中央空调循环水泵节能改造的探讨
通过对中央空调的循环水泵运行分析，进行相应的改造达到节能，以及通过对中央空调循环水泵的供电进行变频处理和一般工况，循环水泵通过变频控制年可以节能45%以上。中央空调循环水泵供电变频改造，节能效果明显，值得推广。　　中央空调广泛用于企事业等场所，是一种量大面广、耗电多的通用设备。循环水泵是中央空调重要的辅助设备。主要分为冷(暖)冻水泵，和冷却水泵。传统的循环水泵控制是全速额定运转，循环水泵都提供固定水量，进行热交换。而实际生产生活中，随着外界温度等指标的变化，我们需要对流量进行控制和调节，Z常用的方法是通过调节阀门或挡板开度的大小来调整受控对象，这样就使得相当多的能量以阀门、挡板的截流损失消耗掉了。众多中央空调循环泵运行效率仅为45% ～50%，由此可见，提高循环水泵效率非常有利于中央空调的经济运行。　　中央空调循环水泵耗能分析　　国家制冷学会的大量实地调查数据显示，在我国南方，特别是珠三角地区，每年空调制冷开机时间是10个月左右。　可看出100%～70%负载量在7、8、9月份出现;70%～40%负载量在5、6、10月份出现;40%以下负载量在3、4、11、12月份出现;可见一年中系统负载率在50%以下的时间占全部运行时间的50%以上，由此可见中央空调循环泵节能空间很大。　　循环水泵的节能分析　　按以下图水泵耗电变化曲线特性图分析，变频变速水泵节能潜力很大。　　1.空调系统水泵的运行分析　　中央空调内循环水泵是按照一年中的Z大负荷进行选配的。从安全运行角度出发，循环水泵的出力必须在水循环系统Z大流量和阻力的额定功率基础上增加5%～10%的富裕量。由于循环水泵大多采取定速运行，其负荷不便调节，一般都采取调节挡板或阀门的开度来控制流量和压力，造成很大的节流损失，浪费大量能源。　　2.变频变速调节法　　水泵厂家提供的特性曲线，如果转速改变，水泵的性能随之变化，从而使工况点改变。采用变速(降速)调节水泵工况点，不会产生附加的摩擦损失，因此效率较高，可调适应范围较广。　　3.水泵采用调频变速后的节能分析　　(1) 非Z高峰期流量调节　　例如空调系统中：循环水泵流量Q 39;= 0.8Q得出n 39;/n = 0.8　　则：N 39;=(n 39;/n)3N = 0.8*0.8*0.8N = 0.512N　　式中：Q、H、N分别表示水泵转速为n时的流量、扬程、轴功率。　　由以上公式可知通过变频变速的水泵当流量减少到原来的0.8倍时可以节省用电量49.8%。　　以某方案为例，选用约克YS450螺杆式冷水机组二台，45kW冷却水泵3台(其中1台为备用)、37kW冷却水泵3台(其中1台为备用)， 250m3/h冷却塔2台。冷水机组的冷冻水流量的Z大和Z小值分别为356 m3/h和163 m3/h，系统冷冻水流量的Z大和Z小值分别为712m3/h和163 m3/h，可调节冷冻水流量范围为22.9%~100%。　　该空调系统的2台冷冻水泵、2台冷却水泵通过Z保守的计算，在冷冻水流量80% 工况下也节省用电(45kWX2+37kWX2X49.8%=81.67kW，每天按10小时运行来算节省电量81.67X10=816.7 (kWh)度电，每年按8个月运行来计算，节省电量816.7X30X8 =196008(kWh)度电，从而大大地减少空调运行的成本。　　水泵采用调频调速方案后，不仅可以大大节省电能，而且还可以在以下的方面获得节能。　冷冻水泵与冷却水泵推荐采用上海龙亚泵阀的。　(2) 循环水泵电机启动　　水泵电机软启动，克服电机启动的大电流冲击和停泵水锤现象，在减少对电网冲击的同时，也减少了电能的无功损耗和延长设备寿命。　　(3) 冷冻水管网水量调节　　由于冷冻水管网水量是随使用负荷而变化的，冷水机组和水泵的数量、型号投入是随机发生的，所以负荷用水量、冷水机组工作水量、水泵运行水量三者之间往往很难得到匹配，而恒压差闭环调整水泵转速和决定投入水泵的数量，可以很科学地匹配好以上三者之间的平衡，并节省大量的水泵用电。　　电气实现系统　　空调水系统循环水泵的调频调速，要达到Z终的节能目的。需要有完善的电气控制手段，才能够实现，以下为电气控制设计要点。　　1.冷水机组冷凝器进、出水管安装差压传感变送器，差压传感器提供冷凝器的工作运行水量，以便在动态水流量工作时设定上、下限流量保护值。　　2.冷水机组蒸发器进、出水管安装差压传感变送器，差压传感器提供蒸发器的工作运行水量，以便在变流量工作时设定上、下限流量保护值。　　3.冷水机组制冷机安装冷量传感变送器，冷量传感变送器提供机组开启台数的信号。冷量传感变送器同时提供临界冷冻水流量(小于一台冷水机组的Z小流量)开启压差旁通阀的信号。　　4.冷水机组冷冻水、冷却进出水管安装温度传感变送器。　　5.冷水机组冷冻水、冷却进出水管安装压差传感变送器。　　6.冷冻水系统、冷却水系统分别安装一台变频器，变频器根据总出、回水管的测量压差与设定压差比较，变频调速及按需要投入或撤出水泵台数(投入过程实行软启动、变频运行、工频运行)的综合手段，闭环控制恒定总出、回水管的压差。　　在中央空调循环水泵上进行变频器改造及应用，有一定的经济效益和广泛的社会效益，并且在技术上也是可行的。循环水泵设备采用变频调速技术是一种理想的调速控制方式，不仅具有显着的节电效果，而且方便了操作，提高了设备效率，减少了设备维护、维修费用，较好地满足了生产工艺要求，经济效益十分明显。