空調冷凍水泵的節能改造

楊偉城/廣西中煙工業有限責任公司

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空調冷凍水泵的節能改造

楊偉城/廣西中煙工業有限責任公司

【摘 要】空調系統里有很多冷凍循環水泵，這些水泵在空調啟動后就持續運行，消耗大量的能源，根據水泵電機的工作特性，本文介紹了利用變頻器對空調冷凍水泵進行節能改造的方法。

【關鍵詞】空調冷凍水泵；變頻；調速；節能

一、前言

當前經濟發展過程中，能源的緊張不僅制約了相當多發展中國家的經濟增長，也為許多發達國家帶來了相當大的問題。因此，對能源的有效利用在我國已經非常迫切。

空調系統里有很多冷凍循環水泵，這些水泵在空調啟動后就持續運行，消耗大量的能源，根據水泵電機的工作特性，水泵節能有很大的潛力可挖。

為了保證運行可靠性，冷凍水泵在設計配用動力驅動時，都留有一定的富余量，電機不能在滿負荷下運行，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。

根據電機的工作特性，當電機轉速從N1變到N2時，其電機軸功率P的變化關系如下：

P2/P1=（N2/N1）3

由此可見降低電機轉速可得到立方級的節能效果。

二、實施方案

空調冷凍水泵電機功率不大，使用的相應的變頻器價格相對低廉，改造投入少。基于以上思路，應用變頻調速技術，降低電機轉速，來達到降低電機功耗，系統高效運行的目的。

使用變頻器的好處有以下幾點：

1.速度調節精確、方便，可在0～50HZ范圍內調節速度。

2.可通過變頻器自身的v/f功能節電。

3.可以提高功率因素，減少無功損耗。

三、實施過程

（一）設計電路圖

為了保證安全性和可靠性，節能改造系統中設計了旁路電路，當各種原因不能使用節電裝置時，可通過旁路電路將電機供電切換到原來的啟動方式；

空調冷凍水泵原啟動方式為星-三角啟動，針對此啟動方式，現場改造原理如上圖所示：

1.將原控制柜內空開QF到主接觸器KM1之間的電纜拆除；

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

3.將節能柜內設備輸出端和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現原控制方式和節能控制方式的并聯互鎖、互為備用的目的。正常情況下，有節電裝置給電機供電，KM1閉合，由給電機供電，當遇到特殊情況時，可通過將節能控制柜上的“節能/檢修/旁路”旋轉開關打到“旁路”模式，KM2閉合，由原控制方式為電機供電。

電路原理圖如下：

四、項目應用情況及效益分析

項目投入使用后，設備能正常運行，不影響到生產指標參數。改裝后的空調水泵進行測量數據：

經濟效益分析

由以上數據可知：

安裝節能設備后每年節約電量：63360 kW

全年CO2減排 ：63360×0.87 = 55123.2kg

（1kWh=0.87kg的CO2，南方電網標準）

同時也帶來了許多附加效益：

1.優化了水泵的運行方式，由冷備用變為熱備用，增加系統的穩定性；

2.優化了水泵的調控方式，增加了中央空調系統對室內溫度控制的穩定性和可靠性；

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

4.軟啟動、軟停車功能，避免啟、停時對電網的沖擊，設備使用壽命及維修保養周期會大大延長。

五、小結

采用變頻器調速技術實現節能降耗取得了顯著的節電效果。在我公司空調系統的實踐應用證明：其不僅提高了設備效率，大大減少了設備維護、維修費用；更是直接節省電費47.6%，直接和間接經濟效益十分明顯。

參考文獻：

［1］張選正，張金遠《變頻器應用經驗》 中國電力出版社第1 版2006.5.

［2］吳忠智，黃立培，吳加林《調速用變頻器及配套設備選用指南》 機械工業出版社第2版 2006.8.

［3］周希章《節電技術與方法》機械工業出版社第1版2004.9.

［4］劉立 《流體力學泵與風機》中國電力出版社第2版2007.9.