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地下水源热泵空调系统的
变频控制
简介：本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵中央空调系统的运行现状，根据其自身特点提出对该系统空调水泵进行变频控制节能改造的建议和方案，并采用当量峰值小时数法从节能性和静态回收期两方面详细论证了该改造方案的可行性。
结果证明，该改造方案在保证不低于热泵机组对水量的最低要求的同时，根据负荷的变化自动调节水泵的流量，节能效果显著，静态回收期短，是切实可行的。
关键字：地下水源热泵变频控制节约能源
1 引言集中式中央空调系统在为人们营造舒适环境的同时也带来了能耗问题，如何既满足空调舒适度，又最大限度的节约能源，已日益为人们所关注。
目前空调系统设计和水泵等设备选型均是按最不利工况进行的，且留有一定的裕量。
由于季节、昼夜和用户负荷的变化，实际空调热负载在绝大部分时间内远比设计负载低，空调系统多数时间是在部
分负荷下运行。
而运行情况是空调水泵一年四季长期在额定工况下工作，只能通过节流来降低水流量满足负荷的要求，使得水泵大部分功耗消耗在克服节流阀阻力上，浪费了水泵运行的输送能量。
一般空调水泵的耗电量约占总空调系统耗电量的20-30％，故节约低负载时水系统的输送能量，对降低整个空调系统能耗具有重要的意义。
一种基于热泵技术的城市地下水源热泵空调系统随着人们对环境保护和能源节约的重视，热泵技术逐渐受到广泛应用。
其中，城市地下水源热泵空调系统成为一种具有潜力的节能绿色空调方案。
本文将介绍一种基于热泵技术的城市地下水源热泵空调系统，讨论其原理、构成和优势。
一、系统原理基于热泵技术的城市地下水源热泵空调系统利用地下水的恒定温度作为冷热源，通过热泵循环过程实现空调供暖和制冷。
其原理是利用热泵循环中的蒸发、压缩、冷凝和膨胀过程，将低温的地下水中的热能转移到建筑空间中，实现冷热交换。
二、系统构成该系统主要由地下水源、水泵、热泵机组、蒸发器、冷凝器、膨胀阀和供回风系统等组成。
1. 地下水源：通过井筒将地下水带入系统，地下水具有恒定的低温，可以用作冷源或热源。
2. 水泵：将地下水吸入系统，并通过管路输送到热泵机组中。
3. 热泵机组：包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等核心部件，负责抽取地下水中的热能，进行热能转换。
4. 蒸发器：通过与空气交换热能，使地下水中的热能转移到室内，实现冷却空调。
5. 冷凝器：将热泵机组吸收的室内热能排放到室外，实现制冷效果。
6. 膨胀阀：控制制冷剂的流量，维持热泵循环的正常运行。
7. 供回风系统：负责将空调的冷（热）风传送到室内或排出室外。
三、系统优势基于热泵技术的城市地下水源热泵空调系统具有以下优势：1. 节能环保：利用地下水作为冷热源，无需消耗大量电力或燃料，实现了能源的高效利用，减少了对传统能源的依赖，降低了能源消耗和碳排放。
2. 热能稳定：地下水源具有恒定的温度，无受季节变化和气候影响，使系统在冷热交换过程中能够保持既定效果。
3. 空间节省：相比传统空调系统，地下水源热泵空调系统构造简单，无需安装空调塔和冷却塔，可节省占地面积，提高空间利用效率。
4. 综合效益：城市地下水源热泵空调系统可实现供暖和制冷的双重功能，满足用户在不同季节不同温度需求，提高了空调的综合效益。
总之，基于热泵技术的城市地下水源热泵空调系统在节能环保、热能稳定、空间节省和综合效益等方面具有明显优势。
辽阳某地下商场水源热泵空调系统设计摘要对地下水式水源热泵系统作了简要介绍，结合工程实例，介绍了该空调系通的设计，包括空调冷热源、空调水系统及空调方式等。
关键词水源热泵系统地下水空调系统Abstract:This article briefly introduced the system of groundwater type water source &heat pump, combined with engineering example, the paper introduces the general design of the air conditioning, including cold and heat sources, air conditioning water system and air conditioning mode, etc.Keywords: water source heat pump system, groundwater, air conditioning system1 地下水式水源热泵热泵是以消耗部分高位能量作为补偿条件使热量从低温物体转移到高温物体的节能装置，向用户供给的热量是消耗的高位能和吸收的低位能之和。
地下水式水源热泵空调系统，是一种以水体为低位热源，利用地下水式水源热泵机组为空调系统提供冷/热水，再通过空调末端设备实现房间空气调节的系统形式。
2 工程概况该工程位于辽阳市主要商圈西关步行街-武圣路-民主路位置,在西关街、民主路、新运大街及滨河路下，建筑面积约13000m2，地下一层，主要使用功能为地下商场。
3 主要设计参数3.1室内设计参数（见表一）表一室内设计参数3.2设计负荷根据室内外计算参数，计算出夏季空调计算冷负荷1380Kw，冬季空调计算热负荷770Kw。
4 空调系统设计4.1地下水资源本工程所在地辽阳市地下水系属松散堆积层孔隙水，属于太子河冲积扇，平均单井涌水量大于5000m3/天。
建筑节能施工中的地源热泵应用案例地源热泵是一种利用地质热能进行建筑节能的先进技术。
它通过地下水或地表土壤中的热能，将低温热能提升到适宜供暖或供冷的温度，实现建筑物的能源高效利用。
本文将介绍几个地源热泵在建筑节能施工中的应用案例。
案例一：住宅小区的地源热泵供暖系统某住宅小区为了实现环保节能目标，在建设初期就采用了地源热泵供暖系统。
该系统通过埋设在地下的塑料管道，将地下水中的热量吸收到地源热泵中，再利用热泵技术提高温度，供给小区内的每栋建筑物供暖。
该系统具有稳定可靠、无污染的特点，能够满足小区居民冬季供暖的需求，并且实现了较高的节能效果。
案例二：商业办公楼的地源热泵空调系统一座商业办公楼在进行环保节能改造时，采用了地源热泵空调系统。
该系统通过地下埋设的管道，将地下土壤中的热能吸收到地源热泵中，通过冷却和压缩等技术，将热能转移到建筑物内部，实现空调供冷。
相比传统的空调系统，地源热泵空调系统能够减少对环境的热污染，提高能源利用效率，降低运行成本。
案例三：学校教学楼的地源热泵供暖与供冷系统某所学校的教学楼在进行新建时，考虑到能源利用问题，决定采用地源热泵供暖与供冷系统。
该系统通过地下埋设的地源热泵井，利用地下水中的热能进行供暖与供冷。
系统运行过程中，地下水中的热能被吸收到地源热泵中，经过增压和处理后，分别用于供暖和供冷。
这种系统不仅能够满足学校教学楼内部的温度需求，还能够为学校节省大量能源。
综上所述，地源热泵在建筑节能施工中的应用案例是多样化的。
通过采用地源热泵技术，建筑物可以更高效地利用地下热能，实现供暖与供冷的需求，并达到节能减排的目标。
在未来的建筑节能工程中，地源热泵技术将发挥越来越重要的作用，为社会可持续发展做出更大的贡献。
地下水源热泵空调系统的变频控制摘要：本文将围绕实例，对地下水源热泵空调系统的运行状况展开分析，结合该实例实际情况，对此系统空调水泵展开变频控制节能改良，提出合理化改良方案，通过实验结果表明，此改良方案在确保不小于热泵机组对于水量最低要求的情况下，结合负荷变化自动化调节水泵的实际流量，该节能效果较为显著，具有一定的可行性。
关键词：地下水源；热泵空调系统；变频控制现如今，人们的生活日益完善，集中化中央空调系统的出现，使人们的生活舒适性不断提升，然而能源消耗问题愈发突出，怎样使空调既满足其舒适性要求，又能节约能源，已经成为当前人们普遍关注的问题。
现阶段，空调系统策划与水泵等技术设施选型并不是最佳工况展开的，有一定的余量。
受季节、昼夜、用户负荷等诸多因素的影响，空调热负载在大多数时间内低于实际策划负载值，空调系统大多数时间都属于部分负荷下运作。
在实际运作之中，空调水泵始终处于额定工作状态下，只能利用水流调节的方式，改变流量，使其符合负荷的要求标准，促使水泵大多数分工消耗集中在克服节流阀阻力方面，导致水泵运行输送能量大量浪费。
通常情况下，空调水泵耗电量是总空调系统耗电量的0.3倍，因此，节约低负载情况下，水系统输送能力会对减少整体空调系统能耗有着一定的促进作用。
1.地下水源热泵空调系统的基本情况此地下水源热泵空调系统，因受室外气温、人员活动内容等有关因素影响，此系统处于策划负荷80%以下进行运作，其中运行至设计负荷60%之下占比高达63.88%。
可见，结合满负荷情况，选择热泵机组、水泵等设施，可以使部分负荷始终处于持续运作状态，设施大多数情况始终保持低效率工作的状态。
此系统热泵机组大小并联运作，制热量即100kW与40kW；两台并联热水循环泵的型号是一致的，额定功率即2.2kW；深井泵额定功率计7.5kW，全部水泵都以定流量运作模式为主，处于工频状况下运作。
机组在部分负荷运作的情况下，时常经过关小管路的阀门对其供水量进行调控，导致能源大量损耗，需要对此空调系统装置展开优化改良，才能有效的节约能源[1]。
地源热泵空调系统自动控制方案Ver 1.22014-03目录1、系统概述 (1)2、设计依据 (3)3、系统功能实现 (4)4、系统效果分析 (8)4.1 管理功能 (8)4.2 空调系统冷热负荷实时跟踪、调节 (8)4.3 高效节能、节约能耗费用 (9)4.4 节能效果分析 (9)4.5 集成功能 (10)5、地源热泵空调自控系统传输设置 (11)1、系统概述地源热泵是一种利用地表浅层地热资源（也称地能，包括土壤、地下水和江、河、湖、海以及城市污水等）作为冷热源的空调系统。
它不但可以供冷、供热，而且可以提供生活热水，一机多用的同时还具有高效、节能、环保的特点。
浅层地能一年四季相对稳定，土壤与空气的温差一般为17℃，冬季比空气温度高，夏季比空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。
这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%～60%，因此要节能和节省运行费用40％－50％左右。
通常地源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到5KW以上的热量或4KW以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。
空调系统的能耗问题是大楼日常运行成本控制的一大难题，整个暖通系统的能耗将占大楼能耗的50％以上，目前，国家的建设绿色节能建筑、节能减排的号召已经非常明确，谛都科技城业主眼光比较远，从响应国家号召，降低大楼日常运行成本，提高管理效率等方面进行考虑，计划对***项目的地源热泵空调系统配套自控系统。
水泵的能耗，一般约占空调系统总能耗的15-20%，因此采用变流量系统，使输送能耗岁流量的增减而增减，具有显著的节能效益与经济效益；同时才有变频技术实现电机的软启动，可以有效的延长电机的使用寿命。
考虑到变频调速一次投资较大，一般来讲都是对节能效果最为明显的关键部分采用变频技术，比如冷冻水泵，冷却水泵、热泵机组等，使得业主的投资收益比最大化。
***项目地源热泵空调系统冷冻水泵、冷却水泵群控的使用将带来以下明显效果：1、节省能源***项目需冷/热量每个季节、每个月、每一天都不一样，空调负荷的分布在一年之内是极不均衡的，设计负荷约占总运行时间的6-8%。
大金水源热泵VRV系统——造就绿色节能建筑作为逐步被人们了解的VRV系统，其突出的节能舒适性及便利性已被广泛认可。
如今，水源热泵VRV作为VRV系统中的一员，除了设计安装的灵活性、运行的节能性及控制的智能性等，其主机摆放受限少、能利用可再生能源、主机间制冷/热独立控制及水管侧可进行热回收等特点，也开始运用于许多大型项目中。
● 设计灵活性采用水作为冷/热源的水源热泵VRV系统，冷/热源与主机间以水管连接，基本无管长限制，尤其适用于高层建筑或大型楼宇。
同时由于系统采用水作为冷/热源，主机无需与外气换热，因此基本不用考虑散热问题，可方便地置于当层摆放或集中摆放的设备机房中，大大提高了建筑的空间利用率，且机房无需开设百叶，不会影响建筑外立面的美观性。
另外，主机与室内机之间以冷媒管连接，最大实际配管长度可达120m，同时室内机有多种形式可供选择，灵活应对不同房型及不同装潢风格。
大金水源热泵VRV系统图● 安装简易性新型水热交换器以及冷媒控制回路的优化，使大金水源热泵VRV主机机身紧凑，高度仅1m，且重量轻，在受限大的空间也可安装。
同时，主机还可以作堆叠式设置，进一步节省了空间，解决了主机摆放难的问题。
大金水源热泵VRV主机水源热泵VRV主机摆放示例● 高效节能性大金水源热泵VRV主机采用先进的直流变频技术，系统能力按需输出，无论是在满负荷状态还是部分负荷状态下都能达到节能舒适的空调效果。
同时，由于系统以水作为冷/热源，受气候变化影响小，且在冬季无需进行除霜运转，这也大大提高了系统的运行效率。
其次，每套主机系统都可独立制冷/热，对于一些高档建筑，可以很好地满足不同区域同时制冷/热的要求。
另外，除了使用冷却塔与锅炉作为系统的冷/热源，大金水源热泵VRV也可利用地表水、地下水、土壤或污水废水等可再生能源作为冷/热源，实现进一步的节能环保。
主机热交换器室内机利用可再生能源的水源热泵VRV系统● 控制智能性与大金VRVⅢ相同，水源热泵VRV系统室内机除了可由有线/无线遥控器控制外，也可接入大金的智能化集中控制系统，实现统一开/关、温度调节、日程设定、电量划分等功能。
为了响应国家提出建设节约型社会的号召，减少建筑空调对能源的依赖，位于河北的温馨小区引入可再生能源利用系统——地源热泵。
运行之后受到了业主的好评。
现将地源热泵中央空调系统与其它类型的空调系统对比，地源热泵中央空调运行后所起到的节能效果相当明显。
通过实践，温馨小区的地源热泵中央空调的运行参数为：用电费用为0.6元/KWh，天然气费用为1.43 元/m3,每户按100m2计算,共10KW，每天运行10小时，夏季制冷时间为90 天，冬季供暖时间为60天。
地板采暖启动时间约3小时，所以冬季使用地板采暖时应提前3小时启动，考虑中间有间歇期，而地板采暖必须连续运行，所以其实际运行时间约为15小时。
经过计算，开发商把0.15元/m2•天的空调使用费定为用户交费的上限，低于0.15元按实收取费用，如果高于0.15元，则高出的部分由开发商补贴。
考虑前三年由于入住率低，相对运行成本较高，多余的部分由开发商补贴，所以用户不必担心空调使用费会太高。
通过计算，地源热泵运行费用比家用空调节约40%以上。
地源热泵系统不受环境的影响，不管室外温度有多高，耗电量基本保持不变。
而家用空调受环境温度的影响明显，在室外温度超过35℃时，其制冷量会降低，而其耗电量会大幅增加，所以在环境温度比较高的时候，地源热泵比家用空调节约能源甚至能达到70%。
总体来看，温馨小区的地源热泵系统比家用空调全年节约费用约为2424元，但地源热泵中央空调的一次性投资比家用空调高出8000元，约3年半可收回成本。
我们北京艾富莱水源热泵选件精良，采用最先进的双螺杆压缩机，旋转不平衡力极小，引起的振动及噪音极低。
采用目前最先进的DEC/DAC高效传热管，使换热系数和换热能力大幅度提高。
机组所用制冷系统配件全部采用知名厂家产品，如可拆卸式干燥过滤器、外平衡式热力膨胀阀、供液电磁阀等，确保机组具有极佳的性能水平！。
水源热泵技术应用及实例系统分析水源热泵技术应用及实例系统分析随着能源问题的日益凸显，节能减排成为各国普遍追求的目标。
为了达到节能减排的目的，热泵技术在近几年逐渐发展壮大并得到了广泛应用，其中水源热泵技术是一种比较新颖且高效的热泵技术，目前已被广泛应用于建筑领域。
下面将重点介绍水源热泵技术的应用及实例系统分析。
一、水源热泵技术的应用水源热泵技术是利用水资源中的热能对建筑进行供暖、制冷、供热水或生产热能的一种节能环保技术。
其运行原理是通过水的自然循环，采集水源中的热能，再转化为冷、热源供给建筑系统。
水源热泵技术的应用主要有以下几个方面：1.建筑冷暖系统水源热泵技术可以在不同的季节为建筑提供供暖或制冷。
在夏季，水源热泵将建筑内的余热汲取出来，通过热泵转化为冷源，将冷空气输送到室内以达到降温的目的。
在冬季，水源热泵收集室外的余热并将其转化为建筑的热源，将热空气输送到室内以温暖房间。
2.生产热能水源热泵技术还可以为一些厂矿等生产单位提供热能。
通过将水源中的热能转化为热源，供给生产设备，达到满足生产热能的目的。
3.供热水水源热泵技术还可以为建筑提供热水，从而满足日常用水需求。
通过水源热泵将水源中的热能转化为热水，供给建筑设施使用。
二、水源热泵技术的实例系统分析下面以某电子厂的水源热泵应用实例进行分析说明。
该电子厂介绍：该厂位于南方，该地区夏季炎热潮湿，冬季湿冷。
该厂建筑面积约3万平米，主车间面积约1.5万平米。
该厂目前使用的是烟气余热回收和锅炉供暖的方式，能源消耗量较大，且环境污染较严重。
该厂在进行节能改造时采取了水源热泵技术供暖的方式。
具体实现方式是在厂区内建立了一个水循环系统，以内含液为介质。
该系统通过采用水源热泵技术，将水源中的热能转化为冷、热源供给建筑系统。
该厂所使用的水源热泵系统主要由以下几部分组成：1. 水泵系统由进、出水管路、操作阀门、泵组等设备组成。
水泵系统的作用是将水源中的水送到热交换器。
地下水源热泵空调系统变频控制案例介绍作者：戴晓丽杨昌智日期：2009-2-12 14:57:00本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵中央空调系统的运行现状，根据其自身特点提出对该系统空调水泵进行变频控制节能改造的建议和方案，并采用当量峰值小时数法从节能性和静态回收期两方面详细论证了该改造方案的可行性。
简介：本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵中央空调系统的运行现状，根据其自身特点提出对该系统空调水泵进行变频控制节能改造的建议和方案，并采用当量峰值小时数法从节能性和静态回收期两方面详细论证了该改造方案的可行性。
结果证明，该改造方案在保证不低于热泵机组对水量的最低要求的同时，根据负荷的变化自动调节水泵的流量，节能效果显著，静态回收期短，是切实可行的。
1 引言集中式中央空调系统在为人们营造舒适环境的同时也带来了能耗问题，如何既满足空调舒适度，又最大限度的节约能源，已日益为人们所关注。
目前空调系统设计和水泵等设备选型均是按最不利工况进行的，且留有一定的裕量。
由于季节、昼夜和用户负荷的变化，实际空调热负载在绝大部分时间内远比设计负载低，空调系统多数时间是在部分负荷下运行。
而运行情况是空调水泵一年四季长期在额定工况下工作，只能通过节流来降低水流量满足负荷的要求，使得水泵大部分功耗消耗在克服节流阀阻力上，浪费了水泵运行的输送能量。
一般空调水泵的耗电量约占总空调系统耗电量的20-30％，故节约低负载时水系统的输送能量，对降低整个空调系统能耗具有重要的意义。
本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵系统，根据其运行现状提出对该系统的空调水泵进行闭环自动变频控制节能改造，从节能性和静态回收期等方面论证了该改造方案是切实可行的。
2 空调系统概况该宾馆位于长江中下游地区的湖南省西北部的澧县，作者于2003年1月至3月对该宾馆地源热泵系统的冬季运行工况进行了测试，测试结果整理如表1。
由于宾馆的入住率、室外气温变化、人员活动内容等原因，该系统基本上是在设计负荷80％及以下运行，其中运行于设计负荷的60％以下的就占有63.48％。
显然根据满负荷状态选取的热泵机组、水泵等设备让其在部分负荷下长期连续运行，设备大部分时间处于低效率工作状态。
该系统热泵机组一大一小并联运行，制热量分别为100KW、40KW；两台的并联热水循环泵型号相同，其铭牌额定功率均为2.2KW；深井泵铭牌额定功率为7.5KW（系统图如图1所示），且所有水泵均定流量运行，始终处于工频状态下运转。
当机组处于部分负荷运行时，常常通过关小管路上的阀门来调节供水量，造成了极大的能源浪费，因此我们有必要对该空调系统进行一下改进。
表1该宾馆冬季空调负荷时间频数（％）负荷率40 50 60 70 80 90 100时间频数 5.08 17.6 40.8 26.37 10.15 0.07 0累计时间频数 5.08 22.68 63.48 89.85 99.93 100 1003 改造方案的提出热泵主机、深井泵和热水循环泵是宾馆中央空调系统的主要组成部分，耗电量大。
由图2可以看出，在该空调系统中，热泵机组的功耗占整个空调系统能耗的65％，深井泵和热水循环泵分别为24％和11％，因此要节省整个空调系统的能耗，除大力减少热泵机组的能耗以外，减少空调水泵的能耗也是一个重要方面。
该系统的地源热泵机组本身即具有能量自动调节功能，可以在不改变制热工况的前提下，改变压缩机的输气量进而改变供液量来调节冷凝器的产热量。
同时，这又为水系统的变流量运行提供了基本条件。
对于空调水泵而言，由于水泵处于定流量运行，在部分负荷状态下常常只能通过调节管路上的水阀开度来改变水流量；同时因电机转速不可调，电机只能工作在开和停两种状态，即使当热负荷很小时，也必须至少开一台，电机轴上的输出功率远大于实际负荷的需要，从而造成不必要的能源浪费。
根据水泵的相似律，水泵的流量、扬程、功率具有如下关系：（1）式中Q,H,N,n分别为水泵的流量、扬程、轴功率和转速。
从式（1）可以看出水泵的扬程与水泵流量的平方成正比，轴功率与流量的立方成正比，而流量又与转速成正比。
由此可见当电机的转速稍有下降，电机的耗电量就会大幅度下降，节能效果显著。
水泵的变频调速装置就是通过调节水泵的转速以使水泵流量随负荷变化而变化，达到节能目的。
4 水泵变频调速工作原理及其控制方案4.1水泵变频调速原理水泵功率、流速、流量、扬程之间具有式（1）所示关系，又由于交流异步电动机的转速与电源频率之间的关系为：（2）式中n，f，S，P分别为电机的转速，供电电源频率，转差率，电机极对数。
由式（2）可知，当转差率变化不大时转速正比于电源频率，只要能平滑调节电源频率，就能平滑调节电机转速。
【1】水泵变频调速就是通过改变电源频率来调节水泵转速的一种方法。
采用变频技术结合合理的自控方案，对水泵进行变流量调节，不仅避免了采用阀门调节造成的浪费，而且还极大的提高控制和调节精度。
同时采用变频调速对电机实现软启动，无冲击杂声，还可以延长电机的使用寿命。
4.2深井泵变频调速控制方案对于深井泵来说，由于深井水温度常年保持不变，维持在18.5℃左右，我们以深井水回水温度为控制参数即可控制井水的进出口温差。
如图3所示，现采用温度传感器、变频器、PID回路调节器组成闭环控制系统，按照5～7℃的温差指标，深井水回水温度控制在T℃（例如冬季12℃，夏季25℃），使深井水泵的转速相应于热负载的变化而变化。
以冬季为例，当负荷增加时，深井水回水温度降低，温度传感器将温度信号（4～20mA）反馈至PID回路调节器中，PID调节器根据温度设定值和温度反馈值的偏差进行PID运算，然后输入给变频器一个提高电机运转频率的信号，加大水泵转速和流量，直到温度与设定值一致；反之负荷降低时，减小频率，降低水泵转速和流量。
当水泵运行频率降到控制仪表设定的低限值时，变频器停止频率的继续降低，以满足主机对流量的要求，对主机起到保护作用。
4.3热水循环泵变频调速控制方案由于该热水循环系统由两台型号相同的水泵并联运行，为了实现两台水泵电机转速连续可调，使得水泵电机转速根据实际热负载的大小而设定，进而节约能源；同时也为了节省变频器等设备的初投资，作者拟采用一定一变形式，即只有一台水泵配备变频器作调速运行，另一台仍为定速运行。
控制系统主要由内置PID的变频器、PLC可编程控制器、压差变送器、主接触器等构成，如图4所示，变频器和PLC控制器作为系统控制的核心部件，以末端最不利环路压差为反馈信号，时刻跟踪着该信号与设定值（可取0.1Mpa）的偏差变化情况，经过变频器内置的PID调节器运算，利用PLC控制器实现水泵变频与工频的切换，自动控制水泵投入台数和电机的转速，实现闭环控制，自动调整恒压差变量供水。
【2】当系统负荷较小时，只需一台电机工作在低于工频状态下即可满足要求时，PLC利用变频器软启动一台水泵，根据压差变送器反馈来的信号（0～10V）自动调节运行频率。
当热负荷增大时，变频器输出频率接近工频而管网压差仍达不到设定值，为了保证系统不频繁切换水泵，延时一段时间，若压差仍低于设定值时，则PLC将当前工作的变频泵切换至工频50HZ状态下运行，关断变频器，再由变频器从0HZ软启动下一台水泵，并根据偏差变化情况及时利用变频器调整到对应流量需要的频率，实现一台变频一台工频双泵供水。
反之，当负荷降低时，变频器工作在基本频率时，如果出口流量仍然很大，供水压差高于设定值，同样延时一段时间后，若压差仍然很高，此时再由PLC关掉工频控制方式的水泵，只由剩下的单泵变频供水。
无论系统是单泵变频运行还是双泵一定一变运行，均能实现末端恒压差供水。
切换示意图如图5所示。
【3】5 水泵变频节能计算5.1变频节能计算方法本文参照文献【4】、【5】的算法，采用当量峰值小时数法计算空调运行期间的能耗，夏季当量小时数τ夏，冬季当量小时数τ冬，空调系统全年运行小时数t。
设水泵的铭牌额定功率为N（KW），在未采用变频技术的情况下，空调水泵的全年耗电量Q1为：Q1＝N·t，KWh（3）而采用变频调速后全年用电量Q2为：Q2=N·（τ夏+τ冬），KWh（4）则全年可节省的电量为ΔQ＝Q1－Q2=N·t-N·（τ夏+τ冬），KWh（5）静态投资回收期n＝，年（6）式中M0－分别为采用变频技术增加的初投资，元M1－每年节省的运行费用（主要是能源费用），元湖南省商业用电电价为0.98元/度。
宾馆全年以冬、夏两季6个月运行计算，每天平均运行18个小时（6:00-24:00），文献【5】的当量湿球温度小时数的数据公式是针对上海地区得出，由于湖南省和上海气候条件相差不大，因此本文也近似采用此公式τ夏＝3097.32-102.16tnsτ冬＝567.37+36.43tns（7）tns－室内设计湿球温度值这里夏季取tns＝20.3℃；冬季取tns＝12.3℃。
代入式（7）得：τ夏＝1023.4h，τ冬＝1015.5h5.2深井泵节能效果分析深井泵铭牌额定功率N=7.5KW，一台，拟选富士FRN7.5G11S-4CX变频器一台，市场报价6410元，加上其它外围设备共计总投资为M0=7000元。
将其数据代入上式（5）、（6）中得：ΔQ＝Q1－Q2＝7.5*6*30*18－7.5（1023.4+1015.5）＝9008.25KWh折合成人民币每年可节约电费M1=9008.25*0.98＝8828元，节能效果显著。
静态投资回收期n＝==0.79年，9个半月即可回收初投资。
5.3热水循环泵节能效果分析热水循环泵铭牌额定功率N=2.2KW，两台，拟选富士FRN2.2G11S-4CX变频器一台，市场报价3920元，三菱FX2N-16MR-001PLC可编程控制器一台，市场报价3080元，加上其它外围设备共计总投资为M0′=8000元。
将其数据代入上式（5）、（6）中得：ΔQ′＝＝2.2*2*30*6*18－2.2*2（1023.4+1015.5）＝5284.4KWh折合成人民币每年可节约电费M1′=5284.4*0.98＝5179元，节能效果显著。
静态投资回收期n′＝=8000/5179=1.5年，一年半即可回收初投资。
6 结论综上所述，根据地下水源热泵中央空调系统的运行特点，提出采用变频控制装置对系统进行改造，在保证不低于热泵机组对水量的最低要求，自动调节水泵流量以满足负荷的变化，节能效果显著，静态回收期短，具有一定的可行性。
参考文献（1）龙有新.第十二届全国暖通空调技术信息网大会文集.北京：中国建材工业出版社.2003.185～189（2）韩焱青.武汉化工学院学报，2000，22（4）：70～73（3）张戟龚固丰.计算机与自动化，1999，18（4）：18～19（4）钱锋郑中磊.建筑热能通风空调，2002，21（5）：51～52（5）陈沛霖岳孝方.空调与制冷技术手册.上海：同济大学出版社，1991。
