一、概述：

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水泵和冷卻水泵的容量是按照最大設(shè)計熱負(fù)載(即最高氣溫時)選定的，且留有10%左右的余量。在一年四季中，水泵系統(tǒng)長期在固定的最大水流量下工作。由于季節(jié)、晝夜的溫度變化及用戶負(fù)荷的變化，空調(diào)實際的熱負(fù)載在絕大部分時間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計負(fù)載低。由圖1可見，與決定水泵流量和壓力的最大設(shè)計負(fù)載(負(fù)載率為100%)相比，一年中負(fù)載率在50%以下的運(yùn)行小時數(shù)約占全部運(yùn)行時間的50%以上。 一般冷凍水設(shè)計溫差為5-7℃，冷卻水的設(shè)計溫差4-5℃最為理想，而事實上在全年絕大部分運(yùn)行時間里，冷凍水、冷卻水的溫差僅為2-4℃、即水泵系統(tǒng)長期在低溫差、大流量情況下工作，從而增加了管路系統(tǒng)的能量損失、浪費了水泵運(yùn)行的輸送能量。

因此，采用本節(jié)能控制系統(tǒng)，可使水泵的轉(zhuǎn)速隨室內(nèi)溫度的變化而自動調(diào)整轉(zhuǎn)速(或自動停止、啟動水泵)水泵全年平均節(jié)能率保證達(dá)到40%以上。

二、水泵轉(zhuǎn)速與節(jié)能率的關(guān)系：

對于水泵來說，流量Q與轉(zhuǎn)速N成正比，溫差ΔT與轉(zhuǎn)速N成反比，楊程H與轉(zhuǎn)速N的二次方成正比，而軸功率P與轉(zhuǎn)速N的三次方成正比，下表告訴我們上述幾量的變化關(guān)系：

顯然，變流量控制系統(tǒng)的節(jié)能效果是十分突出的，請見下面的比較曲線：

三、控制方案

(a) 對于冷凍水系統(tǒng)，低溫冷凍水(出水)的溫度由制冷主機(jī)控制(7℃左右)，一般來說，我們只需控制高溫冷凍水(回水)的溫度，即可控制冷凍水的溫差。但是，對于一些用冷量變化較大的系統(tǒng)，盡管制冷主機(jī)對低溫冷凍水(出水)有調(diào)節(jié)作用，但其溫度仍有較大的波動。為此，我們采用兩個溫度變送器、一個PID溫差調(diào)節(jié)器和一臺變頻器組成溫差閉環(huán)控制系統(tǒng)，對冷凍水的出水、回水的溫度進(jìn)行控制，使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化。

(b) 對于冷卻水系統(tǒng)，由于其高溫冷卻水(出水)和低溫冷卻水(回水)的溫度變化較大，為保證工藝需求，我們只能采用溫差控制方式，即采用兩個溫度變送器、一個PID溫差調(diào)節(jié)器和一臺變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，對冷卻水進(jìn)行溫差控制，使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化。

四、系統(tǒng)主要特點：

1.變頻器閉環(huán)控制電機(jī)，按工藝要求設(shè)定時、出水溫差，電機(jī)輸出功率隨熱負(fù)載的變化而變化，在滿足使用要求的前提下達(dá)到最大限度的節(jié)能。

2.由于降速運(yùn)行和軟啟動，減少了振動、噪聲和磨損，延長了設(shè)備維修周期和使用壽命，并減少了對電網(wǎng)沖擊。

3.先進(jìn)的設(shè)置和監(jiān)控及調(diào)節(jié)功能改善了系統(tǒng)運(yùn)行特性使系統(tǒng)使用方便。

4.系統(tǒng)具有各種保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。

5.系統(tǒng)具有故障報警及自動切換功能(即變頻器故障時自動切換到原工頻系統(tǒng)運(yùn)行)保證了運(yùn)行的可靠性。

五、關(guān)于冷凍水泵末端的壓力問題：

冷凍水泵降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，人們擔(dān)心會不會影響末端壓力不足，導(dǎo)致缺水現(xiàn)象。實際上，由于轉(zhuǎn)速雖然會使水泵供水壓力降低，然而管道特性的壓力損失也會隨流量的減少而減少，即需要的壓力也會減少，供水壓力與轉(zhuǎn)速的二次方成正比例降低，需要壓力(管道損失)則與流量的二次方成正比減少，二者可以相互補(bǔ)償。另外，由于冷凍水系統(tǒng)是一個閉環(huán)的水系統(tǒng)，瓷瓶流動提供動力，即水泵轉(zhuǎn)速下降對冷凍水系統(tǒng)的正常工作沒有影響，這與普通 的供水系統(tǒng)有所區(qū)別。許多單位的實踐也證明了這一點。

六、方案設(shè)計：

1、 對于冷凍水泵組(管道并聯(lián))，安裝1套相應(yīng)功率的節(jié)能控制系統(tǒng)，采用一拖四的辦法在4臺冷凍水泵之間切換。并且有自動和手動進(jìn)行切換。

2、 對于冷卻水泵組(管道并聯(lián))，安裝1套相應(yīng)功率的節(jié)能控制系統(tǒng)，采用一拖三的辦法在3臺冷凍水泵之間切換。并且有自動和手動進(jìn)行切換。

3、 對冷凍泵及冷卻泵組采用微電腦恒壓供水控制系統(tǒng)，使水泵根據(jù)外界溫度的變化及用戶使用空調(diào)的狀況，在不影響冷氣效果的前提下實現(xiàn)對工頻運(yùn)行水泵“自動停止、自動啟動”控制，最大限度地提高節(jié)能效果有效地降低值班人員的工作強(qiáng)度。

七、回報分析 ：

舉例說明：

冷卻水泵：55KW 3臺 并聯(lián) 負(fù)荷率96.8%

冷凍水泵：55KW 3臺 并聯(lián) 負(fù)荷率97.6%

全年運(yùn)行時間：7200小時(按每年運(yùn)行10個月，30天/月、24小時/天 計算)

電價：￥0.87元/度

安裝本公司節(jié)能控制系統(tǒng)后，每年可節(jié)省電 費為：

電機(jī)容量×負(fù)荷率×節(jié)能率×全年運(yùn)行時間×電價

冷卻水泵：55KW×96.8%×45%×7200小時×0.87元/度=￥150073元

冷凍水泵：55KW×97.6%×45%×7200小時×0.87元/度=￥150073元

則每年可節(jié)省電費為：150073+150073=￥300146元

(大寫：人民幣叁拾萬零壹佰肆拾陸元整)
八、售后服務(wù)：

1、甲方提供一年免費保養(yǎng)、維修服務(wù)；

2、一年免費保養(yǎng)期滿后，乙方可選擇在每年的首月按本合同總工程費的10%向甲方支付當(dāng)年設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)服務(wù)費；甲方定期對該設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)；若需要進(jìn)行維修或更換零部件，甲方不再收取任何費用(最長時間不超過10年)。反之或根據(jù)維護(hù)、保養(yǎng)實際發(fā)生金額作有償服務(wù)。

3、如該設(shè)備出現(xiàn)故障，甲方在接到通知后48小時內(nèi)速派人員前往處理。

九、總結(jié)：

我公司工程師及技術(shù)人員長期從事變頻節(jié)能工程及其它工業(yè)自動控制系統(tǒng)的設(shè)計、成套、安裝及調(diào)試工作，經(jīng)驗豐富。先后在機(jī)場、工廠、酒店等多家大型企業(yè)進(jìn)行變頻節(jié)能及自動化控制等技術(shù)改造工程，效果顯著，技術(shù)成熟。