楊偉城/廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司

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空調(diào)冷凍水泵的節(jié)能改造

楊偉城/廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司

【摘 要】空調(diào)系統(tǒng)里有很多冷凍循環(huán)水泵，這些水泵在空調(diào)啟動(dòng)后就持續(xù)運(yùn)行，消耗大量的能源，根據(jù)水泵電機(jī)的工作特性，本文介紹了利用變頻器對(duì)空調(diào)冷凍水泵進(jìn)行節(jié)能改造的方法。

【關(guān)鍵詞】空調(diào)冷凍水泵；變頻；調(diào)速；節(jié)能

一、前言

當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，能源的緊張不僅制約了相當(dāng)多發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)增長，也為許多發(fā)達(dá)國家?guī)砹讼喈?dāng)大的問題。因此，對(duì)能源的有效利用在我國已經(jīng)非常迫切。

空調(diào)系統(tǒng)里有很多冷凍循環(huán)水泵，這些水泵在空調(diào)啟動(dòng)后就持續(xù)運(yùn)行，消耗大量的能源，根據(jù)水泵電機(jī)的工作特性，水泵節(jié)能有很大的潛力可挖。

為了保證運(yùn)行可靠性，冷凍水泵在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量，電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行，也就是“大馬拉小車”，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。

根據(jù)電機(jī)的工作特性，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速從N1變到N2時(shí)，其電機(jī)軸功率P的變化關(guān)系如下：

P2/P1=（N2/N1）3

由此可見降低電機(jī)轉(zhuǎn)速可得到立方級(jí)的節(jié)能效果。

二、實(shí)施方案

空調(diào)冷凍水泵電機(jī)功率不大，使用的相應(yīng)的變頻器價(jià)格相對(duì)低廉，改造投入少。基于以上思路，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，來達(dá)到降低電機(jī)功耗，系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。

使用變頻器的好處有以下幾點(diǎn)：

1.速度調(diào)節(jié)精確、方便，可在0～50HZ范圍內(nèi)調(diào)節(jié)速度。

2.可通過變頻器自身的v/f功能節(jié)電。

3.可以提高功率因素，減少無功損耗。

三、實(shí)施過程

（一）設(shè)計(jì)電路圖

為了保證安全性和可靠性，節(jié)能改造系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了旁路電路，當(dāng)各種原因不能使用節(jié)電裝置時(shí)，可通過旁路電路將電機(jī)供電切換到原來的啟動(dòng)方式；

空調(diào)冷凍水泵原啟動(dòng)方式為星-三角啟動(dòng)，針對(duì)此啟動(dòng)方式，現(xiàn)場改造原理如上圖所示：

1.將原控制柜內(nèi)空開QF到主接觸器KM1之間的電纜拆除；

2.將原控制柜內(nèi)空開QF下口，連接至節(jié)能控制柜內(nèi)節(jié)能空開QF1上口和旁路接觸器KM2上口（圖中KM1和KM2始終保持互鎖）；

3.將節(jié)能柜內(nèi)設(shè)備輸出端和KM2下口連接至原控制柜主接觸器KM1上口；

按照以上的改造原理即可實(shí)現(xiàn)原控制方式和節(jié)能控制方式的并聯(lián)互鎖、互為備用的目的。正常情況下，有節(jié)電裝置給電機(jī)供電，KM1閉合，由給電機(jī)供電，當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，可通過將節(jié)能控制柜上的“節(jié)能/檢修/旁路”旋轉(zhuǎn)開關(guān)打到“旁路”模式，KM2閉合，由原控制方式為電機(jī)供電。

電路原理圖如下：

四、項(xiàng)目應(yīng)用情況及效益分析

項(xiàng)目投入使用后，設(shè)備能正常運(yùn)行，不影響到生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)。改裝后的空調(diào)水泵進(jìn)行測量數(shù)據(jù)：

經(jīng)濟(jì)效益分析

由以上數(shù)據(jù)可知：

安裝節(jié)能設(shè)備后每年節(jié)約電量：63360 kW

全年CO2減排 ：63360×0.87 = 55123.2kg

（1kWh=0.87kg的CO2，南方電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)）

同時(shí)也帶來了許多附加效益：

1.優(yōu)化了水泵的運(yùn)行方式，由冷備用變?yōu)闊醾溆?，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

2.優(yōu)化了水泵的調(diào)控方式，增加了中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)溫度控制的穩(wěn)定性和可靠性；

3.電流、電壓降低導(dǎo)致電機(jī)的鐵損、銅損以及發(fā)熱的大幅減少，延長了電機(jī)的使用壽命和維修周期；

4.軟啟動(dòng)、軟停車功能，避免啟、停時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，設(shè)備使用壽命及維修保養(yǎng)周期會(huì)大大延長。

五、小結(jié)

采用變頻器調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗取得了顯著的節(jié)電效果。在我公司空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用證明：其不僅提高了設(shè)備效率，大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用；更是直接節(jié)省電費(fèi)47.6%，直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

參考文獻(xiàn)：

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