*空调系统变频*方案（一托二）

一、敝司简介

深圳市英威腾电气有限公司是以变频器及相关电力电子产品为主导, 集研发、制造与销售为一体的高科技企业。公司依托近十年在技术和市场方面的积累，于2002年4月整合后取得迅猛发展，年平均**过100%，跻身国内行业十强，被深圳市*评为“高新技术企业”和“软件企业”，并通过ISO9001:2000质量管理体系认证。

“众诚德厚，业精志远”是英威腾人信守的经营理念；以诚立业，以德立人是我们的价值取向；团结合作，宽以待人是我们处事的准则；精益求精，不断*是我们对产品*的追求；立足传动领域，将“INVT”打造成为国际化品牌是我们的目标和使命。

英威腾公司*以“提供*优化的产品”作为对顾客的*,诚信互利，共同发展作为与合作伙伴达成双赢的基础。

二、*空调系统概述

如下图1所示，*空调系统主要由冷冻水循环系统、冷却水循环系统及主机三部分组成：

1、冷冻水循环系统

该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道（出水），进入室内进行热交换，带走房间内的热量，*后回到主机蒸发器（回水）。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道，降低空气温度，加速室内热交换。

2、冷却水循环部分

该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时，*将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔（出水），使之与大气进行热交换，降低温度后再送回主机冷凝器（回水）。

3、主机

主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒（制冷剂）等组成，其工作循环过程如下：

*先，低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上，*终释放到大气中去。

随后，冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会吸收冷冻水中的热量使其*较低温度。*终，蒸发器中气化后的冷媒又变成低压气体，重新进入压缩机，如此循环往复.

三、*空调系统*分析

n            *空调*改造前的工况

在*空调系统设计时，冷冻泵、冷却泵的电机容量是根据建筑物的*大设计热负荷选定的，都留有*设计余量。由于四季气候及昼夜温差变化，*空调工作时的热负荷总是不断变化。下图2为一建筑物的实测热负荷情况：

如上图所示，该*空调一年中负荷率在50%以下的时间*过了*运行时间的50%。在没有使用*系统前，工频供电下的水泵*全速运行，管道中的供水流量只能通过阀门或回流方式调节，这*会产生大量的节流及回流损失，同时也增加了电机的负荷。

通常冷却水管路的设计温差为5～6℃，而实际应用表明大部分时间里冷却水管路的温差*为2～4℃，这说明制冷所需的冷冻水、冷却水流量通常都低于设计流量，这样就形成了*空调低温差、低负荷、大工作流量的工况，从而增加了管路系统的能量损失，白白消耗了许多电能。

*空调水泵电机的耗电量约占系统总耗电量的20-30%，故降低非满负荷工况下的水泵输出流量具有很重要的*意义。正因如此，根据热负荷变化而改变循环水流量的*空调*系统才显示了其*大的*性，并得到了越来越广泛的应用。

n            *理论根据

由流体力学理论可知，大部分流体传输设备（如离心式水泵、风机等）的输出流量Q与其转速n成正比；输出压力P（扬程）与其转速n的平方成正比；输出功率N与其转速n的三次方成正比，用数学公式可表示为：

Q＝ K₁× n

P＝ K₂× n²

N＝ Q × P ＝ K₃× n³  (K₁、 K₂、K₃为比例常数)

由上述原理可知，降低水泵的转速，水泵的输出功率就可以下降更多。如将电机的供电频率由50Hz降为40Hz，则理论上，低频40Hz与高频50Hz的输出功率之比为(40/50)³=0.512。

敝司长期实践证明，在*空调系统中接入变频*系统，利用变频技术改变水泵转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节及回流方式，能取得明显的*效果，一般节电率都在30％以上。同时变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对*空调的平稳调节，并可延长机组及管组的使用寿命。

四、*方案论述

*空调各循环水系统的回水与出水温度之差，反映了整个系统需要进行的热交换量。由此，根据回水与出水的温度差来控制循环水的流量，从而控制热交换的速度，是*的*控制方法。

u          冷冻水循环系统

冷冻水的出水温度是由主机的制冷效果决定的，通常比较稳定，因此冷冻回水温度可以准确的反映室内的热负荷情况。由此，对于冷冻水循环系统的*改造，可以取回水温度作为控制目标，通过变频器对冷冻泵流量的自动调节来实现对室内温度的控制。

u          冷却水循环系统

冷却水循环系统同时受室外环境温度及室内热负荷两方面影响，循环水管道单侧的水温不能准确反映该系统的热交换量，因此以出水与回水之间的温差作为控制室内温度的依据是合理的*方式。在外界环境温度不变的情况下，温差大，说明室内热负荷较大，应*冷却泵的转速，*冷却水循环的速度；相应的，温差小则减小冷却泵转速。

u          方案结构示意图

*工程结构示意图如图3所示：

整个*方案的基本思路为：

分别在主机蒸发器回水处、冷凝器出水及回水处安装温度传感器，以*温度/温差控制器接收温度传感器的反馈值并与预设值比较，通过PID运算输出相应的模拟信号作为变频器的频率指令。变频器接收指令后自动调节水泵转速，从而调节各循环水的热交换速度，*终实现对室内温度的控制。

u          冷冻泵方案主电路示意图

贵司*空调机组冷冻泵数据如下表：

该方案拟分别在冷冻机组及冷却机组里各安装一台变频*器（共2台），采用一台变频器轮换拖动多台电机的控制方式，在满足制冷要求及性价比的前提下，*大可能的挖掘*空间，其主电路示意图如图4：

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图4 主电路示意图

两台电机只安装一台变频器，可选择其中任意一台做主机、由变频器直接拖动进行变频运行；另一台做辅机、根据环境温度手动控制其起停，辅机只做工频运行。

u          *系统特点

A．变频器界面为LED显示，监控参数丰富；键盘布局简洁、易于操作。

B．温度/温差控制器为LED双屏显示，参数设定方便，易于监控；

C．设有“市电/节电”转换开关，可方便的切换到原操作方式运行。

D．可实现计算机远程控制变频*器的启动或停止。

E．变频器具有过流、过压、过载、过热等多种电子保护装置，并具有故障报警输出功能，可**整个*系统的正常运作；

F． 加装变频*器后，电机及水泵具有软启动、自动启动备用泵及变频调速功能，可使系统的机械磨损大为降低。

五、工程投资及回报概况

n            工程投资分析

该方案推荐使用敝司G9系列水泵*变频*柜。

贵司该工程所需投资情况如下：

n            工程*分析

根据敝司以往工程改造经验，设每月平均节电率按30％计，可得出下表：

六、售后服务说明

• 技术培训

A.培训相关操作人员，*控制技术；

B．提供*控制系统电气控制原理图；

C．提供变频器中文使用说明书、智能温度调节器中文使用说明、扩展卡使用说明书；

• 售后服务

A．售出设备壹年半内免费保修；

B．发生设备故障，接报后工作日24小时内到现场，及时处理维修。