中达电通空调系统变频节能解决方案

空调系统的变频节电原理:

·风机、冷却水泵、冷冻泵电机消耗的电功率与频率的三次方成正例
·在能保证负荷驱动的情况下, 降低电机的工作频率, 可有效节能
·节能效果约为1 - fr3/503 (fr为电机实际工作频率), 在45Hz时, 节能效果可达到 27.1%.
·压缩机的变频节能改造有一定的技术难度, 通常不对其进行变频调速改造
·在保证机房设备运行温度范围内, 可降低或提高空调的设定温度(如冬季设定温度为19度, 夏季设定为24度), 节能10~15%/2度温度差, 最好自动控制, 以达最佳节能效果
·室外温度与室内温度平衡时, 停止压缩机, 降低空调系统的功率消耗, 平均节能可达到20%左右.



空调系统变频控温系统原理:






冷却泵、冷冻泵及塔顶风机系统原理特点:
·节能效果取决于环境温度与设定温度之差, 电机工作在最佳节能状态
·输入输出具有滤波装置, 可有效抑制对电网的传导干扰
·整套控制装置放置在屏蔽机柜或机箱中, 电磁辐射干扰小
·安装施工简单, 改造周期短, 维护方便
·具有故障状态自动切换回原控制系统功能, 不影响正常使用
·零力矩启动, 减少能耗, 降低对电网的冲击和干扰
·不需频繁启动, 有利于延长设备寿命
·可根据室外、室内温度, 自动调节压缩机组的温度设定, 使之处于最大节能状态
·能远程监控

一拖N变频方案

若干台冷冻泵由一台变频器控制,若干台冷却泵由另外一台变频器控制.各台泵间的切换方法如下:

(1)先激活1号泵,进行恒温度(差)控制;
(2)当1号泵的工作频率上升至50Hz时,将它切换至工频电源;同时将变频器的给定频率迅速降到0Hz,使2号泵与变频器相接,并开始激活,进行恒温度(差)控制;
(3)以下类似.当N号泵的工作频率下降至设定的下限切换频率时,则将1号泵停机;当N号泵的工作频率再次下降至设定的下限切换频率时,则再次将2号泵停机;以此类推.这是只有N号泵处于变频调速状态. 这种方案的主要优点是只用一台变频器,设备投资较少;缺点是节能效果稍差.


一拖一全变频方案

所有的冷冻泵和冷却泵都采用变频调速.其切换方法如下:

(1)先激活1号泵,进行恒温度(差)控制;
(2)当工作频率上升至设定的切换频率上限值(通常可以小于50Hz)时,激活2号泵,1号泵和2号泵同时进行变频调速.实现恒温度(差)控制;
(3)当工作频率又上升至切换频率时,激活3号泵,三台泵同时进行变频调速,实现恒温度(差)控制;
(4)当三台泵同时运行,而工作频率下降至设定的下限切换频率时,可关闭1号泵,系统进入同时控制两台的状态;
(5)当两台泵同时运行,而工作频率再次下降至设定的下限切换频率时,再关闭2号泵,系统进入单台运行的状态; 全变频调速系统由于每台都要配置变频器,故设备投资较高,但节能效果却要好得多.


两种方案的比较

假设某单位有两台水泵供水,每台泵的电动机容量是Pn=100Kw,每台泵全速时的供水流量为Qn,所需供水压力为Pa, 每天的平均流量为Qa=150%Qn. 每台泵的空载损耗约为Po=15%Pn=0.15*100Kw=15Kw.在低频低速时,空载损耗因铁损和机械损耗有所减少而减少,由于所占的比例较小,可粗略的认为Po=const.所以全速时实际的用于水泵的功率为Pp=Pn-Po=85Kw.

(1) 一拖N变频方案:
1号泵由变频启动, 接近50Hz时, 转由工频电源供电, 处于全速运行状态,提供流量为Qn; 2号泵由变频器供电,只需提供50%Qn的流量;

P=(85+15)Kw+(85*0.53+15)Kw=126Kw

(2)全变频方案 1号泵和2号泵都由变频器供电, 各提供75%Qn的流量, 两台电动机的转速都按0.75Nn(Fx=37.5Hz)计.

P=(85*0.75*0.75*0.75+15)Kw*2=102Kw



空调系统的节电投资回收分析:

·4万门交换局交换机房及办公楼, 每套100kW中央空调系统年耗电费(半年有效使用) 26 万元计算
·节能达20%, 每年节约电费 5.2 万元
·改造一套空调系统投资 8 万元
·收回投资的时间约为 1.5 年
·按空调使用寿命10年计,总节约电费 5.2 x 10 = 52 万元。