一、中央空調(diào)節(jié)能最佳方法

由于中央空調(diào)主要設(shè)備是風(fēng)機(jī)水泵，所以節(jié)能最佳方法就是采用變頻器。目前大多數(shù)中間空調(diào)還采用以往舊的控制方式，即：通過(guò)改變壓縮機(jī)機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)啟停臺(tái)數(shù)，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。
該調(diào)節(jié)方式缺點(diǎn)集中表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)：
● 設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間全開(kāi)或全閉，輪流運(yùn)行，浪費(fèi)電能驚人。
● 電機(jī)直接工頻啟動(dòng)，沖擊電流大，嚴(yán)重影響設(shè)備使用壽命。
● 溫控效果不佳。當(dāng)環(huán)境或冷熱負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，只能通過(guò)增減冷熱水泵的數(shù)量或使用擋風(fēng)板來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，溫度波動(dòng)大，舒適感差。
中央空調(diào)采用變頻器后有如下優(yōu)點(diǎn)：
● 變頻器可軟啟動(dòng)電機(jī)，大大減小沖擊電流，降低電機(jī)軸承磨損，延長(zhǎng)軸承壽命。
● 調(diào)節(jié)水泵風(fēng)機(jī)流量、壓力可直接通過(guò)更改變頻器的運(yùn)行頻率來(lái)完
成，可減少或取消擋板、閥門(mén)。
● 系統(tǒng)耗電大大下降，噪聲減小。
● 若采用溫度閉環(huán)控制方式，系統(tǒng)可通過(guò)檢測(cè)環(huán)境溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量，隨天氣、熱負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，溫度變化小，調(diào)節(jié)迅速。
● 系統(tǒng)可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與中央控制室聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程監(jiān)控。

二、供水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造

無(wú)論是溴化鋰機(jī)組或電制冷（氟利昂）機(jī)組的中央空調(diào)系統(tǒng)，主機(jī)自身的能量消耗有機(jī)組控制，機(jī)外的電力消耗組不能控制，而這部分的成本是相當(dāng)高的，卻通常被人忽視了。尤其是溴化鋰機(jī)組，在額定狀態(tài)制冷運(yùn)用行時(shí)，機(jī)外水泵、冷卻塔的電機(jī)耗電量約占總體能源消耗成本的30%（以每公斤油2元、每度電1元計(jì)算）。無(wú)論從環(huán)境保護(hù)角度還是用戶切身利益角度，都應(yīng)將中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成最節(jié)能的系統(tǒng)。采用變頻器來(lái)控制機(jī)外水泵電機(jī)、冷卻塔電機(jī)是最簡(jiǎn)單、最有效的節(jié)能措施。一般情況節(jié)電20%~50%，每年可節(jié)省機(jī)組及系統(tǒng)總運(yùn)行費(fèi)用的12%~20%，十分驚人。

1、冷卻水泵變頻控制

中央空調(diào)的冷卻水泵的功率是根據(jù)空調(diào)冷凍機(jī)組的壓縮機(jī)滿負(fù)荷工作設(shè)計(jì)的，當(dāng)環(huán)境溫度及各種外界因素，冷凍機(jī)組不需要開(kāi)啟全部壓縮機(jī)組，此時(shí)空調(diào)的冷凝系統(tǒng)所需要的冷卻量也相應(yīng)地減小，這時(shí)就可以通過(guò)變頻調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速，降低冷卻水的循環(huán)速度及流量，使冷卻水的冷負(fù)荷被冷凝系統(tǒng)充分利用，從而達(dá)到節(jié)能目的。從我公司對(duì)中央空調(diào)的變頻節(jié)能改造得出以下的數(shù)據(jù)，其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運(yùn)行時(shí)，可以大幅度節(jié)省電力，尤其針對(duì)直燃機(jī)冷卻水流量曲線的特點(diǎn)，采用變頻控制，意義更大，從遠(yuǎn)大BZ型直燃機(jī)中央空調(diào)系統(tǒng)采用海利普變頻器控制水泵測(cè)試數(shù)據(jù)為例：
當(dāng)制冷量75%時(shí)，機(jī)組所需冷卻水流量34%，水泵電耗約20%；
當(dāng)制冷量50%時(shí)，機(jī)組所需冷卻水流量22%，水泵電耗約15%。

2、冷溫水泵變頻控制

中央空調(diào)的冷媒水泵的功率是根據(jù)空調(diào)滿負(fù)荷工作設(shè)計(jì)的，當(dāng)賓館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒(méi)有達(dá)到空調(diào)的滿負(fù)荷，這時(shí)就可以通過(guò)變頻器調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)冷媒水泵的轉(zhuǎn)速，降低冷媒水的循環(huán)速度，使冷量和熱量得到充分利用，從而達(dá)到節(jié)能目的。如果制冷、采暖共用一臺(tái)水泵，則冬季水泵流量只需50%，自然可大大節(jié)省電力；即使是冬夏分泵運(yùn)行，也可在低負(fù)荷季節(jié)適當(dāng)降低流量，如90%流量時(shí)，電耗約75%。

3、冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻控制

風(fēng)機(jī)功率一般都較小，節(jié)電不如水泵明顯。但風(fēng)機(jī)采取變頻控制能極大地有助于冷卻水恒溫，這對(duì)于機(jī)組制冷恒溫極為關(guān)鍵；且能使機(jī)組溶液循環(huán)穩(wěn)定，獲得最大限度的節(jié)省燃料。冷卻塔風(fēng)扇低轉(zhuǎn)速運(yùn)行還能大幅度減少漂水，節(jié)省水源、延緩水質(zhì)劣化、減少水霧對(duì)周圍的影響。
4、采用變頻器的其他益處
由于變頻器的啟動(dòng)、停止過(guò)程是漸強(qiáng)、漸弱式，能消除電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。并可避免電機(jī)因過(guò)載而引起的故障。

由于電機(jī)經(jīng)常處于低負(fù)荷運(yùn)行，能大幅度延長(zhǎng)電機(jī)及水泵、風(fēng)機(jī)的壽命，同時(shí)因沒(méi)有啟動(dòng)、停止的沖擊，加上流量的減少，管路承壓及所受沖擊力減小，故對(duì)管道、閥門(mén)、末端設(shè)備也起到了保護(hù)作用。另一方面，設(shè)備噪音、震動(dòng)均減小，保護(hù)了環(huán)境。

5、中央空調(diào)機(jī)組外變頻器的控制方式
● 根據(jù)冷卻水出/入口的溫度改變水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整流量；
● 根據(jù)冷卻水入口溫度改變冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)整水溫；
● 根據(jù)冷溫水出/入口的溫差改變水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整流量；
● 根據(jù)冷卻水出水的溫度改變水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整流量；
●根據(jù)冷媒水的回水溫度改變水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)稅流量；

三、中央空調(diào)末端設(shè)備—變風(fēng)量機(jī)組變頻控制

變風(fēng)量機(jī)組也是中央空調(diào)系統(tǒng)重要的組成部分，其性能指標(biāo)（風(fēng)量、冷量、噪音、用電量）的優(yōu)劣，除了變風(fēng)量機(jī)組本身的性能外，更重要的還取決于控制的模式、控制器的性能、品質(zhì)。
隨著中央空調(diào)的不斷普及，變風(fēng)量機(jī)組調(diào)節(jié)控制器已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：
第一階段：風(fēng)閥調(diào)節(jié)。能起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的作用，但電能量消耗大、噪音大。
第二階段：可控硅調(diào)壓調(diào)速。能起到調(diào)節(jié)風(fēng)量、冷量、節(jié)能的作用，對(duì)變風(fēng)量機(jī)組的噪音有一定的改良作用，其缺點(diǎn)是體積大、可靠性穩(wěn)定性低、故障率高。
第三階段：變頻調(diào)節(jié)。能最大限度的滿足變風(fēng)量機(jī)組對(duì)風(fēng)量、冷量、噪音的調(diào)節(jié)要求，節(jié)能效果更明顯，體積小，可靠性穩(wěn)定性高。
目前，變頻控制器以其特有的優(yōu)勢(shì)，正被中央空調(diào)業(yè)內(nèi)人士所青睞。

中央空調(diào)調(diào)節(jié)冷凍/冷卻泵轉(zhuǎn)速的節(jié)電原理：
采用交流變頻技術(shù)控制冷凍/冷卻泵的運(yùn)行，是目前中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的有效途經(jīng)之一。
泵的負(fù)載功率與轉(zhuǎn)速成3次方比例關(guān)系，即P∝N3，其中P為功率，N為轉(zhuǎn)速；可見(jiàn)用變頻調(diào)速的方法來(lái)減少水泵流量的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的，當(dāng)所需流量減少，水泵轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其電動(dòng)機(jī)的所需功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。例如：
A． 當(dāng)水泵流量下降10％（跟蹤輸出頻率為45Hz）
則電動(dòng)機(jī)軸功率P′=(0.9)3P=0.729P 即節(jié)電率27.1％
B. 當(dāng)水泵流量下降30％（跟蹤輸出頻率為35Hz）
則電動(dòng)機(jī)軸功率P′=(0.7)3P=0.343 即節(jié)電率65.7％
當(dāng)冷水機(jī)負(fù)荷下降時(shí)，所需的水流量減少，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速裝置降低泵的轉(zhuǎn)速來(lái)減少水的流量，泵的軸功率相應(yīng)減少，電動(dòng)機(jī)的輸入功率也隨之減少。當(dāng)用冷量增加，冷機(jī)負(fù)荷量增大，冷凝器進(jìn)出水溫差增大，變頻器運(yùn)行頻率增加，水泵轉(zhuǎn)速加快，水流量增加，從而維持溫差恒定。反之亦然。從而達(dá)到理想的節(jié)能效果。

三晶變頻器在中央空調(diào)上的應(yīng)用

        在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下，由于房地產(chǎn)的快速發(fā)展需求，中央空調(diào)的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)趨勢(shì)。在市場(chǎng)容量不斷增大的吸引下，越來(lái)越多的廠家加入到商用中央空調(diào)的領(lǐng)域。節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)提升中央空調(diào)自動(dòng)化水平、降低能耗、減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊、延長(zhǎng)機(jī)械及管網(wǎng)的使用壽命，都具有重要的意義。
        中央空調(diào)是現(xiàn)代大廈物業(yè)、賓館、商場(chǎng)不可缺少的設(shè)施，它能帶給人們四季如春，溫馨舒適的每一天，由于中央空調(diào)功率大，耗能大，加上設(shè)計(jì)上存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，支付中央空調(diào)所用電費(fèi)是用戶一項(xiàng)巨大的開(kāi)支。因?yàn)榧竟?jié)的變化、晝夜的變化、賓館酒樓客人入住率的變化、娛樂(lè)場(chǎng)所開(kāi)放時(shí)間的變化等等，從而導(dǎo)致中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)熱源吸收量的變化，再加之工藝設(shè)計(jì)上電機(jī)功率設(shè)計(jì)有相當(dāng)?shù)母辉Ａ�，因此，存在明顯的節(jié)電空間。將變頻技術(shù)引入中央空調(diào)系統(tǒng)，保持室內(nèi)恒溫，對(duì)其進(jìn)行的節(jié)能改造是降本增效的一條捷徑。
█中央空調(diào)系統(tǒng)
圖1所示為一典型中央空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)圖，主要由冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及主機(jī)三部分組成：

 ● 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)
 
        該部分由冷凍泵、室內(nèi)風(fēng)機(jī)及冷凍水管道等組成。從主機(jī)蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道（出水），進(jìn)入室內(nèi)進(jìn)行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，最后回到主機(jī)蒸發(fā)器（回水）。室內(nèi)風(fēng)機(jī)用于將空氣吹過(guò)冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內(nèi)熱交換。
● 冷卻水循環(huán)部分
        該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)熱交換的同時(shí)，必將帶走室內(nèi)大量的熱能。該熱能通過(guò)主機(jī)內(nèi)的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔（出水），使之與大氣進(jìn)行熱交換，降低溫度后再送回主機(jī)冷凝器（回水）。
● 主機(jī)
        主機(jī)部分由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成，其工作循環(huán)過(guò)程如下：
首先低壓氣態(tài)冷媒被壓縮機(jī)加壓進(jìn)入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過(guò)程中冷媒會(huì)釋放出大量熱能，這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上，最終釋放到大氣中去。隨后冷凝器中的高壓液態(tài)冷媒在流經(jīng)蒸發(fā)器前的節(jié)流降壓裝置時(shí)，因?yàn)閴毫Φ耐蛔兌鴼饣�，形成氣液混合物進(jìn)入蒸發(fā)器。冷媒在蒸發(fā)器中不斷氣化，同時(shí)會(huì)吸收冷凍水中的熱量使其達(dá)到較低溫度。最后，蒸發(fā)器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體，重新進(jìn)入了壓縮機(jī)，如此循環(huán)往復(fù)。
█節(jié)能理論
● 中央空調(diào)節(jié)能改造前的工況
        在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，冷凍泵、冷卻泵的電機(jī)容量是根據(jù)建筑物的最大設(shè)計(jì)熱負(fù)荷選定的，都留有一定設(shè)計(jì)余量。由于四季氣候及晝夜溫差變化，中央空調(diào)工作時(shí)的熱負(fù)荷總是不斷變化。下圖2為一民用建筑物的平均熱負(fù)荷情況：

 

三臺(tái)水泵中，春秋季節(jié)只用一臺(tái)，備用兩臺(tái)；夏季高峰時(shí)常用兩臺(tái)，一臺(tái)備用。
要求：一臺(tái)變頻運(yùn)行，且可以通過(guò)人工方式進(jìn)行切換，其他可通過(guò)人工方式直接啟動(dòng)到工頻運(yùn)行。
設(shè)計(jì)：3臺(tái)水泵電機(jī)選配1臺(tái)變頻器。工作時(shí)可選擇任意一臺(tái)水泵做主泵、由變頻器直接拖動(dòng)并且變頻運(yùn)行（由內(nèi)置PID進(jìn)行閉環(huán)控制）；其余兩臺(tái)水泵做輔泵、由人工依據(jù)制冷特點(diǎn)相應(yīng)進(jìn)行啟�？刂�，使電機(jī)工頻運(yùn)行。如下圖所示：

該方案使用SAJ8000系列通用變頻器，“市電”“節(jié)電”旁路需要另配電控柜及電氣配件。

● 變頻節(jié)能系統(tǒng)特點(diǎn)
1、變頻器界面為LED顯示，監(jiān)控參數(shù)豐富；鍵盤(pán)布局簡(jiǎn)潔、操作方便；
2、變頻器有過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)熱等多種電子保護(hù)裝置，并具有豐富的故障報(bào)警輸出功能，可有效保護(hù)供水系統(tǒng)的正常運(yùn)作；
3、加裝變頻器后，電機(jī)具有軟啟動(dòng)及無(wú)極調(diào)速功能，可使水泵和電機(jī)的機(jī)械磨損大為降低，延長(zhǎng)管組壽命；
4、  變頻器內(nèi)部裝有大容量濾波電容，可有效提高用電設(shè)備的功率因數(shù)；
5、  該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，室內(nèi)溫度變化平穩(wěn)，人體感覺(jué)舒適。
█ 總結(jié)
    將變頻技術(shù)應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)提升中央空調(diào)自動(dòng)化水平、降低能耗、減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊、延長(zhǎng)機(jī)械及管網(wǎng)的使用壽命，都具有重要的意義。