中央空調(diào)變頻節(jié)能控制柜
變頻器在中央空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用
水泵節(jié)能改造的必要性
中央空調(diào)是大廈里的耗電大戶,每年的電費中空調(diào)耗電占60%左右,因此中央空調(diào)的節(jié)能改造顯得尤為重要。
由于設(shè)計時,中央空調(diào)系統(tǒng)必須按天氣最熱、負荷較大時設(shè)計,并且留10-20%設(shè)計余量,然而實際上絕大部分時間空調(diào)是不會運行在滿負荷狀態(tài)下,
存在較大的富余,所以節(jié)能的潛力就較大,其中,冷凍主機可以根據(jù)負載變化隨之加載或減載,冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化作出相應(yīng)調(diào)節(jié),存在很大的浪費。
水泵系統(tǒng)的流量與壓差是靠閥門和旁通調(diào)節(jié)來完成,因此,不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象,不僅大量浪費電能,
而且還造成中央空調(diào)最末端達不到合理效果的情況。為了解決這些問題需使水泵隨著負載的變化調(diào)節(jié)水流量并關(guān)閉旁通。
再因水泵采用的是直接起動方式,電機的起動電流均為其額定電流的6~8倍,一臺45KW的電動機其起動電流將達到450A,在如此大的電流沖擊下,
接觸器、電機的使用壽命大大下降,同時,起動時的機械沖擊和停泵時水錘現(xiàn)象,容易對機械散件、軸承、閥門、管道等造成破壞,從而增加維修工作量和備品、備件費用。
綜上,為了節(jié)約能源和費用,需對水泵系統(tǒng)進行改造,經(jīng)市場調(diào)查與了解采用成熟的變頻器來實現(xiàn),以便達到節(jié)能和延長電機、接觸器及機械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。
這是因為變頻器能根據(jù)冷凍水泵和冷卻水泵負載變化隨之調(diào)整水泵電機的轉(zhuǎn)速,在滿足中央空調(diào)系統(tǒng)正常工作的情況下使冷凍水泵和冷卻水泵作出相應(yīng)調(diào)節(jié),以達到節(jié)能目的。
水泵電機轉(zhuǎn)速下降,電機從電網(wǎng)吸收的電能就會大大減少。
其減少的功耗 △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(zhuǎn)速,N0為電機原來的轉(zhuǎn)速,P0為原電機轉(zhuǎn)速下的電機消耗功率,Q0為原電機轉(zhuǎn)速下所產(chǎn)生的水泵流量。
由上式可以看出流量的減少與轉(zhuǎn)速減少的一次方成正比,但功耗的減少卻與轉(zhuǎn)速減少的三次方成正比。
如:假設(shè)原流量為100個單位,耗能也為100個單位,如果轉(zhuǎn)速降低10個單位,
由(2)式△Q=Q0〔1-(N1/N0)〕=100*〔1-(90/100)〕=10可得出流量改變了10個單位,
但功耗由(1)式△P=P0[1-(N1/N0)3]=100*〔1-(90/100)3〕=27.1可以得出,功率將減少27.1個單位,即比原來減少27.1%。
再因變頻器是軟啟動方式,采用變頻器控制電機后,電機在起動時及運轉(zhuǎn)過程中均無沖擊電流,而沖擊電流是影響接觸器、電機使用壽命最主要、最直接的因素,
同時采用變頻器控制電機后還可避免水垂現(xiàn)象,因此可大大延長電機、接觸器及機械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。