一,、 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(fù)荷最大時設(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(fù)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(jī)可以根據(jù)負(fù)載變化隨之加載或減載,，冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負(fù)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(dá)不到合理效果的情況,。為了解決這些問題需使水泵隨著負(fù)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Y-△起動方式,，電機(jī)的起動電流均為其額定電流的3～4倍,，一臺90KW的電動機(jī)其起動電流將達(dá)到500A，在如此大的電流沖擊下,，接觸器,、電機(jī)的使用壽命大大下降，同時,，起動時的機(jī)械沖擊和停泵時水垂現(xiàn)象,，容易對機(jī)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(jìn)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(dá)到節(jié)能和延長電機(jī)、接觸器及機(jī)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(fù)載變化隨之調(diào)整水泵電機(jī)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(dá)到節(jié)能目的,。水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速下降,，電機(jī)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(jī)原來的轉(zhuǎn)速,，P0為原電機(jī)轉(zhuǎn)速下的電機(jī)消耗功率，Q0為原電機(jī)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(jī)后，電機(jī)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(jī)使用壽命最主要、最直接的因素,，同時采用變頻器控制電機(jī)后還可避免水垂現(xiàn)象,，因此可大大延長電機(jī)、接觸器及機(jī)械散件,、軸承,、閥門、管道的使用壽命。
二,、 水泵節(jié)能改造的方案
　 中央空調(diào)系統(tǒng)通常分為冷凍（媒）水和冷卻水兩個系統(tǒng)（如下圖,，左半部分為冷凍（媒）水系統(tǒng)，右半部分為冷卻水系統(tǒng)）,。根據(jù)國內(nèi)外最新資料介紹,，并多處通過對在中央空調(diào)水泵系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制改造的成功范例進(jìn)行考察，現(xiàn)在水泵系統(tǒng)節(jié)能改造的方案大都采用變頻器來實現(xiàn),。

1,、 冷凍（媒）水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制
〔1〕、制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制
該方案在保證最末端設(shè)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(shè)定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度,，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減，控制方式是：冷凍回水溫度大于設(shè)定溫度時頻率無極上調(diào),。
〔2〕,、制熱模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制
　 該模式是在中中央空調(diào)中熱泵運行（即制熱）時冷凍水泵系統(tǒng)的控制方案。同制冷模式控制方案一樣,，在保證最末端設(shè)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(shè)定為下限頻率并鎖定,，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度,，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減。不同的是：冷凍回水溫度小于設(shè)定溫度時頻率無極上調(diào),，當(dāng)溫度傳感檢測到的冷凍水回水溫越高,，變頻器的輸出頻率越低。
　 無錫伊萊克電氣有限公司生產(chǎn)的系列智能變頻器都具有以上功能,，通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器（如圖,，安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的A處）來檢測冷凍水的回水溫度，并可直接通過設(shè)定變頻器參數(shù)使系統(tǒng)溫度調(diào)控在需要的范圍內(nèi),。
另外,，針對已往改造的方案中首次運行時溫度交換不充分的缺陷，無錫伊萊克電氣有限公司生產(chǎn)的系列智能變頻器增加了首次起動全速運行功能,，通過設(shè)定變頻器參數(shù)可使冷凍水系統(tǒng)充分交換一段時間,，然后再根據(jù)冷凍回水溫度對頻率進(jìn)行無極調(diào)速，并且變頻器輸出頻率是通過檢測回水溫度信號及溫度設(shè)定值經(jīng)ＰＩＤ運算而得出的,。
　 2,、 冷卻水系統(tǒng)的閉環(huán)控制
目前，在冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行改造的方案最為常見，節(jié)電效果也較為顯著,。該方案同樣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(diào)節(jié)冷卻水流量，當(dāng)中中央空調(diào)冷卻水出水溫度低時,，減少冷卻水流量,；當(dāng)中中央空調(diào)冷卻水出水溫度高時，加大冷卻水流量,，從而達(dá)到在保證中中央空調(diào)機(jī)組正常工作的前提下達(dá)到節(jié)能增效的目的,。
現(xiàn)有的控制方式大都先確定一個冷卻泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定,，變頻冷卻水泵的頻率是取冷卻管進(jìn),、出水溫度差和出水溫度信號來調(diào)節(jié)，當(dāng)進(jìn),、出水溫差大于設(shè)定值時,，頻率無極上調(diào)，當(dāng)進(jìn),、出水溫差小于設(shè)定值時,，頻率無極下調(diào)，同時當(dāng)冷卻水出水溫度高于設(shè)定值時,，頻率優(yōu)先無極上調(diào),，當(dāng)冷卻水出水溫度低于設(shè)定值時，按溫差變化來調(diào)節(jié)頻率,，進(jìn),、出水溫差越大，變頻器的輸出頻率越高,；進(jìn),、出水溫差越小，變頻器的輸出頻率越低,。
　無錫伊萊克電氣有限公司通過市場調(diào)查與了解,，并經(jīng)多方實踐應(yīng)用與論證，現(xiàn)用于冷卻水系統(tǒng)閉環(huán)控制的系列智能變頻器采用同制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)閉環(huán)控制一樣的控制方式,。
　與其他廠家的控制方式相比,，其優(yōu)點有：
　1、 只需在中中央空調(diào)冷卻管出水端安裝一個溫度傳感器（如圖,，安裝在冷卻水系統(tǒng)中中央空調(diào)冷卻水出水主管上的B處）,，簡單可靠。
2,、 當(dāng)冷卻水出水溫度高于溫度上限設(shè)定值時,，頻率直接優(yōu)先上調(diào)至上限頻率。
　3、 當(dāng)冷卻水出水溫度低于溫度下限設(shè)定值時,，頻率直接優(yōu)先下調(diào)至下限頻率,。而采用冷卻管進(jìn)、出水溫度差來調(diào)節(jié)很難達(dá)到這點,。
4,、 當(dāng)冷卻水出水溫度介于溫度下限設(shè)定值與溫度上限設(shè)定值時，通過對冷卻水出水溫度及溫度上,、下限設(shè)定值進(jìn)行ＰＩＤ計算,，從而達(dá)到對頻率進(jìn)行無極調(diào)速，閉環(huán)控制迅速準(zhǔn)確,。
　5,、 節(jié)能效果更為明顯。當(dāng)冷卻水出水溫度低于溫度上限設(shè)定值時,，采用冷卻管進(jìn),、出水溫度差來調(diào)節(jié)方式?jīng)]有將出水溫度低這一因素加入節(jié)能考慮范圍，而僅僅由溫度差來對頻率進(jìn)行無極調(diào)速,，而采用上,、下限溫度來調(diào)節(jié)方式充分考慮這一因素，因而節(jié)能效果更為明顯,，通過對多家用戶市場調(diào)查，平均節(jié)電率要提高5％以上,，節(jié)電率達(dá)到20％～40％,。
6、 具有首次起動全速運行功能,。通過設(shè)定變頻器參數(shù)中的數(shù)值可使水系統(tǒng)充分交換一段時間,，避免由于剛起動運行時熱交換不充分而引起的系統(tǒng)水流量過小。
經(jīng)蘇錫常及上海,、杭州,、河南、江西,、鎮(zhèn)江,、山東、南京等地區(qū)數(shù)十家單位長期使用,，無錫英福電氣有限公司生產(chǎn)的系列智能變頻器節(jié)電率均在40％左右,，節(jié)電效果顯著，產(chǎn)品性能可靠,，還可大大延長電機(jī),、接觸器及機(jī)械散件、軸承、閥門,、管道的使用壽命,，由此可為中中央空調(diào)使用單位帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。