中央空调冷却水泵节能改造

中央空调节能分析与改造中央空调节能改造方案随着国民经济的快速发展，能源问题日益严峻，建筑节能成为当今建筑设计首先考虑的因素之一。

中央空调是现代高层建筑中必不可少的设备之一，据统计中央空调的耗能平均占到建筑物总耗能的65%左右，而中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，实际运行中，满负荷运行不多，大部分时间都在70%负载以下运行。

虽中央空调系统中制冷机组能随气温变化自动变频运行，但与之相匹配的冷冻泵、冷却泵却没有自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，因此利用变频器自动调节水泵的输出流量，已成为众多的空调系统节能设计中应用最为广泛的一种，成为最有用的节能技术。

2原系统简介丰泽大厦共15层，其中央空调系统改造前的主要设备和控制方式如下：制冷系统：双效蒸汽型溴化锂机组（型号SXB6-93DH2M）1台；冷冻水泵（型号ISC100-160）2台、扬程67m；冷却水泵（型号ISC125-125）2台，扬程37m；均采用一用一备的方式运行。

冷却塔（型号NC*****）1台，配备5.5kW风扇电机2台。

3原系统的运行及存在问题丰泽大厦是我公司对外租售的办公大楼，各种配套设施齐全，对环境的舒适度要求很高。

因此，中央空调的投入使用必不可少，每年的5-10月份每天都必须供应冷气。

由于中央空调系统的制冷机组可以根据负载变化随之变频运行，但冷冻泵、冷却泵不能随负载变化作出相应的调节。

这样，水循环系统长期在大流量的状态下运行，造成了能量的极大浪费。

特别是在某些末端设备温控稍有失灵或灵敏度不高时，将会导致大面积空调室温偏冷，严重干扰中央空调系统的运行质量。

水泵电机启动电流一般为其额定电流的3~4倍，长期这样运行使得接触器使用寿命大为下降；且启泵时的机械冲击和停泵时的水锤现象，对机械器件、轴承、阀门和管道等造成破坏，增加维修费用成本。

4节能改造的可行性分析针对上述问题，我们利用变频器的运行原理进行理论分析。

水冷式中央空调的节能措施摘要：近年来随着社会经济的持续快速发展，我国建筑行业呈现出蓬勃发展的态势。

各类建筑中，中央空调系统的应用日益普及，由此造成的能源消耗已成为影响国家能源战略的重要方面。

文章根据实际经验，对中央空调能耗进行了分析，并对中央空调节能措施以及空调施工中的注意点提出了一些看法。

标签：中央空调；建筑节能；耗能；措施一、中央空调能耗分析（一）水冷式中央空调系统中能耗最大的设备属冷水机组，冷水机组按照压缩机的类型分为：往复式（也称活塞式）机组、螺杆式机组和离心式机组，其动力能源为电能和热能，按照其额定制冷量和制冷效率，一般的额定输入功率从100KW到1000KW。

冷水机组的目的是生产低温（7°C）的冷冻水，所以供水温度的高低直接影响机组的负荷。

而末端空气处理机起动的多少也会影响冷冻水的回水温度，回水温度越高，机组负荷越大。

（二）冷冻水循环泵（简称冷冻泵）主要提供冷冻水循环的动力，其输入功率一般从11KW到132KW，传统的设计冷冻泵为定量泵，输出功率恒定不变；冷却水循环泵（简称冷却泵）主要提供冷却水循环的动力，其输入功率一般从11KW到132KW，传统的设计冷却泵为定量泵，输出功率恒定不变。

（三）冷却塔风机主要为冷却水降温提供风力，其输入功率一般从3KW到15KW，传统的设计冷却塔风机为恒速风机，输出功率恒定不变。

（四）空气处理机是进行室内空气温度调节的末端设备，其中风机提供了室内空气循环所需要的动力，通常采用恒速定风量风机，额定功率从0.5KW到15KW，但数量较多。

（五）中央空调的设计往往是按照当地的气象资料和建筑物的特点而设计的，并考虑到最大能量需求，还要预留10%至20%的设计余量，所以主机、水泵、风机都有很大的余量。

（六）由于季节的轮转和时间的变化，中央空调全年以最大功率运行的时间很短，一般不足1%，所以大量恒速电机存在很大的节能潜力。

（七）用户的维护意识淡薄也是造成中央空调效率降低的原因之一。

中央空调系统末端设备节能优化控制摘要：随着物质生活的生活不断丰富，群众对生活的各个方面要求也随之提升，不仅加强了个人健康意识，同时也在追求生活的高舒适性，高度使用中央空调系统导致能耗随之增加。

而现在全世界都存在能源短缺的情况，当下要求我国实行节能减排制度，怎么能保障民众对舒适性的要求的同时，又可以减少来自中央空调系统的能源消耗，目前是业界备受瞩目的一个课题。

中央空调系统的末端设备是最能够直接发挥效果的环节，通过研究显示，冷却水泵、冷冻水泵和冷却塔能耗都不高于其运行能耗，在中央空调所有能耗中占1/3，占比非常高，所以得出结论：想要中央空调系统节能，需要从降低其末端设备运行能耗才行。

关键词：中央空调；解耦控制；优化一、末端设备优化控制策略研究根据表冷器换热的原理，可以得出一下结论：想要影响表冷器产生换热量，方法有两种，一时调节送风量，二是通过调节冷冻水的流量，也就是这两者之间存在相互作用，想要通过物理过程将两种运动分开处理并不容易，根据研究显示，在实际的工程中，可以采取温度差来解决，也就是说空调房间的回风温度是一个数值，而空调房间人为设定的温度是另一个数值，造成这样的差值改变温度。

通过调节表冷器的单变风量和冷冻水，看起来之控制单变量这种操作比较简单，但其热稳定过渡反应时间过长，而表冷器在换热过程中的过渡反应时间较短，这导致两者有较大的不同，也就影响了调节空调房间的制热效果。

在设计中央空调系统时，是通过其负荷运行模式进行设计的，而在我们日常使用的过程中，实际运行的中央空调系统并不能达到当初设计的负荷量，其负荷量通常在设计时的50%～80%之间。

通过此前的研究，我们可以得出结论：当冷冻水的流量相比较之前设计的流量超过60%后，表冷器换热量随之会到达之前设计的流量80%左右，在这种状态下，假设继续加入冷冻水，则不会明显的影响表冷器的换热量效果。

与此同时，想要改变表冷器的换热量，其实最好的做法是改变其送风量，因为送风量和冷冻水流量决定了表冷器的送风温度。

中央空调节能改造方案（变频）1.中央空调工作原理中央空调系统主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成，其系统结构如:(图1所示)制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风中的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。

经蒸发后制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。

2.中央空调应用背景中央空调系统是一个庞大的设备群体，大量的统计结果表明，空调系统所消耗的电能，约占楼宇电耗的40～60%。

就任何建筑物来说，选用空调系统都是按当地最热天气时所需的最大制冷量来选取择机型的，且留有10%～15%的余量，各配套系统按最大负载量配置，这种选择不是最合理的。

在组成空调系统的各种设备中，水泵所消耗的电能约占整个空调系统的四分之一左右。

早期空调的水泵普遍采用定流量工作，能源浪费非常严重。

而实际运行时，中央空调的冷负荷总是在不断变化的，冷负荷变化时所需的冷媒水、冷却水的流量也不同，冷负荷大时所需的冷媒水、冷却水的流量也大，反之亦然。

我们根据中央空调机组运行状态的数据分析，中央空调机组90%的运行时间处于非满负荷运行状态。

而冷冻水泵、冷却水泵以及风机在此90%的时间内仍处于100%的满负荷运行状态。

这样就导致了“大流量小温差”的现象，使大量的电能白白浪费。

3. 中央空调节能原理我们知道中央空调的水循环系统主要由冷却水泵和冷冻水泵组成。

从水泵的工作原理可知：水泵流量与水泵（电机）转速的一次方成正比，水泵扬程与水泵（电机）转速的两次方成正比，水泵轴功率与水泵转速的三次方成正比（既水泵的轴功率与供电频率的三次方成正比）。

根据上述原理可知只要改变水泵的转速就可改变水泵的功率。

例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，功率只有原来的72.9%。

中央空调工程制冷及空调节能技术措施变频技术中央空调工程能源中心的冷冻水系统采用二次泵形式，二次泵为变流量，根据二次侧末端负荷的变化，在满足某一最不利水环路所需使用压力的条件下，通过改变二次水泵电机的运转频率或水泵的运行台数，以达到节能目的。

各场馆的用户侧水系统均采用变流量水系统，可根据负荷变化变频调节水泵流量和扬程，以达到最大节能运行。

热回收技术中央空调工程采用热回收技术，利用排风对新风进行预热(或预冷)，节能空调通风工程的能耗。

水蓄冷技术中央空调工程采用水蓄冷的集中能源中心方式，总蓄冷能力为25500RT.H.蓄冷可起到“削峰填谷”的作用，缓解用电紧张，提高能源利用效率，减少装机容量。

充分利用峰谷电价，节省运行费用。

蓄冷水罐共2个，蓄冷水罐单个有效容积为4500立方米，蓄冷能力为12750RT.H.经测算，水蓄冷运行费比常常规制冷可节约203.45万元/年。

大温差水系统，水系统采用大温差9℃，减小循环水泵装机容量，降低暖通空调工程运行费用。

新风利用中央空调工程过渡季节尽量利用新风，可进行全新风运行，减少空调通风工程的运行。

冬季内区的消除余热，可采用室外免费能源-新风，减少能源的浪费。

分层空调和置换通风中央空调工程在大空间采用分层空调和置换通风工程，尽量减少无效空间区域的能量消耗，只满中有效区域的舒适度。

我们采用CFD的方法，对大空间的暖通空调工程气流组织进行了分析，得到了很好的验证。

如游泳馆暖通空调工程比赛区空间温度可以被控制于28℃到29℃之间，室内的温度分层非常明显，屋顶最高点温度却达到40℃以上。

分层空调和置换通风中央空调工程采用地板辐射采暖加周边散热器采暖，增加人员活动区的热舒适，减少顶部空间的耗能。

冷(热)计量中央空调工程对用户侧和总用冷(热)量，进行冷(热)量计量。

提高节能意识，减少无效冷(热)量损失，便于用冷(热)量收费和管理。

中央空调节能控制系统所有中央空调工程设备采用中央自动控制技术，根据设定的温度控制、湿度控制、压差控制、流量控制来使设备达到最佳的匹配运行效果，使设备在最高效区域运行，以利于能源的综合利用，最大化地实现节能。

中央空调的节能改造中央空调的节能改造我公司综合办公大楼中央空调系统，主机选用上海开利公司生产的30H-225型冷水机组，冷冻、冷却水循环均采用有30m3中间水箱的开式循环系统。

正式投人运行以来，系统运转正常，总体性能良好。

但是，由于该系统总功率达330kW，耗电多，运行费用高，因此，必须进行节能改造，以实现经济运行的目的。

一、耗电高的原因中央空调系统耗电高的主要原因是水循环方式设计不合理。

冷冻水和冷却水循环均采用开式循环系统，虽然中间水箱可以保证系统的稳定供水，但是，经过10层楼的循环水返回地下室水箱后，压力将从0.5MPa下降为0，造成静压损失，下次循环需重新泵送，增加了输出功率。

另外，30m3的冷冻水箱换热面积大，保温措施不当，造成冷冻水冷量损失大，增加了冷水机组压缩机的数量。

二、节能改造方案据此，我们决定对水循环系统进行节能改造，将开式水循环系统改为闭式水循环系统，不改变中央空调系统设计的基本参数。

为减少投资，尽可能利用现有管路及设施。

改造方案如下(见图1):图1 水循环系统流程图1.冷冻水循环系统的节能改造(1)取消原30m3的玻璃钢冷冻水箱，系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，以避免静压损失，将冷冻水循环系统改为闭式循环。

(2)为容纳系统的水因膨胀而增加的体积，同时也是为了稳定系统压力，增加一套膨胀水箱补水装置。

膨胀水箱容积取400L，并分别设置用浮球阀控制的自动补水管和由闸阀控制的急速补水管，水箱的自动补水高度为250mm。

(3)为消除系统内空气，在总供水管和总回水管的最高点分别设置一个ZP-Ⅱ型DN15自动空气排放阀。

冷冻水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。

新增管路及膨胀水箱按设计规范进行保温处理。

(4)冷冻水泵的改型冷水机组冷冻水设计额定流量为120m3/h，进水冷却塔自来水箱膨胀水箱压力为0.5~0.7MPa，最高冷冻水循环高度为38m。

根据设计规范，水泵的流量为额定流量的1.1~1.2倍，扬程H为供回水管最不利环路的总水压降的1.1~1.2倍。

一、中央空调系统概述∙中央空调系统主要由冷冻机组、冷却水塔、房间风机盘管及循环水系统（包括冷却水和冷冻水系统）、新风机等组成。

∙在冷冻水循环系统中，冷冻水在冷机组中进行热交换，在冷冻泵的作用下，将温度降低了的冷冻水加压后送入末端设备，使房间的温度下降，然后流回冷冻机组，如此反复循环。

∙在冷却水循环系统中，冷却水吸收冷冻机组释放的热量，在冷却泵的作用下，将温度升高了的冷却水压入冷却塔，在冷却塔中与大气进行热交换，然后温度降低了的冷却水又流进冷冻机组，如此不断循环。

二、中央空调水系统的节能分析∙1、目前状况∙（1）目前国内仍有许多大型建筑中央空调水系统为定流量系统,水系统的能耗一般约占空调系统总能耗的15%~20%。

∙（2）现行定水量系统都是按设计工况进行设计的，它以最不利工况为设计标准，因此冷水机组和水泵容量往往过大。

但几乎所有空调系统，最大负荷出现的时间很少。

∙2、水泵变频调速节能原理∙中央空调系统中的冷冻水系统、冷却水系统是完成外部热交换的两个循环水系统。

以前，对水流量的控制是通过挡板和阀门来调节的，许多电能被白白浪费在此上面。

∙如果换成交流调速系统，可把这部分能量节省下来。

每台冷冻水泵、冷却水泵平均节能效果就很乐观。

∙故用交流变频技术控制水泵的运行，是目前中央空调水系统节能改造的有效途径。

三、中央空调节能改造实例∙1、大厦原中央空调系统概况∙某大厦中央空调为一次泵系统，该大厦冷冻水泵和冷却泵电机全年运行，冷冻水和冷却水温差约为2度，采用继电接触器控制。

∙●冷水机组：采用两台（一用一备），电机功率为300KW 。

∙●冷冻水泵：两台（一用一备），电机功率为55KW ，电机启动方式为自耦变频器降压启动。

∙●冷却水泵：两台（一用一备），电机功率为75KW，电机启动方式为自耦变频器降压启动。

∙●冷却塔风机：三座，每座风机台数为一台，风机功率为5.5KW,电机启动方式为直接启动。

∙系统存在的问题：∙（1）水流量过大使循环水系统的温差降低，恶化了主机的工作条件，引起主机热交换效率下降，造成额外的电能损失。

某大厦中央空调制冷站节能改造措施方案1、某大厦中央空调系统制冷站介绍作为空调系统的冷源部分，中央空调系统制冷站是用于提供空调制冷效果的核心设备，主要由制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵和冷却塔等设备组成。

中央空调系统运行过程中，首先通过压缩机将制冷剂的低压气体压缩为高压气体，进入冷凝器中换热，此时制冷剂的高压液态经过节流装置调整为低压低温液态进入蒸发器，该过程是完成制冷的关键步骤。

同时，高温冷冻回水经冷冻水泵被送入蒸发器盘管，使之与低温低压制冷剂进行热交换，变成低温冷冻水，并通过冷冻水泵作用将其送至各风机盘管，由冷却盘管吸收热量，降低空气温度，最后通过风机向功能间送风，完成循环制冷过程。

通过以上循环过程，中央空调系统制冷站可以将热气体转化成冷气体，以达到调节室内温度的目的。

1.1 设备使用现状某大厦的中央空调机房位于负一层，配备了 2 台定频螺杆式冷水机组、3台冷冻水泵（2用1备）、3台冷却水泵（2用1备）和2台横流冷却塔。

其中，空调冷冻水管系统采用一次泵变流量系统，冷却水系统为变流量并联式系统，冷却塔位于大厦的设备层。

目前，该系统存在以下使用问题：第一，冷水机组于2007年12月投入使用，运行时间过长，制冷效果较差，使用的冷媒为已被国家列入淘汰的冷媒 R22，具有产量少、价格高的缺点。

第二，原空调冷冻水管系统采用一次泵变流量系统，其冷却水系统为变流量并联式系统。

原有的冷冻泵和冷却水泵配置的流量比冷水机组要求的小，加上管网的水阻力大，导致实际运行 1 台冷水机组需要运行2台冷冻水泵和2台冷却水泵，增加了系统的运行能耗。

水泵电机为国家要求淘汰的Y2系列型号。

第三，针对位于设备层的 2 台侧出风的横流冷却塔，每台冷却塔由2台水量为150 m3/h的冷却塔组成，总电机功率为5.5×2 kW。

现场勘查发现电机已锈蚀严重，换热填充剂老化，部分补水管也已锈蚀，导致系统能效降低，运行成本增加，不利于建筑的绿色环保运行。

中央空调循环水泵变频控制与节能研究摘要：变频控制技术作为自动化与其他产业融合的核心技术，带来一场现代科技应用于建筑节能领域的新革命。

通过变频控制，能使空调系统运行中的能源消耗与实际需求保持动态平衡，从而在稳定发挥空调功能的同时，避免能源资源的过度浪费。

基于此，本文分析了变频控制节能技术在中央空调循环水泵中应用的原理及意义，并提出了相应的设计建议。

关键词：变频技术；中央空调；节能控制引言：根据资料统计显示，我国大型公共建筑单位面积能耗约180kWh/(m2·年)，中央空调系统耗电占到了建筑总耗电的 40%-60%。

要降低大型公建的能耗，空调系统作为建筑的“用能大户”，其节能减排十分重要。

由此一来，基于变频技术的空调节能新思路应运而生，并越来越广泛地应用于中央空调循环水泵系统的设计实践中。

一、中央空调循环水泵变频节能的相关概述（一）中央空调循环水泵变频节能的基本原理受技术条件、生产条件、设计理念等多方面因素的限制，传统时期运行状态中电气设备的交流电使用频率都是相对固定的。

这样一来，电气设备的实际用电情况很难随应用场景变化而变化，进而很容易引发电能资源的浪费问题，且不利于设备使用寿命与使用安全的有效保障。

随着社会经济、科技、工业等领域的不断发展，人们逐渐意识到了控制电气设备用电方式的可行性与价值性，进而研究开发出了相应的变频技术、自动化技术。

简单来讲，变频技术的原理就是一种以交流电为作用对象，以多种频率交流电为输出对象的转换技术。

在此过程当中，电能资源的基本属性并不发生改变，只有频率随着变频器或变频系统的控制调节而变化。

在中央空调循环水泵这一具体电气设备的应用视域下，变频技术主要用于实现水泵转速的调节控制，从而进一步控制冷却水的流量，避免水资源的过度浪费。

除此之外，变频技术还可用于控制循环水泵中的冷却水温度参数，从而避免中央空调的运行热负荷超出允许范围，在降低空调能耗、确保做功稳定的同时，有效延长循环水泵乃至空调整体的使用寿命。

本科生毕业论文（ 2012 届）学生姓名张公平院（系）武汉理工大学独立本科段专业机电一体化学号014210110813导师祁小波王生软论文题目 PLC、变频器在中央空调冷却水泵节能循环控制中的应用摘要在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%~14%,并且在冷冻主机低负荷运行中,其耗电更为明显,冷冻水、冷却水循环用电约达30%~40%。

因此对冷冻水、冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调节能改造的重要组成部分。

本文着重介绍PLC、变频器在冷却水泵节能循环方面的应用。

中央空调采用变频调速技术,使电机在很宽范围内平滑调速,可将所有节流阀去掉,使管道畅通,可免去节流损耗。

通过改变电机转速而改变水的流速,从而改变水的流量,达到制冷机的正常工作要求和平衡热负荷所需冷量要求,从而达到节能的目的,电机的变频调速系统是由PLC控制器进行切换和控制的。

关键词：PLC 变频器冷却水泵节能ABSTRCTIn the traditional central air conditioning system, freezing water, cooling water circulation electricity accounts for about 12% ~ 14% of the ele ctricity system, and in the frozen host low-load running, the power consumption is more apparent, freezing water, cooling water circulation electricity about to reach30% ~ 40%.So to freezing water, cooling water circulation system of energy automatic control is central air conditioning is an important part of the energy saving transformation. This paper introduces the P L C, inverter in cooling water pump energy saving circulation applications. The central air conditioning by inverter technology, make motor in a wide range smooth speed, can remove the entire throttle, make the pipeline flow, can free throttling loss. Through the change the motor speed and change in water velocity to change the flow of water to the normal work of the chiller requirements and heat load balance required cold quantity requirements, so as to achieve the purpose of saving energy. The motor is variable frequency speed regulation system by PLC controller and the control of the switch.Keywords:PLC converter cooling wa t er pump energy saving引言经济的发展和人民生活水平的日益提高，中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑域，如宾馆、酒店、写字楼、商场、厂房等场所，用于保持整栋大厦温度恒定。

浅谈循环水冷却系统的节能改造摘要：随着城市建设的发展，越来越多的公共建筑内设置了中央空调系统，循环水冷却系统成为不可缺少的部分。

循环水冷却系统是工业企业不可或缺的重要设备，水冷却系统通常由冷却塔、水泵和换热系统等组成，其工作流程是由冷水流过需要降温的生产设备有效换热后再返回冷却塔，通过冷却塔内将温度上升的循环水降温，然后通过循环水泵加压后再次循环使用。

关键词：循环水冷却系统节能改造前言：循环水冷却系统作为企业主要的供能设备，占企业用电量的比重相对较大，在国家日渐提倡重视节能环保的新时代下，通过对循环水冷却系统进行节能改造而降低用电消耗，不仅能为企业创造较好的经济效益，更能实现良好的社会效益，在工业循环水冷却系统中循环水泵、冷却塔风机是用电大户，所以节能改造的关键点在于研究如何对循环水泵和冷却塔风机进行节能改造，本文就具体的节能改造措施进行简单阐述。

循环水处理作为电厂水处理系统中最重要的工作，要保持循环冷却水系统长期、高效、经济地运行，水处理日常运行管理是关键，有时即使筛选了合理的药剂配方，也确定了较好的工艺参数，但循环水处理运行管理不善往往达不到预期的处理效果。

因此长期积累运行资料并认真加以分析研究，不断优化循环水处理运行方式才能提高管理水平和效果。

1.循环水泵的节能改造近年来随着工业生产的发展，淡水资源日益紧张，环境保护要求日趋严格，为了保护有限的水资源和生态环境不被破坏，达到国家要求的控制指标，减少废水排放。

发电厂作为用水大户，90%以上水量主要用作循环冷却，为使排水各项指标均达到排放标准，只有合理选择循环水处理方案，避免凝汽器和其他换热设备的腐蚀和结垢，减少循环水排污水实现零排放是摆在运行管理人员面前的一项重要使命。

水冷却系统的循环水泵作为主要的动能设备，占能源消耗的比重相当大，循环水泵方面除采用高效节能泵外还可以通过以下几个方面进行节能改造，一是通过水泵的富余流量分析，以控制循环水泵的回水阀门开关度的方式来调节循环水的供应压力，在满足系统运行的实际扬程情况下低于水泵的设计扬程时，可以有效避免因额外的循环量而产生的能效浪费;二是随着高压大功率电机变频调速技术的不断成熟，运用变速变流量的节能原理，根据水泵的压力和流量特性曲线，在保证循环水冷却系统压力的前提下，采用对循环水泵电机调节方式进行变频改造来实现优化节能，根据循环水泵的转速、扬程、功率与节电率的变化，在转速降低、流量减小时，电机所需功率近似按流量的3次方大幅度下降，虽然降低转速时额定的工作参数会相应降低，但水泵仍能在同样的效率下工作，所以降低转速能大大降低轴功率从而达到节能的目的;循环水泵在进行变频节电改造后，改造后的变频系统相当于一个全自动的调节阀，水泵降低了转速，流量就不再用关小阀门来控制，阀门始终处于全开状态，避免了由于关小阀门引起的能效损耗，同时也避免了总效率的下降，确保了能源的充分利用，设备需要多少，就能供应多少;在采用变频调速时，50Hz工况下满载时功率因数为接近1，工作电流比电机额定电流值要低很多，是因为变频装置的内滤波电容产生的改善功率因数的作用，可以为电网节约20%左右的容量，从而确保了能源的有效利用;三是降低水泵出口压力，通过对水冷系统运行参数和水泵设计参数进行充分的分析比较，通过对循环水泵进行削切叶轮来减小叶轮直径，降低水泵扬程和水泵出口压力，从而达到降低水泵电耗的目的。

普通中央空调水泵变频改造节能方案普通中央空调水泵变频改造节能方案：在中央空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。

在没有使用调速的系统中，水泵一年四季在工频状态下全速运行，只好采用节流或回流的方式来调节流量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。

由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。

也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。

据统计，67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2 ，而实际上83%的工程热负荷只有58-93W/m2 ，满负荷运行时间每年不超过10-20 小时。

实践证明，在中央空调的循环系统（冷却泵和冷冻泵）中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。

一、普通中央空调工作系统1、工作简述⑴、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水中的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温度升高。

⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间由室内风机加速进行热交换，带走房间内的热量使房间内的温度降低后，又流回冷冻水端。

⑶、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔，由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。

⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作，温度回升到一定值后又控制其运行。

二、普通中央空调存在的问题1、冷冻水，冷却水循环泵不能根据实际需求来调整循环量，电机工作效率低下，造成大量电力浪费，并加速机组磨损；2、其控制接触器等电器动作频繁，导致使用寿命短，维修量大；而对于大容量系统，传统的控制线路复杂，可靠性差，需专人负责；3、整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿命短;在维护管理，检修调整方面工作量大，维护费用高。

中央空调水系统节能技术案例分析一、冷源改造技术对于冷源机房容量选择大，通过台数控制不能满足安全、高效运行的情况，成熟的改造技术有：制冷机组变频控制;水蓄冷;增加低容量机组;扩大空调区域(例如，某政府高校约三万平米的综合楼的中央空调系统建成后，又将该系统惠及另外三栋共约九百平米的学员楼)等。

以下结合有关工程讨论冷源改造技术。

(一)制冷机组变频改造1、制冷机的性能系数COP现状2007年就二十二栋国家政府机构办公楼和大型公共建筑通过测试或根据运行记录计算机组的性能系数COP，其机组的COP普遍低于公共建筑的强制性标准。

案例一A办公楼安装了三台500RT的离心式冷水机组(2001年投入运行)，压缩机功率340kW。

三台机组通常只运行一台，即使在天气炎热的情况下，也仅开启两台。

通过测试，制冷机组的COP在3.50～4.14之间，低于公共建筑的强制性标准，也低于设计工况的COP。

案例二B酒店的制冷机组为工频离心式机组(2001年投入运行)，共有4×400USRT的机组，负荷最大时运行两台，机组的设计能效比为5.43。

根据2007年10月22～31日对制冷机组运行参数的测试，1#机组的负荷率在41%～76%之间变化，COP值在3.33～4.27之间，低于公建标准。

2#机组的负荷率在38%～86%之间变化，其中，在80%～86%的负荷率为10.93%，60%～69%负荷率的概率最大(34.82%)。

COP值在2.88～4.62之间，低于公建标准。

2、制冷主机COP节能改造冷水机组99%以上的时间运行在部分负荷工况。

通过调节导流叶片开度来调节机组输出冷量的恒速离心机，最高效率点通常在70%～80%负荷左右，负荷率80%时对应的COP为5.885，负荷率100%时对应的COP为5.33，负荷率40%时COP 为5.1，随着负荷降低，单位冷量能耗增加较显著。

变频运行的制冷机，其最高效率点可以在部分负荷下，如40%～50%负荷左右，50%负荷对应的COP为11.95。

中央空调节能改造方案热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。

⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作，温度回升到一定值后又控制其运行。

三、中央空调存在的问题3. 1 冷却水系统的不足从设计角度考虑,冷却水泵电机的容量是按照最大换热量(即环境气温最高,且所有场所的空调都开足) 的情况下,再取一定的安全系数来确定的。

而通常情况下,由于季节和昼夜气温的变化以及开机数目的不足,实际换热量远小于设计值, 因此,电机容量远大于实际负荷,出现了大马拉小车的情况。

再从冷却水流量考虑,冷却水的作用是要及时将冷凝器中的热量带走,以保证制冷机能正常工作。

从节能的角度看,只要能保证制冷机能正常工作,冷却水流量越小,所做的无用功就越少, 节能也就越明显。

根据流量公式: Q = SV ,过去由于交流电机的转速不可调,只能通过调节节流阀, 改变管道截面积S 的方式来调节流量Q ,节流阀的存在对水流产生阻力,从而产生节流损耗,并且会引起机械振动和产生噪音。

3. 2 冷冻水系统的不足冷冻水泵的作用是将经制冷机降温的冷冻水通过输送管道送到中央空调的各出风口处的风机盘管组件中,对环境起降温作用,冷冻水的流量与冷冻水泵的转速成正比,当冷冻水泵转速高时,冷冻水的流量大,流速也快。

因此,当冷冻水流过风机盘管组件时,还没有充分的时间将所携冷量全部释放完,就又返回制冷机去了,因此冷冻水泵电机做了很多无用功,这些都是不必要的能耗。

若能够调节冷冻水泵电机的转速,根据实际热负荷的大小来调节冷冻水的流量(实际上是调节交换冷量的大小) 和流速,以便让冷冻水在风机盘管组件中有充分的时间释放与热负荷大小相当的冷量,冷冻水泵电机的功耗可大大降低。

3. 3 冷却风机系统的不足冷却塔是冷冻机组的冷却水最主要的热交换设备之一，它主要靠冷却塔风机对冷却水降温，由于冷却塔的设备容量是根据在夏天最大热负载的条件下选定的，也就是考虑到最恶劣的条件，然而在实际设备运行中，由于季节、气候、工作负载的等效热负载等诸多因素都决定了设备经常是处于在较低热负载的情况下运行，所以设备的耗电常常是不必要的和浪费的。

中央空调循环水泵变频改造及节能分析摘要：本文通过对中央空调水系统定量和变量两种调节形式进行分析，并结合长江三峡通航管理局基地中央空调循环水泵变频实际改造项目，对改造后的运行情况进行了节能分析。

分析表明空K调水泵在实行变频改造后具有良好的节能效果。

关键词：中央空调水系统；变频；节能1 中央空调水系统的构成及工作原理如图1，一般中央空调水系统有四大组成部分：中央空调主机（制冷机组）、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统以及冷却水塔[3]。

图1 中央空调水系统的组成中央空调的核心组件是制冷机组，主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器和制冷压缩机。

在四组部件中加入制冷剂循环运作，利用制冷剂气化吸热、液化放热的物理反应，从而达到制冷或者制热的目的。

中央空调的冷冻水系统由冷冻水泵及连接管道组成，水泵将冷冻水通过管道运送到蒸发器中与制冷剂热交换，再通过盘管风机系统在风口与室内环境再次进行热交换，以此达到维持室内温度恒定的目的。

而冷凝器制冷所产生的热量由常温水带回到冷却塔。

高温水在冷塔中强制降温，变成低温水，在运回冷凝器。

一般来说，中央空调水系统有两种流量调节形式，定流量形式和变流量形式。

定流量形式在传统中央空调的控制系统运用比较常见。

定流量形式就是所有的高能耗设备包括水泵、制冷机等都工作中工频电压下。

不管负荷多大，冷冻水、冷却水都以一定的流量在系统中运作。

这样的运行状况在用户少、负荷轻的情况下，供应的冷气会造成明显的浪费；而当用户增多，负荷加重的情况下，冷冻水量供应不过来，房间制冷效果降低。

并且所有水泵机组常年满负荷运行，会加速其老化速度，进而增加额外的维护费用。

而变流量调节形式可以根据出水和回水温度差控制冷冻水水泵和冷却水水泵的运行频率和水泵容量，进而调节中央空调水系统中水流量的大小。

这种运行方式能根据用户数量和负荷的变化做出相应调整，进而实现空调系统的节能优化。

2 中央空调水泵变频改造方案长江三峡通航管理局中心基地总建筑面积14931.27㎡，采用两台约克风冷螺杆热泵机组供冷（热），总制冷量为1408kW，总制热量为1352kW，无冷却水系统，冷冻水泵型号为KQL125-160-22/2，两用一备，工频运行。