M1 停机， 同时控制变频器 调节电机 M2 转速从而达到设定要求。

在冷冻循环系统中，由于出水温度比较稳定，因此仅回水温 度就足以反应了房间的温度， 所以 PLC 可根据回水温度进行 控制。回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵转速，

小，说明冷冻机组产生的热量小，

可降低冷却泵的循环速度，

然后再