在中央空調系統(tǒng)設計時，冷凍泵、冷卻泵的電機容量是根據建筑物的最大設計熱負荷選定的，都留有一定設計余量。由于四季氣候及晝夜溫差變化，中央空調工作時的熱負荷總是不斷變化。下圖2為一民用建筑物的平均熱負荷情況：
中央空調一年中負荷率在50%以下的時間超過了全部運行時間的50%。通常冷卻水管路的設計溫差為5～6℃，而實際應用表明大部分時間里冷卻水管路的溫差僅為2～4℃，這說明制冷所需的冷凍水、冷卻水流量通常都低于設計流量，這樣就形成了中央空調低溫差、低負荷、大工作流量的工況。在沒有使用節(jié)能系統(tǒng)前，工頻供電下的水泵始終全速運行，管道中的供水流量只能通過閥門或回流方式調節(jié)，這必會產生大量的節(jié)流及回流損失，同時也增加了電機的負荷，白白消耗了許多電能。中央空調水泵電機的耗電量約占中央空調系統(tǒng)總耗電量的30-40%，故對其進行節(jié)能改造具有很明顯的節(jié)能效果。
節(jié)能理論根據 由流體力學理論可知，離心式流體傳輸設備（如離心式水泵、風機等）的輸出流量Q與其轉速n成正比；輸出壓力P（揚程）與其轉速n的平方成正比；輸出功率N與其轉速n的三次方成正比，用數學公式可表示為：Q ＝ K1 × n P ＝ K2 × n2N ＝ Q × P ＝ K3 × n3 (K1、 K2 、K3為比例常數)由上述原理可知，降低水泵的轉速，水泵的輸出功率就可以下降更多。如將電機的供電頻率由50Hz降為40Hz，則理論上，低頻40Hz與高頻50Hz的輸出功率之比為(40/50)3=0.512。實踐證明，在中央空調系統(tǒng)中接入變頻節(jié)能系統(tǒng)，利用變頻技術改變水泵轉速來調節(jié)管道中的流量，以取代閥門調節(jié)及回流方式，能取得明顯的節(jié)能效果，一般節(jié)電率都在30％以上。同時變頻器的軟啟動功能及平滑調速的特點可實現對中央空調的平穩(wěn)調節(jié)，并可延長機組及管組的使用壽命。
節(jié)能方案分析
中央空調各循環(huán)水系統(tǒng)的回水與出水溫度之差，反映了整個系統(tǒng)需要進行的熱交換量。因此，根據回水與出水的溫度差來控制循環(huán)水的流量，從而控制熱交換的速度，是首選的節(jié)能控制方法。
冷凍水循環(huán)系統(tǒng)
冷凍水的出水溫度是由主機的制冷效果決定的，通常比較穩(wěn)定，因此冷凍回水溫度可以準確的反映室內的熱負荷情況。由此，對于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能改造，可以取回水溫度作為控制目標，通過變頻器對冷凍泵流量的自動調節(jié)來實現對室內溫度的控制。
冷卻水循環(huán)系統(tǒng)
冷卻水循環(huán)系統(tǒng)同時受室外環(huán)境溫度及室內熱負荷兩方面影響，循環(huán)水管道單側的水溫不能準確反映該系統(tǒng)的熱交換量，因此以出水與回水之間的溫差作為控制室內溫度的依據是合理的節(jié)能方式。在外界環(huán)境溫度不變的情況下，溫差大，說明室內熱負荷較大，應提高冷卻泵的轉速，增大冷卻水循環(huán)的速度；相應的，溫差小則減小冷卻泵轉速。
根據上述分析，可得出整個節(jié)能工程結構示意圖如圖3所示： 由上圖，該
中央空調節(jié)能方案的基本思路為： 分別在主機蒸發(fā)器回水處、冷凝器出水及回水處安裝溫度傳感器，實時檢測管網的溫度，以模擬信號（0~10V或者4~20mA）反饋給變頻器，通過變頻器內置的PID運算輸出相應的頻率指令后自動調節(jié)水泵轉速，從而調節(jié)各循環(huán)水的熱交換速度，最終實現對室內恒溫度的控制。需要特別說明的是，變頻器內部在設計上集成了溫差反饋處理功能，系統(tǒng)無須另配專用控制模塊。
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