中央空調頻率轉換能源節省技術

1。中央空調能量的最佳方法

，由于中央空調的主要設備是風扇水泵，因此節能的最佳方法是使用頻率轉換器。目前，大多數中間空調還采用了過去的舊控制方法，即：通過更改壓縮機單元，水泵和風扇的起始和停止數量，以達到調節溫度的目的。

這種調整方法的缺點集中在以下幾點中：

設備已完全打開或封閉了很長時間，并且依次運行，這會浪費驚人的電力。

電動機直接從高沖擊電流開始，這嚴重影響了設備的使用壽命。

溫度控制效果不好。當環境或冷熱載荷發生變化時，只能通過增加或減少冷水泵的數量或使用擋風玻璃板來調整室內溫度。溫度大大波動，舒適度很差。

中央空調在采用頻率逆變器后具有以下優勢：

頻率逆變器可以軟啟動電動機，從而大大降低了沖擊電流，從而降低了運動軸承的磨損，并延長了軸承壽命。

可以通過更改轉換器的工作頻率來直接實現水泵風扇的流量和壓力

可以減小或取消擋板和閥門。

該系統消耗的功率大大降低，噪音降低。

如果采用了溫度閉環控制方法，則系統可以通過檢測環境溫度自動調節空氣體積，并隨著天氣和熱負荷的變化而自動調整。溫度變化很小，調整很快。

該系統可以通過FieldBus與中央控制室聯網，以實現集中的遠程監視。

2。供水系統的頻率轉換和節能轉換

它是否是溴化鋰單元或電氣冷藏單元（Freon）單位的中央空調系統，主機本身的能源消耗由該單元控制，并且單位外部的功耗組無法控制。這部分的成本很高，但通常被忽略。特別是對于溴化鋰單元，當冷藏處于額定狀態時，機器外的水泵和冷卻塔的電動機消耗約占總能量消耗成本的30％（計算為每公斤油2元，每公斤電力1元）。無論是從環境保護的角度還是用戶的重要利益的角度，中央空調系統都應被設計為最節能的系統。使用逆變器來控制外部水泵電動機和冷卻塔電動機是最簡單，最有效的節能措施。通常，可以節省功率的20％至50％，這可以節省每年單位和系統總運營成本的12％至20％，這是非常驚人的。

1。冷卻水泵頻率轉換控制

中央空調的冷卻水泵的功率是根據空調制冷裝置的壓縮機的全部負載設計的。當環境溫度和各種外部因素時，制冷單元無需打開所有壓縮機。目前，還減少了空調的冷凝系統所需的冷卻量。此時，可以通過頻率轉換器調節冷卻水泵的速度，降低冷卻水的循環速度和流動，并使冷卻水的冷卻負載通過冷凝系統充分利用，從而實現節能。以下數據來自公司中央空調的可變頻率節能轉換。冷卻水泵和冷溫水泵在低流速時可以大大節省電力。特別是對于直接燃燒發動機的冷卻水流曲線的特性，頻率轉換控制更有意義。從Yuanda BZ類型的中央空調系統的測試數據中，使用yirip逆變器直接燃燒發動機來控制水泵的一個例子：

當冷卻能力為75％時，設備所需的冷卻水流量為34％，而液泵功率為20％；當冷卻功率為50％時，冷卻功率為50％，而冷卻量為50％；約為15％。

2。冷和溫度水泵的頻率轉換控制

中央空調的制冷劑水泵的功率是根據空調的全部負載設計的。當酒店，酒店和建筑物所需的冷卻或熱量無法達到空調的全部負載時，可以通過逆變器速度調節器調節制冷劑水的速度，以降低制冷劑水的循環速度，從而使冷卻和熱量可以充分利用，從而可以利用節能。如果使用水泵進行冷卻和加熱，則冬季水泵的流速只需要50％，這自然可以節省電力。即使冬季和夏季單獨的泵運行，在低負載季節（例如流量的90％）中，流量也可以適當地降低，功耗約為75％。

3。冷卻塔風扇頻率轉換控制

風扇電源通常很小，節能不如水泵那樣明顯。但是，風扇采用頻率轉換控制以極大地幫助冷卻水恒溫，這對于設備的冷卻恒溫至關重要。它可以穩定該設備的溶液循環并最大程度地節省燃油。冷卻塔風扇以低速運行，可以大大減少漂移，節省水源，延遲水質惡化并減少水霧對周圍環境的影響。

4。使用逆變器的其他好處

，因為逆變器的啟動和停止過程逐漸更強和較弱，因此它可以消除電動機啟動對電網的影響。它可以避免由超負荷引起的電動機故障。

由于電動機通常在低負載下運行，因此它可以極大地延長電動機，水泵和風扇的壽命。同時，由于缺乏啟動和停止沖擊，加上流量的減少，管道壓力和影響力降低，因此它還對管道，閥門和終端設備起保護作用。另一方面，設備的噪音和振動降低，以保護環境。

5。中央空調單元的外部頻轉換器的控制方法

根據冷卻水出口/入口的溫度更改泵的速度，并調整流量；

改變冷卻塔風扇速度，根據冷卻水的溫度調節水的溫度，并根據泵的速度和泵的速度來調整泵的速度;

　　Change the pump speed according to the temperature of the cooling water outlet, and adjust the flow rate;

　>

　　Change the pump speed according to the return water temperature of the refrigerant water and adjust the tax flow;

　　3. Central air conditioning terminal equipment - variable air volume unit frequency conversion control

　　Variable air volume unit is also an important part of the central air conditioning system.性能指標（空氣量，冷卻量，噪聲，消耗量）不僅是可變空氣量單元本身的性能，而且更重要的是控制模式，控制器的性能和質量。

隨著中央空調的連續普及，可變的空氣體積單位調節控制器經歷了三個發展階段：

第一階段：空氣閥調節。它可以調節空氣量，但它會消耗大量電力并且有很多噪音。

階段2：晶閘管的電壓調節和速度調節。它可以調節空氣量，冷卻能力和節能，并提高可變空氣體積單元的噪聲。它的缺點是大尺寸，低可靠性和穩定性以及高失敗率。

第三階段：頻率轉換調整。它可以在最大程度上滿足空氣量，冷卻能力和噪音調節的要求，并具有更明顯的節能效果，尺寸較小，可靠性和穩定性。

目前，中央空調行業內部人員對頻率轉換器的獨特優勢受到青睞。

中央空調的打印保存原理，以調節制冷/冷卻泵的速度：

使用交流頻率轉換技術來控制冷藏/冷卻泵的運行，是轉化節能轉換中央空調系統的有效方法之一。

泵的負載功率在第三功率比率的關系中，即p∝n3，其中p是冪，n是速度；可以看出，通過使用可變頻率調節來減少水泵流的經濟益處非常重要。當所需的流量降低并且水泵的速度降低時，其電動機的所需功率會降低速度的第三次功率。例如：

A。 p'=（0.7）3p = 0.343是當冷卻器的負載減少，所需的水流降低并通過電動機速度調節設備降低泵的速度以減少水流時的功率節省速率為65.7％

。泵的軸功率相應降低，電動機的輸入功率也會降低。當冷卻能力增加時，冰箱的負載會增加，冷凝器進出的水之間的溫度差增加，逆變器的工作頻率增加，水泵的速度增加，水流增加，從而維持恒溫的溫度差。反之亦然。這實現了理想的節能效應。

在中央空調中使用三個晶體頻率轉換器

在我國快速經濟發展的背景下，由于房地產的快速發展，中央空調的市場需求已顯示出強烈的增長趨勢。隨著市場能力不斷提高的吸引，越來越多的制造商加入了商業中央空調領域。中央空調系統中節能技術的應用對于提高中央空調的自動化水平，減少能源消耗，減少對電網的影響以及延長機械和管道的使用壽命至關重要。

中央空調是現代建筑物，酒店和購物中心的必不可少的設施。它可以使人們在所有季節中度過溫暖舒適的一天。由于中央空調的大量功率和能源消耗，并且在設計中的“大馬拉動汽車”現象的現象，向中央空調支付電費是用戶的巨大費用。由于季節的變化，白天和黑夜的變化，酒店和餐館入住率的變化，娛樂場所的開放時間變化等，中央空調系統會改變室內熱源吸收量。此外，電動機功率設計在過程設計中非常豐富，因此有明顯的節能空間。將頻率轉換技術引入中央空調系統以保持恒定的室內溫度，其節能轉換是降低成本和提高效率的捷徑。

中央空調系統

圖1顯示了一個典型的中央空調單元系統圖，主要由三個部分組成：冷藏水循環系統，冷卻水流循環系統和主要單元：

冷凍水流循環系統

冷卻水循環零件

該部分由冷卻泵，冷卻水管，冷卻水塔和冷凝器組成。雖然冷凍的水循環系統執行室內熱交換，但它不可避免地會在房間中帶走大量熱能。這種熱能通過宿主的制冷劑轉移到冷卻水中，從而升高了冷卻水溫。冷卻泵將加熱的冷卻水壓入冷卻水塔（出口水），以便它可以與大氣交換熱量，然后降低溫度，然后將其發送回主冷凝器（返回水）。

　　Host

　　The main unit is composed of a compressor, an evaporator, a condenser and refrigerant (refrigerant), etc., and its working cycle is as follows:

　　First, the low-pressure gaseous refrigerant is pressurized by the compressor and enters the condenser and gradually condenses into a high-pressure liquid.在冷凝過程中，制冷劑將釋放大量的熱能，這些熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并發送到室外冷卻塔，最后釋放到大氣中。然后，當冷凝器中的高壓液體制冷劑在蒸發器之前流過節流和減壓裝置時，由于壓力突然變化，它會蒸發，從而形成氣液體混合物進入蒸發器。制冷劑在蒸發器中不斷蒸發，同時它從冷凍水中吸收熱量，以使其達到較低的溫度。最后，蒸發器中的氣化制冷劑再次變成低壓氣體，再次進入壓縮機，循環重復自我。

節能理論

中央空調能量轉化之前的工作條件

在設計中央空調系統時，制冷泵和冷卻泵的電動機容量是根據建筑物的最大設計熱負載選擇的，可提供一定的設計倍率。由于四個季節的白天和黑夜之間氣候和溫度差的變化，中央空調的熱負荷總是在變化。下圖2顯示了平民建筑物的平均熱負荷：如上圖所示，該中央空調的一年中的負載速率超過了總運營時間的50％。通常，冷卻水管道的設計溫度差為5至6℃，而實際應用則表明，在大多數情況下，冷卻水管的溫度差僅為2至4℃，這意味著制冷水和冷藏所需的冷卻水的流動通常低于設計的流動，這會導致較低的溫度差異，這會導致較低的溫度差異，而較低的工作狀況低負載和較大的工作狀態，且較大的工作環境流動較低。

在使用節能系統之前，電源下的水泵始終以全速運行，并且管道中的供水流量只能通過閥門或回流方法調整，這將不可避免地導致大量的節流和回流損失，并且同時還會增加電動機和消耗的電動機和消耗的負載。

中央空調水泵電動機的功耗約占中央空調系統總功耗的30-40％，因此在轉換時具有非常明顯的節能效果。

根據流體力學理論節能理論，可以看出，離心流體傳輸設備的輸出流量Q（例如離心水泵，風扇等）與速度N成正比；輸出壓力P（頭）與速度N的平方成正比；輸出功率N與其速度n的立方功率成正比。 It can be expressed by mathematical formula:

　　Q = K1 × n P = K2 × n2

　　N = Q × P = K3 × n3 (K1, K2, K3 are proportional constants)

　　It can be seen from the above principle that by reducing the speed of the water pump, the output power of the water pump can be reduced more.如果從理論上講，電動機的電源頻率從50Hz降低到40Hz，則低頻40Hz與高頻50Hz的輸出功率的比率為（40/50）3 = 0.512。

實踐已經證明，將頻轉換器節能系統連接到中央空調系統，使用頻轉換器技術來改變水泵的速度以調整管道中的流量，以替換閥門調整和返回流量，可以實現明顯的能量保存效果，并且一般的電力節省速度高于30％。同時，軟啟動功能和逆變器的平穩速度調節可以實現中央空調的平穩調整，并延長設備和管道的使用壽命。

分析節能解決方案

回流水與每個循環水系統的出口水溫之間的差異反映了整個系統所需的熱量交換量。因此，根據回流水和流水水之間的溫度差來控制循環水的流速，從而控制熱交換的速度是首選的節能控制方法。

冷藏水循環系統

冷凍水的出口溫度取決于主機的制冷效應，通常相對穩定。因此，冷凍回水的溫度可以準確反映室內熱負荷。因此，對于冷藏水循環系統的節能轉化，可以作為控制目標檢索水溫，并且可以通過逆變器自動調節冷藏泵的流速來控制室內溫度。

冷卻水循環系統

冷卻水循環系統受室外環境溫度和室內熱負荷的影響。循環水管一側的水溫無法準確反映系統的熱量交換量。因此，使用廢水和返回水之間的溫度差為控制室內溫度的基礎是一種合理的節能方法。當外部環境的溫度保持不變時，溫度差表示室內熱負荷很大。冷卻泵的速度應提高，冷卻水循環的速度應提高；相應地，溫度差很小，應降低冷卻泵的速度。

這種節能解決方案的基本思想是：

溫度傳感器安裝在宿主蒸發器的回流水，冷凝器和返回水的水上插座，并實時檢測到管道溫度，并實時檢測到模擬信號（0?10V或4?20mA）（0?10V或4?20mA）。相應的頻率命令是通過逆變器的內置PID操作輸出的，并自動調整泵速度，從而調整每個循環水的熱交換速度，并最終實現對恒定室內溫度的控制。應當指出的是，逆變器已將溫度差反饋處理函數整合在其設計中，并且該系統不需要配備特殊的控制模塊。

頻轉換器節能系統功能

1。逆變器接口是LED顯示，具有豐富的監視參數；鍵盤布局簡單易于操作；

2。逆變器具有多種電子保護設備，例如過電流，過載，過電壓和過熱，并且具有豐富的故障警報輸出功能，這些功能可以有效地保護供水系統的正常操作；

3。安裝逆變器后，電動機具有柔軟的啟動和無限的速度調節功能，這可以大大降低水泵和電動機的機械磨損并延長管道組的壽命；

4。逆變器配備了大容量濾波器電容器，可以有效地增加電氣設備的功率因數；

5。該系統實現了溫度的閉環調節，室內溫度平穩變化，人體感覺舒適。

摘要

將頻率轉換技術應用于中央空調系統對于提高中央空調的自動化水平，減少能源消耗，減少對電網的影響以及延長機械和管道的使用壽命至關重要。

空調能源的新趨勢

1。可變流量技術和可變頻率調節

提高空調系統運營的年度或季度能源效率的運行吸引了越來越多的關注。近年來，尤其是減少風扇和水泵的運行能源消耗引起了更多關注。因此，除了系統的微型化外，可變水量（VWV），可變空氣體積（VAV）和可變制冷劑流量（VRV）系統的研究和應用大大促進了制冷和空調技術的發展。可變流技術與機器和設備速度調節技術相結合可以大大提高空調系統和設備的能源利用率。

一方面，必須在系統設計中考慮可變交通技術的實現，另一方面，必須通過設備實現。泵和風扇的頻率轉換調整技術是通常使用的重要節能措施。

中央空調中水泵風扇的電力消耗占空調總消耗的30-40％。因此，泵和風扇的節能非常重要。

可變流水系統具有良好的節能效果。設計的負載操作時間約占總運行時間的（6-8）％，水泵消耗了大量能量，約占空調系統總能源消耗的約15-20％。由于水泵的實際工作點通常不在最高效率點，即使流速降低，實際功耗并沒有太大降低。使用頻率轉換速度控制設備調整流量可以達到良好的節能效果。

如果空氣供應區域較大或有許多房間，則可以在設計過程中將可變的空氣體積系統分為兩個或幾個系統，以使控制更加靈活，調整更方便，并且節能效果更為重要。

頻率轉換速度調節原理如下：

異步電動機的旋轉速度n由以下公式確定：

n = 60 f（1-s）/p

其中，其中： F是交流電源的頻率； S是電動機的滑動速率。

因此，對于異步電動機，當負載扭矩是恒定的時，其速度與電源頻率成正比。

當泵和風扇泵和風扇時，交流逆變器節能的原理：

泵和風扇的流速與旋轉速度的力量成正比。但是，軸功率n和速度n之間的關系如下：

n2 = n1 *（n2/n 1）3

即，泵或風扇的軸功率與旋轉速度的第三強度成比例。當運動速度從N1降低到N2時，軸功率將降低27％。當速度降低20％時，軸功率將降低49％。

與更改泵或風扇出口閥打開的方法相比，可變頻率調節方法的節能效果非常明顯。

2。儲能空調技術

能源存儲空調技術使用夜間電網槽中的動力來冷卻或加熱，將冷或熱能儲存，并在白天的高峰消耗期間電力緊密時釋放冷或熱能，以滿足冷水或熱水的需求，以建造空調。

（1）節能空調及其國際開發的起源

儲存和冷空氣的起源于1930年左右，最初用于劇院，教堂，乳制品加工廠等地方。在較短的時間內使用冷卻和濃縮負載。這種冷卻技術可以使用小型冰箱驅動大型冷卻負荷，這可以減少對制冷系統的初始投資。后來，冰箱的成本大大降低了，該技術的應用降至停滯期。 1973年的能源危機再次吸引了人們對空調冷卻的關注。在1980年代，在能源稀缺的發達國家迅速促進了冰儲存空調技術。應用效果在大型購物中心，辦公樓，商業和住宅建筑，酒店，娛樂場所，醫院和其他地方都有意義。從全球角度來看，世界上發達國家已經或正在使用冷卻空調。目前，這項技術是世界上一項成熟的技術，世界各地廣泛用于各個領域。目前，最新的冷卻空調是低溫和較大的溫度差冷卻和空氣供應技術的，并且一些項目的投資比傳統的空調系統少。

（2）隨著社會發展和生活水平的改善，我國家的冰冷空調技術的發展，我國各地的空調的電力消耗大大增加了。此外，由于夜班的生產效率較低，并且需要支付額外的夜班費用，因此許多公司逐漸返回白天的生產，導致逐年的電力負載相對較低。因此，城市電力消耗之間的峰值差異正在變得更大，城市高峰電力消耗期間的電力短缺正在迫使電力部門關閉并限制電力。以及槽電量期間的電力盈余。根據美國，日本和臺灣省的經驗，解決上述矛盾的一種有效方法是開發儲能空調并將峰值負載轉移到低層時期。

與傳統的空調系統相比，冰儲存空調具有良好的社會利益，可以使電網降低山峰和填充山谷，優化資源分配，減少對電站的投資并保護生態環境。另一方面，對于使用冰儲存空調的所有者，他們還可以獲得以下好處：降低功率增加的成本，降低制冷大型機的安裝能力，減少對相應的配電設備的投資，節省大量運營成本，并繼續在電力瓦解期間作為緊急冷源提供冷卻。

（3）冷卻和空調技術的基本原理

冷卻中央空調僅意味著將一組冷卻設備添加到常規的中央空調中，例如：冰箱，冰儲罐，冰儲備桶等。冰儲存空氣儲備機構主要使用時機電力價格策略。在晚上的低電量消耗時期，他們使用電氣制冷機制冷卻，并以冰（或其他培養基）形式存儲所得的冷量。在白天的空調的高峰負載周期中，釋放冷卻能力可以達到更少或不偏向主機上的中央空調主機的目標。

（4）冷藏空調的分類

用冷儲物介質分開：

水存儲用水作為冷卻介質具有某些應用，并且在某些條件下具有優勢。

冰冷 - 目前最常用的是使用冰作為冷卻介質。

目前很少使用聚合物培養基，例如共鹽。

根據冷卻方法：

一些冷卻存儲很酷。部分冷卻是指冰箱的連續運行，該冰箱在夜間冷藏和存儲能量，以補充白天的峰值冷卻負載，并使用冰箱和白天的夜間存儲冷藏能力提供空調負載。部分冷卻是目前最常用的方法。

所有這些都很冷。所有冷卻都是在使用槽電荷時存儲冰和能量。白天，空調不使用制冰機。所有空調都充分供應存儲的冷能。該方法通常用于重建項目中，也適用于需要大量冷卻的建筑物，例如體育館。

（5）使用冰冷空調技術向用戶使用

降低制冷主裝置的安裝能力和功率的好處可以降低30％-50％。

降低電力容量增加費用，電源和分銷設施費用。減少對相應電力設備的投資，例如：變壓器，配電柜等。

在滿負荷下運行的設備的比例增加了，可完全改善設備利用率和效率。

系統冷卻能力調節是靈活的，在過渡季節，制冷主機未打開或更少，這具有明顯的節能效果。

使用低價電力可以節省大量運營成本，并節省40％-50％。

很容易達到較大的溫度差和低溫空氣供應，節省了輸送系統的投資和能源消耗。

較低的相對溫度和改善的空調質量可以有效防止中央空調綜合征。

它具有緊急功能。當停電時，您可以使用自己的力量開始水泵溶解冰和冷卻，從而提高了空調系統的可靠性。

缺點

通常，一次性投資大于常規空調（15％以內），而無需考慮功率增加費用。

冰存儲設備必須占用一定數量的建筑空間。

制冷過程中的主機效率低于空調期間的機器效率。

設計和調試相對復雜。

（6）冷卻和空調技術的社會益處

商用用電消耗通常集中在9：00-23：00之間。如果基于峰值電力負載建立發電設備和電源網格，則在槽期間，大量發電設備和電力傳輸設備無法完全發揮作用，并且每千瓦時的平均電源成本也將增加。 If a power plant transmission and distribution network is built based on the average power load, then during peak hours, the power load will exceed the power supply capacity, and power outages must be used to forcefully reduce the power load. After using cooling air conditioners, the refrigerator does not refrigerate or cools less during peak periods, so that the power load can be balanced and power supply can be ensured.

　　If we simply want to meet the peak power load needs, more new power plants must be built. After the social penetration rate of air conditioners is quite high, if cooling and air conditioning technology is used, about 40% of the load of the air conditioner electricity can be effectively transferred to the trough period, and a new power plant can be not built or slowed down. This improves the utilization rate and efficiency of existing power generation equipment and transmission and distribution networks, and improves the investment efficiency of power construction.