变频器在中央空调系统的节能应用-专业自动化论坛-中国工控网论坛

变频器在中央空调系统的节能应用点击：13464 | 回复：87

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发表于：2003-09-12 11:28:00

楼主

一、水泵节能改造的必要性中央空调是大厦里的耗电大户，每年的电费中空调耗电占60%左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。由于设计时，中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计，并且留10-20%设计余量，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成中央空调最末端达不到合理效果的情况。为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。再因水泵采用的是Y-△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3～4倍，一台90KW的电动机其起动电流将达到500A，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击和停泵时水垂现象，容易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。综上，为了节约能源和费用，需对水泵系统进行改造，经市场调查与了解采用成熟的变频器来实现，以便达到节能和延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。这是因为变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化随之调整水泵电机的转速，在满足中央空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵作出相应调节，以达到节能目的。水泵电机转速下降，电机从电网吸收的电能就会大大减少。其减少的功耗 △P=P0〔1-(N1/N0)3〕（1）式减少的流量 △Q=Q0〔1-(N1/N0)〕（2）式其中N1为改变后的转速，N0为电机原来的转速，P0为原电机转速下的电机消耗功率，Q0为原电机转速下所产生的水泵流量。由上式可以看出流量的减少与转速减少的一次方成正比，但功耗的减少却与转速减少的三次方成正比。如：假设原流量为100个单位，耗能也为100个单位，如果转速降低10个单位，由（2）式△Q=Q0〔1-(N1/N0)〕=100＊〔1-(90/100)〕=10可得出流量改变了10个单位，但功耗由（1）式△P=P0[1-(N1/N0)3]=100＊〔1-(90/100)3〕=27.1可以得出，功率将减少27.1个单位，即比原来减少27.1%。再因变频器是软启动方式，采用变频器控制电机后，电机在起动时及运转过程中均无冲击电流，而冲击电流是影响接触器、电机使用寿命最主要、最直接的因素，同时采用变频器控制电机后还可避免水垂现象，因此可大大延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。二、水泵节能改造的方案中央空调系统通常分为冷冻（媒）水和冷却水两个系统（如下图，左半部分为冷冻（媒）水系统，右半部分为冷却水系统）。根据国内外最新资料介绍，并多处通过对在中央空调水泵系统进行闭环控制改造的成功范例进行考察，现在水泵系统节能改造的方案大都采用变频器来实现。

1、冷冻（媒）水泵系统的闭环控制　〔1〕、制冷模式下冷冻水泵系统的闭环控制该方案在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下，确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率，将其设定为下限频率并锁定，变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度，再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减，控制方式是：冷冻回水温度大于设定温度时频率无极上调。〔2〕、制热模式下冷冻水泵系统的闭环控制该模式是在中中央空调中热泵运行（即制热）时冷冻水泵系统的控制方案。同制冷模式控制方案一样，在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下，确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率，将其设定为下限频率并锁定，变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度，再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减。不同的是：冷冻回水温度小于设定温度时频率无极上调，当温度传感检测到的冷冻水回水温越高，变频器的输出频率越低。无锡伊莱克电气有限公司生产的系列智能变频器都具有以上功能，通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器（如图，安装在冷冻水系统回水主管上的A处）来检测冷冻水的回水温度，并可直接通过设定变频器参数使系统温度调控在需要的范围内。另外，针对已往改造的方案中首次运行时温度交换不充分的缺陷，无锡伊莱克电气有限公司生产的系列智能变频器增加了首次起动全速运行功能，通过设定变频器参数可使冷冻水系统充分交换一段时间，然后再根据冷冻回水温度对频率进行无极调速，并且变频器输出频率是通过检测回水温度信号及温度设定值经ＰＩＤ运算而得出的。 2、冷却水系统的闭环控制目前，在冷却水系统进行改造的方案最为常见，节电效果也较为显著。该方案同样在保证冷却塔有一定的冷却水流出的情况下，通过控制变频器的输出频率来调节冷却水流量，当中中央空调冷却水出水温度低时，减少冷却水流量；当中中央空调冷却水出水温度高时，加大冷却水流量，从而达到在保证中中央空调机组正常工作的前提下达到节能增效的目的。现有的控制方式大都先确定一个冷却泵变频器工作的最小工作频率，将其设定为下限频率并锁定，变频冷却水泵的频率是取冷却管进、出水温度差和出水温度信号来调节，当进、出水温差大于设定值时，频率无极上调，当进、出水温差小于设定值时，频率无极下调，同时当冷却水出水温度高于设定值时，频率优先无极上调，当冷却水出水温度低于设定值时，按温差变化来调节频率，进、出水温差越大，变频器的输出频率越高；进、出水温差越小，变频器的输出频率越低。无锡伊莱克电气有限公司通过市场调查与了解，并经多方实践应用与论证，现用于冷却水系统闭环控制的系列智能变频器采用同制冷模式下冷冻水泵系统闭环控制一样的控制方式。与其他厂家的控制方式相比，其优点有： 1、只需在中中央空调冷却管出水端安装一个温度传感器（如图，安装在冷却水系统中中央空调冷却水出水主管上的B处），简单可靠。 2、当冷却水出水温度高于温度上限设定值时，频率直接优先上调至上限频率。 3、当冷却水出水温度低于温度下限设定值时，频率直接优先下调至下限频率。而采用冷却管进、出水温度差来调节很难达到这点。 4、当冷却水出水温度介于温度下限设定值与温度上限设定值时，通过对冷却水出水温度及温度上、下限设定值进行ＰＩＤ计算，从而达到对频率进行无极调速，闭环控制迅速准确。 5、节能效果更为明显。当冷却水出水温度低于温度上限设定值时，采用冷却管进、出水温度差来调节方式没有将出水温度低这一因素加入节能考虑范围，而仅仅由温度差来对频率进行无极调速，而采用上、下限温度来调节方式充分考虑这一因素，因而节能效果更为明显，通过对多家用户市场调查，平均节电率要提高5％以上，节电率达到20％～40％。 6、具有首次起动全速运行功能。通过设定变频器参数中的数值可使水系统充分交换一段时间，避免由于刚起动运行时热交换不充分而引起的系统水流量过小。经苏锡常及上海、杭州、河南、江西、镇江、山东、南京等地区数十家单位长期使用，无锡伊莱克电气有限公司生产的系列智能变频器节电率均在40％左右，节电效果显著，产品性能可靠，还可大大延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命，由此可为中中央空调使用单位带来较好的经济效益。

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舞帆天

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发表于：2003-01-02 21:19:00

41楼

我很想知道现在的起重机系统所使用的变频器最好的是什么型号的，它的主要好处再哪？谢谢！！！

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hou2004

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发表于：2003-01-02 23:09:00

42楼

敝司作过大量HVAC变频节能项目，有很多实例，如广州国际会展中心，广州时代广场（70台，最大132KW，6台），广州九运会馆等。可与敝司联系：020-38736662，38735137，38843209 FAX：38843201--广州信心电子有限公司

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gongkongedit

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发表于：2003-01-03 18:56:00

43楼

听说西部成都专产变频器，不知有几家了？

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心清似玉

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发表于：2003-01-04 13:27:00

44楼

我们是一家机电工程公司，想代理东芝及各品牌的变频器，希望同行和我们联系，谢谢。0311-6684362 孙淑平

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节能先锋

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发表于：2003-01-04 16:37:00

45楼

要作广告也该婉转点

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why

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发表于：2003-01-07 16:12:00

46楼

云川师傅：你想了解丹佛斯变频器的任何信息，均可以致电： 021-66284566/56625762 或登陆：www.SanXin.com 上海三信自动化工程有限公司将竭诚为你服务。

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hzn

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发表于：2003-01-10 09:16:00

47楼

to 舞帆天朋友，据我平时了解到，一般现在很多起重，港机中，西门子和AB的变频都不错。不过这也是我的个人了解。有谁用高频变频器啊？

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gongkongedit

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发表于：2003-01-11 22:21:00

48楼

变频器为什么容易过流呢？

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gongkongedit

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发表于：2003-01-11 22:46:00

49楼

海利普变频器的性能一般。

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孟虬

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发表于：2003-01-13 19:00:00

50楼

谁知道哪个品牌有两倍力矩的变频器?

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节能先锋

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发表于：2003-01-15 00:53:00

51楼

ABB and VACAN

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夏丙水

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发表于：2003-01-15 08:54:00

52楼

你好: 我公司是日本三菱电机的附属机构和一级代理商，负责三菱功率器件(IGBT,IPM)的销售和技术支持。请联络：桂平路680号406A室 021-6485 6611*151 夏丙水 13916551614 以上三菱的IPM大概讲三种： 1. DIP-IPM(5KHZ, 15KHZ) 设计的初衷是为变频家电,如空调, 洗衣机,冰箱, 数量大,所以设计前就非常了价格因素. 由于价格低, 国内许多工业领域也采用了,尤其是小变频器,非常合适. 2. ASIPM(20KHZ) 设计的初衷就是为了工业领域的变频,真正的一体化解决---除了具备DIP-IPM的优点,还包含了整流,制动电路. 目前正在推广中. 3. 通用IPM(20KHZ) 适用于大功率的工业变频. 注:如果贵公司正在与三菱其他代理商有业务往来, 请继续保持,我公司将不参与,谢谢配合. 详细资料可以提供光盘查询. 以上/夏丙水

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发表于：2003-01-15 14:55:00

53楼

请问，为了解决干扰问题。在做变频柜时应采用什么手段，在调试时应采用什么手段。

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tomyi

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发表于：2003-01-20 09:20:00

54楼

请问，按照上面介绍，制冷状态没有问题，温差变化不大，但在供热状态，实际用户是要调节供水温度的，这时定温差控制能行吗？第二，系统使用率考虑了吗？100%使用率到20%使用率供回水温差一样大吗？

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发表于：2003-01-23 13:01:00

55楼

我认为温差为依据来调节泵的转速，正是考虑到供水水温的变化，在程序中设定冬季变化和夏季变化，即可以使其冬季夏季都可以使用。

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发表于：2003-02-11 09:42:00

56楼

我想说，抵制日货是一个太偏激的话。弱者是受欺负的一个必要条件，一个弱者是永远没有发言劝的。我们年轻人第一应牢记日本是我们的敌人、仇人；第二要增强自我的实力，建设国家，发展自己的民族企业；第三积极的学习（包括向日本人）。我向朋友说以下我的原则，在国产货同日本货相差不多时一定用国产货，有可替代日货的情况下一定要用其他国家的。向日本学习，同他们先在经济上竞争，并努力超过他们。

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gongkongedit