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Date: 2009-10-14 00:00:00Written By admin

空调水泵变频改造方案

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1、空调现状描述
无锡A公司是一家微电子加工企业，必须保持车间温度的恒定。中央空调系统用电设备包括制冷主机、冷冻水循环水泵、冷却水循环水泵、冷却塔和末端使用设备。车间大部空间采用全封密的，自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高。由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。而且冷冻、冷却水泵采用的均是Y—△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3—4倍，在如此大的电流冲击下，接触器的使用寿命大大下降；同时，启动时的机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械器件、轴承、阀门和管道等造成破坏，从而增加维修工作量、维修费用、设备也容易老化。另外由于冷冻泵轴输送的冷量不能跟随系统实际负荷的变化，其热力工况的平衡只能由人工调整冷冻主机出水压力来控制。这样，不仅浪费能量，也恶化了系统的运行环境、运行质量。特别是在某些末端设备温控稍有失灵或灵敏度不高时，将会导致温度偏差过大，严重干扰生产系统的运行质量。
2、水泵变频改造方案
经过分析，由于冷却水和冷冻水循环共由8台30KW冷冻水泵组成，四台运行，四台备用。所有水泵始终都在工频全压全速运行，投入运行的设备数量也是由人工控制，容易导致投入的设备功率过大而浪费用电，这是浪费用电的主要原因之一。

图1 空调循环系统及变频改造框图
依据上述分析，设计将冷却水泵采用恒温变频调速控制水泵按需供水实现节能；冷冻水泵采用恒压变频调速控制水泵按需供水实现节能。控制方式由原来的人工单台单控改为对全部水泵进行闭环自动变频调速控制，以确保冷却水、冷冻水按需求量变化，输出流量(功率)随之相应变化。为了降低成本，备用水泵切换投入运行状态采取人工方式。
冷却水泵控制器通过温度传感器将水温读入控制器内存，并计算出温度值；然后根据设定温度和实际温度差值来控制变频器的转速，调节出水的流量。
冷冻水泵控制器通过压力传感器将出水压力读入控制器内存，并计算出压力值；然后根据设定压力和实际压力差值来控制变频器的转速，调节出水的流量。
3、改造效果评估
3.1 节能效果
改造后，所有水泵都由变频调速系统控制，运行平稳，既克服了以往水泵直接起动耗能多、水锤冲击等缺点，又实现了按需供水，避免了浪费。由于流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵、风机的转速就，水泵、风机的功率可以下降得更多。具体节能效果见表2：
表2 变频改造前后用电量对比

	单台电机年用电量（度）	电费单价（元/度）	电费（元）
改造前	262800	1.1	289080
改造后（按40HZ运行计算）	134553	1.1	148008
节约电费			141072

3.2 运行效果
变频节能改造后除了可以节省大量的电能外还具有以下优点：
（1）、电机起动是软起动，电流从零到额定电流连续变化，减小了大电流对电机的冲击；
（2）、电机软起动转速从0开始缓慢升速，可以有效减少水泵或风机的机械磨损；
（3）、变频器是高性能的电力电子设备，具有较强的电机保护功能，能延长系统的各部件使用寿命；
（4）、使室温维持恒定，保持生产线工作稳定
（5）、经过改造后，可以使系统具有较高的可靠性，减少了维修维护工作量

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