在中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍泵和冷卻泵的容量是根據(jù)建筑物最大設(shè)計(jì)熱負(fù)荷選定的，且留有一定的設(shè)計(jì)余量。在沒有使用調(diào)速的中央空調(diào)系統(tǒng)中，水泵一年四季在工頻狀態(tài)下全速運(yùn)往地，只好采用節(jié)流或回流的方式來調(diào)節(jié)流量，產(chǎn)生大量的節(jié)流或回流損失，對(duì)于水泵電機(jī)而言，由于它是在工頻下全速運(yùn)行，因此造成了能量的大大浪費(fèi)。

實(shí)踐證明，在中央空調(diào)的循環(huán)系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量和壓力的變化用來取代閥門控制流量，能取得明顯的節(jié)能效果。

中央空調(diào)節(jié)能原理

中央空調(diào)上的水泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況由負(fù)荷情況決定，根據(jù)流體力學(xué)理論，電機(jī)軸功率P和流量Q、壓力H之間的關(guān)系為P=K*H*Q/η

其中K為常數(shù)；η為效率。

它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為

Q1/Q2=N1/N2

H1/H2=（N1/N2）²

P1/P2=（N1/N2）³

圖中曲線1為風(fēng)機(jī)在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網(wǎng)風(fēng)阻特性（閥門開度為100%）。假設(shè)風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)工作在A點(diǎn)的效率最高，輸出風(fēng)量Q1為100%，此時(shí)的軸功率P1=Q1*H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求，當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2（例如70%）時(shí)，如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為 曲線3，系統(tǒng)由原來的工況A點(diǎn)變到新的工況B點(diǎn)運(yùn)行，由圖中可以看出，風(fēng)壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少不多。

圖4-4 節(jié)能效果示意圖

如果采用變頻調(diào)速控制方式，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由N1降到N2，根據(jù)風(fēng)機(jī)的比例定律，可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3將大幅度降低，功率P3（相等于面積CH30Q2）也隨著顯著減少，節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能的效果是十分明顯的。

由流體力學(xué)可知，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，當(dāng)風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，起功率下降很多。

例如風(fēng)量下降到80%，轉(zhuǎn)速也下降到80%時(shí)，則軸功率下降到額定功率的51%；如風(fēng)量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當(dāng)然由于實(shí)際工況的影響，節(jié)能的實(shí)際值不會(huì)有這么明顯，即使這樣，節(jié)能的效果也是十分明顯的。

因此在有風(fēng)機(jī)、水泵的機(jī)械設(shè)備中，采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量，在節(jié)能上是一個(gè)最有效的方法。

中央空調(diào)節(jié)能方案實(shí)例

用戶中央空調(diào)機(jī)組的水泵組一共有4臺(tái)30KW電機(jī)，在正常情況下，一般用三臺(tái)水泵給中央空調(diào)機(jī)組供水，一臺(tái)備用。

圖4-5原水泵系統(tǒng)

原供水系統(tǒng)是采用恒溫控制水泵的增減，并通過旁通閥來調(diào)節(jié)壓力的變化，中間存在一定的浪費(fèi)。

現(xiàn)在采用變頻技術(shù)，在供水管道中取壓力信號(hào)，以此控制4臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行，當(dāng)外部的需求發(fā)生了變化引起壓力變動(dòng)，變頻器上的PLC將根據(jù)壓力的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，并自動(dòng)根據(jù)工藝的需求增減水泵的數(shù)量，以保證管道的壓力保持恒定，始終讓系統(tǒng)工作在最佳的狀態(tài)。

水泵控制系統(tǒng)方框圖

圖4-6 改造后水泵系統(tǒng)

VVVF：變頻器 IWS： 中央空調(diào)控制基板 PT：壓力變送器