摘要：中央空調系統在設計時是按天氣最熱、負荷最大計算的，并留10-20%的設計余量。然而實際上絕大部分時間中央空調是不會運行在滿負荷狀態下，存在較大的富余，尤其是春秋兩季更明顯。中央空調的冷凍主機是可以根據負載變化隨之加載或減載，但冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化作出相應調節，這就造成了能源的很大浪費。
　　關鍵詞：中央空調，節能，改造
　　本人有幸主持參與了順聯國際購物中心中央空調系統的冷凍水泵和冷卻水泵節能改造，并取得良好的效果，現就有關的改造情況介紹如下：
　　順聯國際購物中心是一家經營品牌產品、名優產品的大規模的綜合商場，其購物環境、舒適度要求高，室內溫度需控制在22～24℃。商場安裝了一臺750冷噸開利中央空調機組，其中冷凍泵三臺75KW水泵，冷卻泵三臺75KW水泵。中央空調是國際購物中心里的耗電大戶，每年的電費中空調耗電占60%左右，因此中央空調的節能改造顯得尤為重要。
　　一、水泵節能改造的原理
　　由水泵的工作原理可知：水泵的流量與其轉速成正比；水泵揚程與其轉速的平方成正比，而水泵的軸功率等于流量與揚程的乘積，故水泵的軸功率與其轉速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比），
　　即：Q∝nH∝n2P∝n3
　　變頻器能根據冷凍水泵和冷卻水泵負載變化隨之調整水泵電機的轉速，在滿足中央空調系統正常工作的情況下使冷凍水泵和冷卻水泵作出相應調節，以達到節能目的。水泵電機轉速下降，電機從電網吸收的電能就會大大減少。
　　減少的功耗△P=P0〔1-(N1/N0)3〕①式
　　減少的流量△Q=Q0〔1-(N1/N0)〕②式
　　其中：N1為改變后的轉速，N0為電機原來的轉速，P0為原電機轉速下的電機消耗功率，Q0為原電機轉速下所產生的水泵流量。
　　由上式可以看出流量的減少與轉速減少的一次方成正比，但功耗的減少卻與轉速減少的三次方成正比。
　　例如：假設原流量為100，耗能也為100。如果轉速降低10，由②式得減少的流量△Q為10，由①式得減少的功耗△P為27.1，即比原來減少27.1%。
　　二、水泵節能改造的方案
　　根據該中央空調系統的配置情況，對冷卻水系統，冷凍水系統進行變頻控制改造，控制方式采用變頻器一拖三帶軟起動器，控制信號采用溫度自動閉環調節。即用溫度傳感器對冷卻水的水溫、冷凍水溫差的進行采樣，并轉換成電信號（一般為4—20mA）后送至變頻器,變頻器將該信號與設定值進行比較運算后決定變頻器輸出頻率，改變冷凍水泵、冷卻水泵的運行轉速，達到節能目的。
　　1．系統主回路
　　冷凍、冷卻系統主回路：如圖

　　2．冷凍系統工作原理
　　在制冷模式下，在保證最末端設備冷凍水流量供給的情況下，確定一個冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調節是通過安裝在冷凍水系統回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經由溫度控制器設定的溫度來控制變頻器的頻率增減。機組變頻啟動時，回水溫度高于設定溫度，變頻器起動1號電機（KMA、1KM1閉合），當電機正常運行后，將其切換到工頻運行（閉合1KM2，斷開KMA、1KM1）；變頻器檢測回水溫度，如果回水溫度高于設定溫度，變頻器升頻運行2號電機（KMA、2KM1閉合），直至2號電機工頻運行（閉合2KM2，斷開2KM1），變頻器升頻運行3號電機（3KM1閉合）；反之，2臺主電機全部工頻運行時，如果回水溫度低于設定溫度，變頻器降頻運行，當變頻器運行到切換下限時，如果回水溫度低于設定溫度，變頻器將運行時間最長的工頻電機停止（斷開1KM2），變頻器升頻運行一段時間后，檢測回水溫度低于設定溫度，變頻器降頻運行，直至全部工頻電機停止，變頻器運行到低于切換頻率下限時，以鎖定的下限頻率運行。制熱模式下的原理相似，在此不累述。軟起動器起動作為工頻運行方式備用。以上兩種種方式沖擊電流較小，對電網基本無影響，還可以消除“水錘效應”，在中大型供水系統中得到廣泛的應用。
　　3．冷卻水系統的閉環控制
　　在保證冷卻塔有一定的冷卻水流出的情況下，通過控制變頻器的輸出頻率來調節冷卻水流量，當中中央空調冷卻水出水溫度低時，減少冷卻水流量；當中中央空調冷卻水出水溫度高時，加大冷卻水流量，從而達到在保證中中央空調機組正常工作的前提下達到節能增效的目的。
　　先確定一個冷卻泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設定為下限頻率并鎖定。變頻冷卻水泵的頻率是取冷卻管進、出水溫度差和出水溫度信號來調節，當進、出水溫差大于設定值時，頻率無極上調，當進、出水溫差小于設定值時，頻率無極下調，同時當冷卻水出水溫度高于設定值時，頻率優先無極上調，當冷卻水出水溫度低于設定值時，按溫差變化來調節頻率，進、出水溫差越大，變頻器的輸出頻率越高；進、出水溫差越小，變頻器的輸出頻率越低。
　　三、中央空調節能改造的效果
　　通過對冷凍、冷卻系統的節能改造，取得了以下三方面的效果：
　　1．改善了空調機組的控制性能
　　空調機組的水泵設備通過節能改造后，冷凍、冷卻系統運行穩定，抗干擾能力強，高效節能，保護功能完善，運行操作簡單安裝方便，實現了原系統與變頻運行雙回路控制、切換。原系統由Y-△啟動改為軟啟動器起動，保證水泵電機平穩啟動、低噪音，環保效果顯著。
　　2．節電效果顯著
　　對本次中央空調的冷凍、冷卻系統節能效果進行測試。在冷凍泵、冷卻泵分別裝電度表，實測工頻（改造前）和變頻（改造后）兩種運行模式下的耗電情況，計算出節電率。測試時的氣溫不高（26℃），中央空調的負荷輕。
　　①中央空調節能測試記錄

　　
　　節電率：冷凍泵系統(84.15-51.95)/84.15X100%=38.26%
　　冷卻泵系統(59.75-27.65)/59.75X100%=53.72%
　　②測試結果分析及評價：

 1/2    1 2 下一頁 尾頁