一、概述
   在中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水泵和冷卻水泵的容量是根據(jù)建筑物******設(shè)計(jì)熱負(fù)荷選定的，且留有一定的設(shè)計(jì)余量。在沒(méi)有使用調(diào)速的系統(tǒng)中，水泵一年四季在工頻狀態(tài)下全速運(yùn)行，只好采用節(jié)流或回流的方式來(lái)調(diào)節(jié)流量，產(chǎn)生大量的節(jié)流或回流損失，且對(duì)水泵電機(jī)而言，由于它是在工頻下全速運(yùn)行，因此造成了能量的大大浪費(fèi)。由于四季的變化，陰晴雨雪及白天與黑夜時(shí)，外界溫度不同，使得中央空調(diào)的熱負(fù)荷在絕大部分時(shí)間里遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)荷低。也就是說(shuō)，中央空調(diào)實(shí)際大部分時(shí)間運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài)下。據(jù)統(tǒng)計(jì)，67%的工程設(shè)計(jì)熱負(fù)荷值為94-165W/m2，而實(shí)際上83%的工程熱負(fù)荷只有58-93 W/m2，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間每年不超過(guò)10-20小時(shí)。實(shí)踐證明，在中央空調(diào)的循環(huán)系統(tǒng)(冷卻泵和冷凍泵)中接入變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量和壓力的變化用來(lái)取代閥門(mén)控制流量，能取得明顯的節(jié)能效果。 
二、節(jié)能原理
由流體傳輸設(shè)備水泵、風(fēng)機(jī)的工作原理可知：水泵、風(fēng)機(jī)的流量（風(fēng)量）與其轉(zhuǎn)速成正比；水泵、風(fēng)機(jī)的壓力（揚(yáng)程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，而水泵、風(fēng)機(jī)的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風(fēng)機(jī)的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）根據(jù)上述原理可知：降低水泵、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就，水泵、風(fēng)機(jī)的功率可以下降得更多。
例如:  將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729P50（P為電機(jī)軸功率）；將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512P50（P為電機(jī)軸功率）。
 由以上內(nèi)容可以看出，用變頻器進(jìn)行流量（風(fēng)量）控制時(shí)，可節(jié)約大量電能。中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)是按現(xiàn)場(chǎng)******冷量需求量來(lái)考慮的，其冷卻泵，冷凍泵按單臺(tái)設(shè)備的******工況來(lái)考慮的，在實(shí)際使用中有90%多的時(shí)間，冷卻泵、冷凍泵都工作在非滿載狀態(tài)下。而用閥門(mén)、自動(dòng)閥調(diào)節(jié)不僅增大了系統(tǒng)節(jié)流損失，而且由于對(duì)空調(diào)的調(diào)節(jié)是階段性的，造成整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)工作在波動(dòng)狀態(tài)；而通過(guò)在冷卻泵、冷凍泵上加裝變頻器則可一勞永逸地解決該問(wèn)題，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并可通過(guò)變頻節(jié)能收回投資。同時(shí)變頻器的軟啟動(dòng)功能及平滑調(diào)速的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的平穩(wěn)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，并延長(zhǎng)機(jī)組及網(wǎng)管的使用壽命。因此，隨熱負(fù)荷而改變水量的變流量空調(diào)水系統(tǒng)顯示了巨大的優(yōu)越性，因而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，采用SPWM變頻器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，可以方便地調(diào)節(jié)水的流量，根據(jù)負(fù)荷變化的反饋信號(hào)經(jīng)PID調(diào)節(jié)與變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使泵的轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷變化，這樣就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，其節(jié)能率通常都在20%以上。改造的節(jié)電率與用戶的使用情況密切相關(guān)，一般情況下，春、秋兩季運(yùn)行節(jié)電率較高，可達(dá)40%以上，夏季由于用戶本身需要的電能就大，可節(jié)省的空間有限，一般在20%左右。
 三、節(jié)能方案實(shí)例
1、中央空調(diào)系統(tǒng)六套機(jī)組，每套機(jī)組有1臺(tái)90KW冷卻泵，1臺(tái)75KW冷凍泵。我們可對(duì)冷卻系統(tǒng)和冷凍系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。中央空調(diào)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，冷卻系統(tǒng)和冷凍系統(tǒng)的進(jìn)、出水溫差（△T）約為2oC，根據(jù)：冷凍水、冷卻水帶走的熱量（r）_= 流量(Q)×溫差（△T）我們可以適當(dāng)提高溫差（△T），降低流量(Q)，也即降低轉(zhuǎn)速，即可達(dá)到節(jié)能的目的。中央空調(diào)系統(tǒng)變頻改造的原理示意圖如下：
 2、冷凍水系統(tǒng)對(duì)于冷凍水系統(tǒng)，由于低溫冷凍水溫度取決于蒸發(fā)器的運(yùn)行參數(shù)（冷凍水出水溫度為12℃），只需控制高溫冷凍水（回水）的溫度，即可控制溫差，現(xiàn)采用溫度傳感器、PID調(diào)節(jié)器和變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，冷凍水回水溫度控制在T1（例如17℃），使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化。
3、冷卻水系統(tǒng)對(duì)于冷卻水系統(tǒng)，取冷凝器兩側(cè)冷卻水的溫度作為控制參數(shù)，采用溫度傳感器、PID溫差調(diào)節(jié)器和變頻器及冷卻水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，冷卻水溫差控制在△T2（例如：5℃），使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化，而冷卻水的溫差保持在設(shè)定值不變，使系統(tǒng)在滿足主機(jī)工況不變條件下，冷卻水泵系統(tǒng)節(jié)能******。
4、控制方式本方案在保留原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝，與原工頻系統(tǒng)之間僅設(shè)置連鎖以確保系統(tǒng)工作安全。
 四、節(jié)能改造費(fèi)用
  系統(tǒng)綜合報(bào)價(jià)目前的中央空調(diào)系統(tǒng)變頻改造工程費(fèi)用如下：（含控制柜體，工/變頻轉(zhuǎn)換電路，溫度傳感器，PID等及安裝調(diào)試費(fèi)用，變頻器價(jià)）　 　 
五，成本回收預(yù)算：按2臺(tái)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)功率為165KW，日工作24小時(shí)，電機(jī)效率為0.7，節(jié)能率為25%，電價(jià)為0.6元/度計(jì)算：
    改造前：165Kwh*24*0.7=2772Kwh
    改造后按最低節(jié)能20%計(jì)算每日節(jié)約電費(fèi)為：2772KWH*20%*0.6=332.6元
    月節(jié)約電費(fèi)：332.6*30=9979元 
    預(yù)算收回節(jié)能改造成本時(shí)間：8.5個(gè)月
六，中央空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)變頻改造后的性能
（1）采用變頻器閉環(huán)控制，可按需要進(jìn)行軟件組態(tài)并設(shè)定溫度進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，使電機(jī)輸出功率隨熱負(fù)載的變化而變化，在滿足使用要求的前提下達(dá)到******限度的節(jié)能。
（2）由于降速運(yùn)行和軟啟運(yùn)，減少了振動(dòng)、噪音和磨損，延長(zhǎng)了設(shè)備維修周期和使用壽命，提高了設(shè)備的MTBF（平均故障維修時(shí)間）值，并減少了對(duì)電網(wǎng)沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性。
（3）系統(tǒng)具有各種保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。
（4）變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)與原工頻控制系統(tǒng)互為互鎖，不影響原系統(tǒng)的運(yùn)行，且在變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)檢修或故障時(shí)，原工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運(yùn)行。