变频调速系统在冷媒水泵中的应用

　　通信与广播电视变频调速系统在冷媒水泵中的应用汪小霞*本文从理论上分析了变频调速的节电原理，对冷气站冷媒水泵变频调速改造的方案及经济上的可行性进行了阐述。‘一、概述近年来，大量宾馆、写字楼、大型商场的纷纷崛起，中央空调系统成为改善室内环境、提高建筑品位的重要因素，然而它又是高能耗设备。据统计，在大中城市中，中央空调的用电量占城市用电的20~30左右。在中央空调系统中，制冷机组的耗能又占了很大比重，因此，对制冷机组进行节能改造，具有重要意义。对制冷机组而言，三个系统可以用变频调速装置进行改造，冷媒水系统的变频调速流量控制系统、冷却水循环系统的变频调速流s控制系统和冷却塔风机变频调速控制系统。本文仅讨论冷媒水系统的变频调速流量控制系统。

　　二、变频调速的节电原理和节电潜力为采用阀门控制流量和采用调速控制流量时的流量（Q）X作者系本公司机动设备部助理工程师通信与广播电视泵的消耗功率：P=KgHAj流呈为（时：PQ1?AHiOQi（面积）考虑到泵本身的损耗后：从上式可以看出，采用调速控制流量所节省的功率由两部分组成，一是阀门在两种不同压头下损失功率的减少值；二是不同压头所引起的泵损失功率之差值。调速控制流fi时泵的功率大幅度下降，但电机消耗的功率是否大幅下降还和调速的方法有关。由于变频调速是一种高效调速方法，它与滑差调速、液力藕合调速不同，它没有滑差损耗，本身固有的损耗极低，因此在各种速度下变频器输人功率都近似等于电机的轴功率。

　　对于泵来说，流fl与转速成正比，而电机的轴功率与转速的立方成正比。因此，采用变频技术时所消耗的功率为：若采用阀门控制流fi，电机在额定转速下定速运转，在不同流量时电机消耗的功率为：m=（0.4+0.6Q）Pttl（4）（3）、（4）Ped为阀门全开电机以额定转速运行时消耗的功率，Q为流量的相对值。

　　从（3）式和（4）式可以看出，当流量Q变为额定流量的50时，采用变频调速技术时消耗功率为。〗25Peil，采用阀门控制流量消耗功率为0.7Pe（l.节电率为82.1，节电效果非常好。

　　泵变频调速节能的多少与具体工况有关。为离心式水泵的流量与电机轴功率的关系通信与广播电视泵的流量与电机轴功率的关系曲线（1调节阀门时；2.调节转速时）从可以看出不同流量节电率不同，流量越小节电的比例越大。

　　三、54大楼中央空调水系统的基本情况我公司54大楼空调面积48000平方米，选用2台300万大卡/小时的蒸汽型吸收式制冷机供冷，冷媒水泵功率135kW.冷媒水系统为一级泵系统，用户侧采用电动二通阀调节冷水流量，系统图如。

　　末端设备二通阀空调水系统通信与广播电视中央空调大部分时间在低于额定负荷的情况下运转。在过渡季节只有一家用户在使用空调。夏季，白天制冷机组在满负荷情况下运转，夜间，只有少量用户在使用空调，机组在部分负荷情况下运转。在部分负荷情况下，水泵多余的压头消耗在管路阀门上，达不到节能的目的。

　　四、变频调速改造方案冷媒水泵变频改造有两种方案：将电网输人水泵的50Hz的交流电，逆变为一定频率的交流电，使水泵按一定的转速运行，控制水泵的流量。根据空调运行情况，人为手动调节流量。这种方式调节起来比较复杂，且控制精度较差。

　　空调供回水总管上温度传感器将供回水温差集中反馈到PID控制器，与设定温差值比较，并判断差值，通过PID比例积分计算，由计算机控制变频器将电网输入水泵的50Hz的交流电，逆变为符合控制要求频率的交流电，使冷媒水泵按控制要求的转速运行，从而控制冷媒水泵的流量，通过改变水泵流量保证供回水温差恒定。系统图如。

　　这种方式不破坏原有空调与电气系统，控制精度较高。

　　改造后的变频控制比原有方式大大节约电能。一套135Hz变频控制系统约需10万元。

　　按节电40、每度电1.17元、每天工作10小时，每月工作30天计：只需5.3个月便可收回投资。

　　空调冷媒水泵恒温差变频控制系统图五、变频调速控制系统的其他优点变频调速控制系统除了节电外，还有其他优点：通信与广播电视1.对水泵的电机可实现缺相、过载、过流、过热、过压等保护。

　　2.变频调速采用软起动，避免了直接起动的冲击及直接断开水泵对管路系统造成的冲击（水锤现象）。

　　3.采用变频调速技术后，栗的转速下降，轴承等机械部件磨损减少，泵端面密封不易损坏，泵的故障减少，寿命延长，维修工作量也相应减少。

　　4.变频调速控制系统精度高，控制质量好，且操作简单t 5.变频调速控制系统既是动力源又是调节流量的执行机构，用它可取代调节阀。由于它不和工艺介质接触，不存在介质冲击和腐蚀问题。