中央空调主机麦克维尔机组，大小共三台，两台E3012，一台E3010，各自有冷冻/冷却系统，简单数据见下表

 

就任何建筑物来说，选用空调系统都是按当地最热天气时的最大制冷量来选取择机型的，相匹配的循环系统按照最大循环量来选取机型。而根据一年当中空调机组运行状态进行分析，其中95%的运行时间处于非满负荷运行状态。而冷冻/冷却循环水泵在此95%的时间内仍处于是100%的满负荷运行状态。冷冻/冷却水泵长期处于满负荷运行状态，在空调机组非满负荷运行状态时，电机作了大量的无用功，造成了大量电能的浪费。

供暖循环同上类似，这里不再赘述。

冷冻水循环系统的回水与出水温度之差，反应了需要进行交换的热量多少。根据回水和出水温度差，控制循环水的速度来控制热交换的冷量，在满足需要的前提下，达到节电的目的。温差大说明用户端所需的冷量大，应降低回水和出水温度差，通过加快控制循环水的速度来控制热交换的速度，加速冷冻水的循环；温差小，说明用户端所需的制冷量小，可降低冷冻泵的循环速度。可编程控制器（PLC）将传感器检测到的温差信号同设定温差比较后控制变频器调整电机的转速。在制冷主机制冷负荷不足100%时，本系统根据冷冻出水和回水的温度差，动态地调整泵电机转速，并以最小的电能向制冷主机提供所需的冷冻水流量。

供暖循环系统的节电原理同上类似，由于供暖循环和冷冻不可能同时工作，我们可以采用一套设备同时控制冷冻循环和供暖循环，也可以分开控制，方便操作运行。

冷却循环系统的节电原理同上类似，这里不再赘述。

1）、变频器节电原理

由流体传输设备水泵的工作原理可知：水泵的流量与其转速成正比；水泵的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵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）如下表：

根据上述原理可知：改变水泵的转速就可改变水泵的输出功率。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P₄₅/P₅₀=45³/50³=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=40³/50³=0.512，即P₄₀=0.512P₅₀（P为电机轴功率）。

 

 

 

 

 

 

2、中央空调节电原理

现定性的分析一下中央空调节电的原理。现假设某中央空调循环水泵改为变频控制，平均流量为原来的0.8；现分析节电情况。

节电率=（W_原来- W_节电）/ W_原来×100%

=(1- W_节电/ W_原来) ×100%

W= P×T ；P= Q×H；Q=K ₁ ×n；H=K ₂ ×n²；

P= K ₁×K ₂×n³= K ₀×n³；T_节电= T_原来；

节电率=(1- P_节电/P_原来) ×100%=[1-（n_节电/n_原来）³]×100%

=[1-（0.8）³]×100%=48.8%≈49%；

（注：W：功，即水泵所消耗电量；　P：功率；　T：时间；　Q：流量；H：扬程；　n：转速；K ₁：系数；K ₂：系数 K ₀：系数）

1、原机组的电机起动时会出现较大的冲击电流，采用变频控制后，可以使电机起动时电流平缓上升，没有任何冲击；另外，大功率电机停机时会产生很大的反生冲击电流，对设备造成一定程度的损害。采用变频控制后，可使电机实现软停，避免反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命。

2、循环水系统（包括冷却水和冷冻水系统）不能根据温度来自动调节循环水的循环速度，只能手动调整阀门的开口大小来大致调节循环水的循环速度，从而无法进行准确的温度控制。采用变频控制系统后，可根据温度传感器反馈回来的温度信号控制水的循环速度，从而进行准确的温度控制。

3、循环水系统用阀门来调整水的循环速度，当阀门关小时，循环水循环时阻力增加，浪费了大量的电能。采用了变频控制系统后，可将阀门全部打开，通过调整电机的转速来调整水的循环速度，节省了大量的电能。

4、以大大减小电机运行时的噪音，并节约运行时的蒸汽量。

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% 以上的时间冷却泵、冷冻泵都工作在非满载状态下。采用阀门、自动滑阀调节不仅增大了系统循环压力和节流损失，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；而在冷却泵、冷冻泵上安装变频控制系统则可一劳永逸地解决该问题，还可实现自动控制，并通过节能收回投资。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，延长机组及管网的使用寿命。

 

 

本设备为成套设备，工程总造价为：（略）。

 

（注： W：功，即水泵所消耗电量；P：功率；T：时间；Q：流量；H：扬程；V：总用水量。 ）

1、节电率计算

节电率=（W_原来- W_节电）/ W_原来×100% ；

=(1- P_节电/P_原来) ×100%=[1-（n_节电/n_原来）³]×100%

=[1-（0.8）³]×100%=48.8%≈49% ；

2、 投资回报周期计算

投资回报周期=设备总投资/月节约电费

供暖循环系统月节约电费

=设备实际功率×月运行时间×电费单价×节电率

=额定功率×负载率×日运行时间×月天数×电费单价×节电率

=45KW×24×30.5×0.68元/度×40%

=8959.7元/月；

投资回报周期=75050元/8959.7元/月=8.37月≈8月

冷却循环系统月节约电费

=设备实际功率×月运行时间×电费单价×节电率

=额定功率×负载率×日运行时间×月天数×电费单价×节电率

=75KW×13×30.5×0.68元/度×40%

=8088.6元/月；

投资回报周期=109550元/8088.6元/月=13.5月≈14月

本控制系统包括标准控制柜、温度传感器、信号电缆等设备。控制柜安装在中央空调设备层内，原冷冻/冷却水泵控制柜仍然保留，并作为本控制系统的旁路，当本控制系统发生故障时，可切换到原控制系统进行运行。2只温度传感器包括冷冻水出水温度传感器、冷冻水回水温度传感器，分别安装在中央空调冷冻系统出水/回水管道，信号电缆将传感器信号从现场传送至本控制柜，并安放在所布的线槽内。另外有2只温度传感器安装在冷却循环上，有2只温度传感器安装在供暖循环上，方法道理同上。

1 、控制柜的安装

本柜输入电源使用原控制柜输入电源，本柜的水泵电机动力输出电源线仍使用原泵电机电源线。

2 、温度传感器的安装

冷冻水出水温度传感器： 安装在冷冻水出水管道内

冷冻水回水温度传感器： 安装在冷冻水回水管道内

冷却水出水温度传感器： 安装在冷却水出水管道内

冷却水回水温度传感器： 安装在冷却水回水管道内

供暖出水温度传感器： 安装在供暖出水管道内

供暖回水温度传感器： 安装在供暖回水管道内

3 、信号线的布线

根据现场中央空调冷冻机组设备层的布局安装塑料线槽，信号线布于塑料线槽内，信号线使用屏蔽线，以防止信号线内弱电信号受到干扰。