第一篇：空壓機變頻節(jié)能改造分析報告

空壓機變頻節(jié)能改造分析報告1 引言

社會發(fā)展和科技進步，高效低耗生產(chǎn)已愈來愈受到人們關(guān)注，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本已迫眉睫。電力電子技術(shù)發(fā)展，變頻器調(diào)速領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。它作為一種較為成熟高科技產(chǎn)品，具有性能穩(wěn)定，操作方便，節(jié)能效果明顯等優(yōu)點，越來越受到國內(nèi)外工程技術(shù)人員和管理人員關(guān)注和重視。我們多方資料收集結(jié)合現(xiàn)場考察并與ATLAS COPCO空壓機技術(shù)服務(wù)人員進一步共同論證空壓機改造可行性方案，認(rèn)為是切實可行。空壓機改造前運行情況

設(shè)備改造前，兩臺空壓機全部工作工頻狀態(tài)。壓力采用兩點式控制(上、下限控制)，也就是當(dāng)空壓機氣缸內(nèi)壓力達到設(shè)定值上限時，空壓機本身油壓關(guān)閉進氣閥;當(dāng)壓力下降到設(shè)定值下限時，空壓機打開進氣閥。實際用氣量不可能等于實時產(chǎn)氣量，這樣就導(dǎo)致了空壓機頻繁卸載和加載，對電動機、空壓機和電網(wǎng)造成很大沖擊。再者，空壓機卸荷運行時，不產(chǎn)生壓縮空氣，電動機處于空載狀態(tài)，其用電量為滿負(fù)載60%左右，這部分電能被白白浪費。原系統(tǒng)工況存問題

㈠ 主電機星-角減壓起動，但起動時電流仍然很大，會影響電網(wǎng)供電安全及其它用電設(shè)備運行穩(wěn)定。經(jīng)觀察空壓機啟動時常會引起水站變頻器跳閘。

㈡ 主電機時常空載運行，屬非經(jīng)濟運行，電能浪費嚴(yán)重。

㈢ 主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。

㈣主電機工頻起動對設(shè)備沖擊很大，對機械壽命有很大影響。

這種情況下，對其進行變頻改造是非常必要。空壓機變頻改造實施方案

現(xiàn)場實際情況，我們決定采用用一臺變頻器來控制兩臺空壓機，電氣控制相互轉(zhuǎn)換兩臺空壓機變頻運行，保持一臺運行于工頻一臺運行于變頻，避免了設(shè)備頻繁加載與卸載，這樣，既能節(jié)省設(shè)備投資，又能滿足生產(chǎn)工藝需要。系統(tǒng)改造時，保留原工頻系統(tǒng)情況下，增加變頻系統(tǒng)，做到了工頻/變頻互鎖切換。外部控制電路，使空壓機起停操作步驟仍然如前，操作簡單，安全可靠。本系統(tǒng)采用壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)方式，原來壓力罐上加裝一個壓力傳感器，將壓力信號轉(zhuǎn)換成4-20mA電信號，送到變頻器內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將信號與壓力設(shè)定值進行比較運算后輸出控制信號，變頻器該信號輸出頻率，改變電動機轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)供氣壓力，保持壓力恒定，使空壓機始終處于節(jié)電運行狀態(tài)。節(jié)能效果及綜合效益分析

改造后兩臺空壓機一年即可節(jié)省11.01萬元。而整個系統(tǒng)改造費用約5.5萬元左右，六個月即可收回成本。誠然，節(jié)能是變頻改造帶來一大好處，但并唯一，空壓機變頻改造后，還有以下優(yōu)點：

(1)電動機從2Hz開始軟起動，對電機、空壓機、電網(wǎng)沖擊大為減小。

(2)延長了設(shè)備使用壽命，減少了設(shè)備維修量和維護費用。

(3)進一步完善了保護功能，如熱保護、過電流、過電壓、欠電壓、短路、缺相保護等功能。

(4)操作簡單方便，運行平穩(wěn)，電極、空壓機溫升正常，噪音、振動減小。

(5)不再頻繁加載和卸載，供氣壓力穩(wěn)定，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

(6)符合公司環(huán)境方針要求，提升企業(yè)形象。

第二篇：空壓機變頻節(jié)能改造方案

目 錄

第一部分 變頻節(jié)能改造背景

一、基本情況

二、變頻調(diào)速技術(shù)

第二部分 空壓機的改造緣由

一、空壓機介紹

二、存在的主要問題

三、變頻改造的優(yōu)點

第三部分 實現(xiàn)方法

一、公司簡介

二、實現(xiàn)方法

第四部分 投資估算及服務(wù)承諾

一、投資估算

二、服務(wù)承諾

第一部分 變頻節(jié)能改造背景

一、基本情況

廣西南寧華諾糖廠空壓站現(xiàn)有315KW/380V空壓機3臺，160KW/380V空壓機4臺每年耗電量約200多萬元。對華諾糖廠來說是一筆很大的開支。

近年來，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，對能源的需求尤其是是對電能的需求激增。去年夏季，珠三角和長三角許多城市不得不拉閘限電，我國不僅在電能開發(fā)上需要加快速度，而且還應(yīng)該在節(jié)約電能方面狠下功夫，據(jù)統(tǒng)計，我國在電能利用率上僅有34%左右，比發(fā)達國家低10多個百分點，電能供給缺口大，電能利用率低，致使電費一漲再漲。去年8月份，襄樊市電力缺口大,電價上漲0.05元/度，達0.52元/度，使公司的成本開支增大，要降低成本，抓住主要矛盾，首先是降低電耗！

二、變頻調(diào)速技術(shù)

交流電動機變頻調(diào)速是近25年內(nèi)發(fā)展起來的新技術(shù)，而在我國的普及應(yīng)用已有10多年，即使在這短短的10多年里，國內(nèi)變頻器技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)相當(dāng)成熟,并且有些變頻器(如英威騰變頻)裝到成套

上出口到美國和澳大利亞。在國內(nèi)廣泛應(yīng)用在風(fēng)機、水泵、壓縮機及調(diào)速設(shè)備上,應(yīng)用的用戶很多，使用后反映都不錯。

變頻調(diào)速技術(shù)在國內(nèi)壓縮機上應(yīng)用的處于高速增長期，我們專業(yè)做變頻器推廣應(yīng)用的企業(yè)已做了許多壓縮機節(jié)能改造的工程，節(jié)電效果相當(dāng)明顯，業(yè)績發(fā)展很快。尤其是2001年國家經(jīng)貿(mào)委下發(fā)的《關(guān)于加快風(fēng)機水泵壓縮機變頻節(jié)能改造的意見》給我們襄樊華強照明有限公司節(jié)電工作指明了明確的方向。

第二部分空壓機的改造緣由

一.空壓機介紹：

工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。

電機功率：110KW交流異步電機

額定電流：220A

額定轉(zhuǎn)速：1480轉(zhuǎn)/分

原系統(tǒng)工作狀況：

該系統(tǒng)為星－角減壓啟動，啟動電流到1000A。啟動過程為空載啟動，10－30秒（可調(diào)）后自動加載，其中星－角啟動時間10－20秒（可調(diào)）。

主軸齒輪箱的潤滑油壓由主電機帶動，啟動10－20秒（可調(diào)）后檢測由壓力傳感器檢測的油壓，如低于最小設(shè)定值（1.0bar）則報警。

該系統(tǒng)正常工作時可設(shè)定低點壓力和高點壓力，從而調(diào)節(jié)空壓機的卸載和加載運行，達到調(diào)節(jié)壓力的目的。加載運行時電機電流約220A左右，卸載運行時電機電流約100A左右。

二.存在的主要問題：

原系統(tǒng)由于電機不允許頻繁啟動，導(dǎo)致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行，浪費電能。經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力。

三.空壓機變頻改造后的效益

1、節(jié)約能源

變頻器控制壓縮機與傳統(tǒng)控制的壓縮機比較，能源節(jié)約是最有實際意義的，根據(jù)貴公司的用氣量和壓縮機的供氣量有較大的冗余，約

在30%左右。年節(jié)電費在：336936元（每天按10個小時工作，每年按10個月來計算），節(jié)電效益相當(dāng)可觀。

計算如下：

（315KW×3臺+160KW×4臺）×0.85×30%×10小時×30天/月×11個月/年×0.52元/度=693564.3元

2、提高壓力控制精度

變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉(zhuǎn)速的改變而改變，有效地提高了工況的質(zhì)量。

3、延長壓縮機的使用壽命

變頻器從低頻起動壓縮機，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。

4、變頻器內(nèi)置RS485接口，可以方便地與計算機相聯(lián)，為將來貴公司實現(xiàn)DCS集中控制調(diào)度，計算機科學(xué)管理提供強有力的技術(shù)支持。

5、變頻器的保護功能相當(dāng)完善且強大，有過載、過壓、過流、斷相、接地、欠壓等保護功能，從而保護著電機不會燒毀，又由于其啟動時間長且啟動電流從很小慢慢增長，消除了工頻啟動時強大的電流沖擊，從而延長了水泵葉輪和電機的使用壽命。

6、變頻器與壓力傳感器、工頻控制柜構(gòu)成一個PID自動化恒壓控制系統(tǒng)，大大減少操作人員的勞動強度和工作期間的關(guān)注度，并提高貴公司供水服務(wù)質(zhì)量。

第三部分 實現(xiàn)方法

一、英威騰公司簡介 關(guān)于英威騰

深圳市英威騰電氣股份有限公司，成立于2002年，是深圳市政府重點扶持的“高新技術(shù)企業(yè)”和“軟件企業(yè)”，是集變頻器研發(fā)、制造、營銷于一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。產(chǎn)品與技術(shù)

在吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合近十年變頻推廣的應(yīng)用經(jīng)驗和當(dāng)今電力電子最新控制技術(shù)，如今形成低壓CHV/CHE/CHF各行業(yè)專用系列、中壓660V/1140V系列、高壓CHH100系列，電壓等級

220V~10KV、功率范圍0.4KW~7100KW的上百種規(guī)格型號的高性能變頻器，覆蓋高、中、低端市場豐富的產(chǎn)品線，成為國內(nèi)產(chǎn)品線最齊全的變頻器生產(chǎn)廠家，也是少數(shù)自主研發(fā)掌握成熟矢量技術(shù)的國內(nèi)變頻器廠家之一。市場與應(yīng)用

產(chǎn)品在石化、鋼鐵、建材、油田、化工、紡織、印刷、塑膠、機床、礦山等行業(yè)廣泛成功應(yīng)用；公司銷售和服務(wù)網(wǎng)點遍布全國各地，與上百家經(jīng)銷商、千余家用戶建立了長期合作關(guān)系，并遠銷東南亞、中東、歐美等50多個海外國家和地區(qū)，已成為國內(nèi)變頻器行業(yè)的實力品牌和領(lǐng)先品牌。企業(yè)理念

經(jīng)營理念：眾誠德厚 也精致遠 核心價值：眾誠德厚 拼搏創(chuàng)新

愿 景：致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的電氣傳動、工業(yè)控制領(lǐng)域的產(chǎn)品（服務(wù)）供應(yīng)商

使 命：竭盡全力向客戶提供物超所值的產(chǎn)品和服務(wù)，客戶更有競爭力

經(jīng)營方針：創(chuàng)新 品質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)化 共同發(fā)展

一、實現(xiàn)方法（一拖多）

工作原理：

變頻器拖動空壓機變頻運行，壓力傳感器實時檢測輸出氣管的壓力變動情況，當(dāng)出氣壓力低于變頻器的設(shè)定壓力時，變頻器頻率增加，壓縮機加速運行，供氣壓力增大，當(dāng)壓力還達不到設(shè)定壓力時，可編程控制器發(fā)指令將變頻運行的空壓機切換成工頻運行，下一臺空壓機變頻運行，至到壓力等于設(shè)定壓力為止；當(dāng)出氣壓力高于變頻器的設(shè)定壓力時，變頻器頻率減小，空壓機減速運行，供氣壓力減小，當(dāng)壓力還偏大時，可編程控制器發(fā)指令將變頻運行的空壓機停止運行，下一臺空壓機變頻運行，至到壓力等于設(shè)定壓力為止。變頻器能根據(jù)檢測的壓力情況與設(shè)定壓力比較，實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)。

第四部分 投資估算及服務(wù)承諾

CLIN T-科萊特自控 最優(yōu)選擇　最好服務(wù)原系統(tǒng)調(diào)頻運行運行指示故障報警變頻工頻δ=480斷開空壓機1000*2200*800mm設(shè)計劉濤審核批準(zhǔn)工程名稱空壓機變頻節(jié)能改造武漢科萊特變頻自控技術(shù)實施單位有限公司 1AV2A1SM1HB1HB2SM2HB2HB1HB

一、投資估算（方案一）：

①CHE100-315KW變頻器 1臺 141000元/臺 小計：141000元 ②壓力送送器 1臺 1000元/臺 小計：1000元 ③可編程控制器（72點）1臺 8000元

④電柜（含旁路及相關(guān)附件）臺 15000元/臺 小計：15000元 ⑤程序開發(fā)費用12000元 合計：175000元

從上面節(jié)能效益分析得出一年節(jié)約的電費為69.4萬元 4個月就可收回投資。

二、服務(wù)承諾

1、負(fù)責(zé)現(xiàn)場指導(dǎo)安裝調(diào)試。

2、免費提供現(xiàn)場的操作、維護技術(shù)培訓(xùn)。

3、一年免費保修，終生維護。

4、變頻器故障退出運行后，24小時內(nèi)趕到現(xiàn)場。

5、保證備品、備件提供十年。

第三篇：空壓機節(jié)能改造方案

空壓機節(jié)能改造方案

一，前言

佛山今博自動化設(shè)備有限公司是一家專業(yè)于驅(qū)動控制系統(tǒng)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)企業(yè)。本公司在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗和雄厚的技術(shù)實力采用高性能無感矢量變頻器用于0.75kw到250kw的電機速度控制，廣泛應(yīng)用于空壓機、注朔機、傳送帶、擠出機械、恒壓水泵、化工、中央空調(diào)、電子、紡織等諸多領(lǐng)域，為客戶提供了完整的工業(yè)和特殊行業(yè)的節(jié)解決方案。

二，傳統(tǒng)空壓機的問題

1、電能浪費嚴(yán)重

傳統(tǒng)的加卸載式空壓機，能量主要浪費在：

1）加載時的電能消耗

在壓力達到所需工作壓力后，傳統(tǒng)控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升10%左右，直到卸載壓力。在加壓過程中，一定會產(chǎn)生更多的熱量和噪音，從而導(dǎo)致電能損失。另一方面，高壓氣體在進入氣動元件前，其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓，這一過程同樣耗能。2）卸載時電能的消耗

當(dāng)達到卸載壓力時，空壓機自動打開卸載閥，使電機空轉(zhuǎn)，造成嚴(yán)重的能量浪費?？諌簷C卸載時的功耗約占滿載時的30%～50%，可見傳統(tǒng)空壓機有明顯的節(jié)能空間。

2、工頻啟動沖擊電流大

主電機雖然采用Y-△減壓起動，但起動電流仍然很大，對電網(wǎng)沖擊大，易造成電網(wǎng)不穩(wěn)以及威脅其它用電設(shè)備的運行安全。對于自發(fā)電工廠，數(shù)倍的額定電流沖擊，可能導(dǎo)致其他設(shè)備異常。

3、壓力不穩(wěn)，自動化程度底

傳統(tǒng)空壓機自動化程度低，輸出壓力的調(diào)節(jié)是靠對加卸載閥、調(diào)節(jié)閥的控制來實現(xiàn)的，調(diào)節(jié)速度慢，波動大，精度低，輸出壓力不穩(wěn)定。

4、設(shè)備維護量大

空壓機工頻啟動電流大，高達5~8倍額定電流，工作方式?jīng)Q定了加卸載閥必然反復(fù)動作，部件易老化，工頻高速運行，軸承磨損大，設(shè)備維護量大。

5、噪音大

持續(xù)工頻高速運行，超過所需工作壓力的額外壓力，反復(fù)加載、卸載，都直接導(dǎo)致工頻運行噪音大。

三，改造原則

根據(jù)空壓機原工況并結(jié)合生產(chǎn)工藝的要求，對空壓機進行變頻技術(shù)改造后，系統(tǒng)滿足以下要求。

1）空壓機經(jīng)過改造后，系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換，具有變頻和工頻兩套控制回路，采用開環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路。一拖二起動時，對兩臺電機M1，M2，可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇變頻/工頻啟動。正常運行時，電機M1 處于變頻調(diào)速狀態(tài)，電動機M2處于工頻狀態(tài)?，F(xiàn)場壓力變送器檢測管網(wǎng)出口壓力，并與給定值比較，經(jīng)PID 指令運算，得到頻率信號，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速達到所需壓力。停止時按下停止按鈕，PLC控制所有的接觸器斷開，變頻器停止工作。

2）確保變頻出現(xiàn)異常保護時，不至于影響生產(chǎn)的正常進行。為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端有抑制電磁干擾的有效措施?？刂凭€、信號線采用屏蔽線纜，布線時和動力電纜分開，防止引入干擾。

3）電機變頻運行狀態(tài)時保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不能超過依0.02 MPa。

4）空壓機不允許長時間在低頻下運行，空壓機轉(zhuǎn)速過低，一方面使空壓機穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體潤滑度變差，會加快磨損，所以工作下限不低于30 Hz。

5）設(shè)置高壓保護、高溫保護、等設(shè)置報警及故障自診斷。

（1）高壓保護當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)定值時，自動切斷主機電源，使壓縮機緊急停機。

（2）高溫保護當(dāng)壓縮機排氣溫度超過調(diào)定值時，由接在主機排氣孔口處的溫度傳感探頭控制溫度電觸 點動作，自動切斷電動機電源，使壓縮機緊急停機。

（3）電氣保護系統(tǒng)采用軟啟動方式，具有相序保護（防止壓縮機反轉(zhuǎn)）、缺相保護、電機熱過載保護等功能。

四，空壓機變頻改造后的優(yōu)點

1，節(jié)能：總體節(jié)能達20%以上

1）加載時的節(jié)能：空壓機進行變頻改造后，壓力始終保持在所需的設(shè)定工作壓力，比改造前可降低10%的壓力，根據(jù)功耗公式可知改造后此項可節(jié)能10% 2）卸載時的節(jié)能，電機卸載運行時消耗的能量是加卸時的40%左右，按平均四分之一左右的卸載時間算，此項可節(jié)能10%左右

2、啟動電流小，對電網(wǎng)無沖擊

變頻器可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機實現(xiàn)軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設(shè)備的使用壽命；

3、輸出壓力穩(wěn)定

采用變頻控制系統(tǒng)后，可以實時監(jiān)測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；

4、設(shè)備維護量小

空壓機變頻啟動電流小，小于2倍額定電流，加卸載閥無須反復(fù)動作，變頻空壓機根據(jù)用氣量自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，運行頻率低，轉(zhuǎn)速慢，軸承磨損小，設(shè)備使用壽命延長，維護工作量變小。

5、噪音低

變頻根據(jù)用氣需要提供能量，沒有太多的能量損耗，電機運轉(zhuǎn)頻率低，機械轉(zhuǎn)動噪音因此變小，由于變頻以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的方式，不用反復(fù)加載、卸載，頻繁加卸載的噪音也沒有了，持續(xù)加壓，氣壓不穩(wěn)產(chǎn)生的噪音也消失了。

總之，采用變頻恒壓控制系統(tǒng)后，不但可節(jié)約一筆數(shù)目可觀的電力費用，延長壓縮機的使用壽命，還可實現(xiàn)恒壓供氣的目的，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

我公司專業(yè)對空壓機變頻節(jié)能控制系統(tǒng)改造的可配套的空壓機品牌有：阿特拉斯、英格索蘭、復(fù)盛、凱撒、壽力、昆西、博格、博萊特、優(yōu)耐特斯、康普艾等。可配套空壓機電機功率有：15KW、22KW、30KW、37KW、45KW、55KW、75KW、90KW、110KW、132KW、160KW、185KW、250KW

第四篇：中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造方案

中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造方案

點擊數(shù)： 465

劉佳暢

摘要 在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下，能源（水、電、油）的消耗在企業(yè)中所占的比重越來越高，也受到愈來愈大的重視。同時由于房地產(chǎn)的快速發(fā)展需求，中央空調(diào)的市場需求呈現(xiàn)強勁的增長趨勢。在市場容量不斷增大的吸引下，越來越多的廠家加入到商用中央空調(diào)的領(lǐng)域。變頻技術(shù)應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)，對提升中央空調(diào)自動化水平、降低能耗、減少對電網(wǎng)的沖擊、延長機械及管網(wǎng)的使用壽命，都具有重要的意義。

關(guān)鍵字 中央空調(diào)系統(tǒng)；水泵；風(fēng)機；變頻器

Abstract

Keywords 概述

中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代企業(yè)及生活環(huán)境改善方面極為普遍，而且是某些生活環(huán)境或生產(chǎn)工序中所必須配備的，即所謂人造環(huán)境，不僅是溫度的要求，還有濕度、潔凈度等。之所以要求配置中央空調(diào)系統(tǒng)，目的在于提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高人的舒適度，而且集中供冷供熱效率高，便于管理，節(jié)省投資等。為此，幾乎所有企業(yè)、高層商廈、商務(wù)大樓、會場、劇場、辦公室、圖書館、賓館、商場、超市、酒店、娛樂場、體育館等中大型建筑上都采用中央空調(diào)，它是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設(shè)施之一，但由于它的電能消耗非常之大，是用電大戶，幾乎占了用電量的50%以上，因此其日常開支費用很大。

中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負(fù)載并增加一定余量設(shè)計的，而實際上在一年中，滿負(fù)載下運行最多只有十多天，甚至十多個小時，絕大部分時間負(fù)載都在70%以下運行。通常，中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機的負(fù)荷能隨季節(jié)氣溫變化自動調(diào)節(jié)負(fù)載，而與冷凍主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動調(diào)節(jié)負(fù)載，幾乎長期在100%負(fù)載下運行，造成了能量的極大浪費，也惡化了中央空調(diào)的運行環(huán)境和運行質(zhì)量。

隨著變頻技術(shù)的日益成熟，利用變頻器、PLC、D/A轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等部件的有機結(jié)合，可構(gòu)成溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)水泵的輸出流量。采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能使商場室溫維持在所期望的狀態(tài)，讓人感到舒適滿意，使整個系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，更重要的是其節(jié)能效果高達30%以上，能帶來很好的經(jīng)濟效益。中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

如圖1所示，中央空調(diào)系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成。2.1 冷凍機組

通往各個房間的循環(huán)水經(jīng)由冷凍機組進行“內(nèi)部熱交換”作用，使冷凍水降溫為5~7℃。并通過循環(huán)水系統(tǒng)向各個空調(diào)點提供外部熱交換源。內(nèi)部熱交換產(chǎn)生的熱量，通過冷卻水系統(tǒng)在冷卻塔中向空氣中排放。內(nèi)部熱交換系統(tǒng)是中央空調(diào)的“制冷源”。2.2 冷凍水塔

用于為冷凍機組提供“冷卻水”。2.3 “外部熱交換”系統(tǒng)

此系統(tǒng)由兩個循環(huán)水系統(tǒng)組成：

1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)由冷凍泵及冷凍管道組成。

從冷凍機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在各個房間內(nèi)進行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，使房間內(nèi)的溫度下降；

2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍機組進行熱交換，使水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量，該熱量被冷卻水吸收，促使冷卻水溫度升高，冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入水塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再將降了溫的冷卻水，送回到冷凍機組，如此不斷循環(huán)，帶走冷凍機組所釋放的熱量。

2.4 冷卻風(fēng)機

1）室內(nèi)風(fēng)機安裝于所有需要降溫的房間內(nèi)，用于將由冷凍水冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內(nèi)的熱交換。2）冷卻塔風(fēng)機用于降低冷卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發(fā)到大氣中去。

中央空調(diào)系統(tǒng)的四個部分都可以實施節(jié)電改造，但冷凍水機組和冷卻水機組改造后的節(jié)電效果最為理想。因此我們將重點闡述對冷凍機組和冷卻機組的變頻調(diào)速技術(shù)改造，次要說明冷卻風(fēng)機的變頻調(diào)速技術(shù)改造。3 中央空調(diào)系統(tǒng)變頻改造的具體方案

現(xiàn)將淅江省嘉興市某集團公司辦公樓的中央空調(diào)系統(tǒng)的變頻節(jié)能改造方案做一具體介紹。3.1 中央空調(diào)原系統(tǒng)存在的問題

該集團中央空調(diào)系統(tǒng)改造前的主要設(shè)備和控制方式：

1）450 t冷氣主機2臺，型號為特靈二極式離心機，兩臺并聯(lián)運行； 2）冷凍水泵2臺，揚程28 m，配用功率45 kW；

3）冷卻水泵有2臺，揚程35m，配用功率75 kW，冷凍水泵與冷卻水泵均采用一用一備的方式運行； 4）冷卻塔2臺，風(fēng)扇電機11 kW，并聯(lián)運行，室內(nèi)風(fēng)機4臺，5.5 kW，并聯(lián)運行。

該集團是一家合資企業(yè)，為了給員工營造一個良好的工作環(huán)境，辦公樓大部分空間采用全封密的模式，因此公司大部分空間自然通風(fēng)效果不好，所以對夏季冷氣質(zhì)量的要求較高。除了一些節(jié)假日外，其它時間中央空調(diào)都是全開的。由于中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時按天氣最熱、負(fù)荷最大時設(shè)計，且留有10%~20%的設(shè)計余量。其中冷凍主機可以根據(jù)負(fù)載變化隨之加載或減載，冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負(fù)載變化作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。這樣，冷凍水、冷卻水系統(tǒng)幾乎長期在大流量、小溫差的狀態(tài)下運行，造成了能量的極大浪費。原系統(tǒng)中冷凍、冷卻水泵采用的均是Y-△起動方式，電機的起動電流均為其額定電流的3~4 倍，在如此大的電流沖擊下，接觸器的使用壽命大大下降；同時，啟動時的機械沖擊和停泵時的水錘現(xiàn)象，容易對機械部件、軸承、閥門和管道等造成破壞，從而增加維修工作量、維修費用，設(shè)備也容易老化。

另外，由于冷凍泵軸輸送的冷量不能跟隨系統(tǒng)實際負(fù)荷的變化，其熱力工況的平衡只能由人工調(diào)整冷凍主機出水溫度，結(jié)果只能是用大流量獲得小溫差。這樣，不僅浪費能量，也惡化了系統(tǒng)的運行環(huán)

境與運行質(zhì)量。特別是在環(huán)境溫度偏低、某些末端設(shè)備溫控稍有失靈或靈敏度不高時，將會導(dǎo)致大面積空調(diào)室溫偏冷，感覺不適，嚴(yán)重干擾中央空調(diào)系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

針對上述實際情況，對該集團的中央空調(diào)系統(tǒng)實施了利用變頻器、人機界面、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度模塊、溫度傳感器等構(gòu)成的溫差閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng)的方案。主要對冷凍、冷卻水泵進行了變頻調(diào)速技術(shù)改造，達到節(jié)約電能、穩(wěn)定系統(tǒng)、延長設(shè)備壽命，提高環(huán)境舒適度的目的。3.2 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的具體方案

對該中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)進行變頻節(jié)能改造的具體裝機清單如表1所列。

3.2.1 變頻節(jié)電原理

由流體傳輸設(shè)備（水泵、風(fēng)機）的工作原理可知：水泵、風(fēng)機的流量（風(fēng)量）與其轉(zhuǎn)速成正比；水泵、風(fēng)機的壓力（揚程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比；而水泵、風(fēng)機的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風(fēng)機的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的

三次方成正比）。變頻器節(jié)能的效果是十分顯著的，這種節(jié)能回報是看得見的。特別是調(diào)節(jié)范圍大、啟動電流大的系統(tǒng)及設(shè)備，通過圖2 可以直觀地看出在流量變化時只要對轉(zhuǎn)速（頻率）稍作改變就會使水泵軸功率有更大程度上的改變，此特點使得使用變頻器進行調(diào)速成為一種趨勢，而且不斷深入并應(yīng)用于各行各業(yè)的調(diào)速領(lǐng)域。根據(jù)上述原理可知：改變水泵、風(fēng)機的轉(zhuǎn)速就可改變水泵、風(fēng)機的輸出功率。

圖中陰影部分為同一臺水泵的工頻運行狀態(tài)與變頻運行狀態(tài)在隨著流量變化所消耗的功率差。3.2.2 系統(tǒng)電路設(shè)計和控制方式

根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)的一般裝機形式，建議在冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)各裝兩套傳動之星SD-YP 系列一體化變頻調(diào)速控制柜，其中冷卻變頻調(diào)速控制柜供兩臺冷卻水泵切換（循環(huán)）使用，冷凍變頻調(diào)速控制柜供兩臺冷凍水泵切換（循環(huán)）使用。變頻節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)是在保留原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改裝的，變頻節(jié)能系統(tǒng)的聯(lián)動控制功能與原工頻系統(tǒng)的聯(lián)動控制功能相同，變頻節(jié)能系統(tǒng)與原工頻系統(tǒng)之間設(shè)置了聯(lián)鎖保護，以確保系統(tǒng)工作安全。利用變頻器、人機界面、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結(jié)合，構(gòu)成溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，為達到節(jié)能的目的提供了可靠的技術(shù)條件。如圖3所示，給出了主電路具體的改造方案。

3.2.3 系統(tǒng)主電路的控制設(shè)計

根據(jù)具體情況，同時考慮到成本控制，盡可能地利用原有的電器設(shè)備。冷凍水泵及冷卻水泵均采用一用一備的運行方式，因備用泵轉(zhuǎn)換時間與空調(diào)主機轉(zhuǎn)換時間一致，切換頻率不高，所以冷凍水泵和冷卻水泵電機的主備切換控制利用原有電器設(shè)備，通過接觸器、啟停按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)進行電氣和機械互鎖。確保每臺水泵只能由一臺變頻器拖動，避免兩臺變頻器同時拖動同一臺水泵造成交流短路事故；并且每臺變頻器任何時間只能拖動一臺水泵，以免一臺變頻器同時拖動兩臺水泵而過載。3.2.4 系統(tǒng)功能控制方式

上位機監(jiān)控系統(tǒng)主要通過人機界面完成對工藝參數(shù)的檢測，各機組的協(xié)調(diào)控制以及數(shù)據(jù)的處理、分析等任務(wù)；下位機PLC主要完成數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場設(shè)備的控制及聯(lián)鎖等功能。具體工作過程中，開機時，開啟冷水及冷卻水泵，由PLC控制冷水及冷卻水泵的啟停，由控制冷水及冷卻水泵的接觸器向制冷機發(fā)出聯(lián)鎖信號，開啟制冷機，由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環(huán)控制電路對水泵進行調(diào)速以控制工作流量，同時PLC控制冷卻塔根據(jù)溫度傳感

器信號自動選擇開啟臺數(shù)；當(dāng)過濾網(wǎng)前后壓差超出設(shè)定值時，PLC發(fā)出過濾堵塞報警信號；送風(fēng)機轉(zhuǎn)速的快慢是由回風(fēng)溫度與系統(tǒng)設(shè)定值相比較后，用PID方式控制變頻器，從而調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)回風(fēng)溫度的目的。停機時，關(guān)閉制冷機，冷水及冷卻水泵以及冷卻塔延時15 min 后自動關(guān)閉。保護時，由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護，壓力偏低時自動開啟補水泵補水。

3.3 系統(tǒng)節(jié)能改造原理

變頻節(jié)能系統(tǒng)示意圖如圖4所示。

1）對冷凍泵進行變頻改造PLC控制器通過溫度模塊及溫度傳感器將冷凍機的回水溫度和出水溫度讀入控制器內(nèi)存，并計算出溫差值；然后根據(jù)冷凍機的回水與出水的溫差值來控制變頻器的轉(zhuǎn)速，調(diào)

節(jié)出水的流量，控制熱交換的速度。溫差大，說明室內(nèi)溫度高系統(tǒng)負(fù)荷大，應(yīng)提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度，加大流量，加快熱交換的速度；反之溫差小，則說明室內(nèi)溫度低，系統(tǒng)負(fù)荷小，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，減小流量，降低熱交換的速度以節(jié)約電能。

2）對冷卻泵進行變頻改造由于冷凍機組運行時，其冷凝器的熱交換量是由冷卻水帶到冷卻塔散熱降溫，再由冷卻泵送到冷凝器進行不斷循環(huán)的。冷卻水進水出水溫差大，說明冷凍機負(fù)荷大，需冷卻水帶走的熱量大，應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，加大冷卻水的循環(huán)量；溫差小，則說明，冷凍機負(fù)荷小，需帶走的熱量小，可降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速，減小冷卻水的循環(huán)量，以節(jié)約電能。

3）冷卻塔風(fēng)機變頻控制通過檢測冷卻塔水的溫度對冷卻塔風(fēng)機進行變頻調(diào)速閉環(huán)控制，使冷卻塔水溫恒定在設(shè)定溫度，可以有效地節(jié)省風(fēng)機的電能額外損耗，能達到最佳節(jié)電效果。

4）室內(nèi)風(fēng)機組變頻控制通過檢測冷房溫度對變風(fēng)機組的風(fēng)機進行變頻調(diào)速閉環(huán)控制，實現(xiàn)冷房溫度恒定在設(shè)定溫度。室內(nèi)風(fēng)機組變頻控制后可達到理想的節(jié)電效果，并且使空調(diào)效果更佳。

3.4 系統(tǒng)流量、壓力保障

本方案的調(diào)節(jié)方式采用閉環(huán)自動調(diào)節(jié)控制，冷卻水泵系統(tǒng)和冷凍水泵系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式基本相同，用溫度傳感器對冷卻（冷凍）水在主機上的出口水溫進行采樣，轉(zhuǎn)換成電量信號后送至溫控器將該信號

與設(shè)定值進行比較運算后輸出一模擬信號（一般為4~20 mA、0~10 V等）給PLC，由PLC、D/A轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊進行溫差閉環(huán)控制，手動/自動切換和手動頻率上升、下降由PLC控制，最后把數(shù)據(jù)傳送到上位機人機界面實行監(jiān)視控制。變頻器根據(jù)PLC 發(fā)出的模擬信號決定其輸出頻率，以達到改變水泵轉(zhuǎn)速并調(diào)節(jié)流量的目的。

冷卻（冷凍）水系統(tǒng)的變頻節(jié)能系統(tǒng)在實際使用中要考慮水泵的轉(zhuǎn)速與揚程的平方成正比的關(guān)系，以及水泵的轉(zhuǎn)速與管損平方成正比的關(guān)系。在水泵的揚程隨轉(zhuǎn)速的降低而降低的同時管道損失也在降 低，因此，系統(tǒng)對水泵揚程的實際需求一樣要降低； 而通過設(shè)定變頻器下限頻率的方法又可保證系統(tǒng)對水泵揚程的最低需求。供水壓力的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)量可以通過PID參數(shù)的調(diào)整。當(dāng)供水需求量減少時，管道壓力逐漸升高，內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器輸出頻率降低，當(dāng)變頻器輸出頻率低至0 Hz時，而管道在一設(shè)定時間內(nèi)還高于設(shè)定壓力，變頻器切斷當(dāng)前變頻控制泵，轉(zhuǎn)而控制下一個原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉(zhuǎn)換過程中，逐漸輪換使用水泵，使每個水泵的利用率均等，增加系統(tǒng)、管道壓力的穩(wěn)定性和可靠性。中央空調(diào)系統(tǒng)進行變頻改造的優(yōu)點

變頻節(jié)能改造后除了可以節(jié)省大量的電能外還具有以下優(yōu)點：

1）電機起動是軟起動，電流從0 A到額定電流變化，減小了大電流對電機的沖擊； 2）電機軟起動轉(zhuǎn)速從0 開始緩慢升速，可以有效減少水泵或風(fēng)機的機械磨損；

3）變頻器是高性能的電力電子設(shè)備，具有較強的電機保護功能，能延長系統(tǒng)各部件的使用壽命； 4）使室溫維持恒定，讓人感到舒適；

5）經(jīng)過改造后，可以使系統(tǒng)具有較高的可靠性，減少了環(huán)境噪音，減少了維修維護工作量。5 傳動之星SD-YP系列一體化變頻器的優(yōu)點 1）采用獨特的空間矢量（SVPWM）調(diào)制方式； 2）操作簡單，具有鍵盤鎖定功能，防止誤操作； 3）內(nèi)置PID功能，可接受多種給定、反饋信號；

4）具有節(jié)電、市電和停止三位鎖定開關(guān)，便于轉(zhuǎn)換及管理； 5）保護功能完善，可遠程控制； 6）超靜音優(yōu)化設(shè)計，降低電機噪聲；

7）安裝比較方便，不用改變原有的配電設(shè)施及環(huán)境； 8）穩(wěn)定整個系統(tǒng)的正常運行，抗干擾能力強；

9）具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能及聲光報警功能。6 結(jié)語

在科技日新月異的今天，積極推廣變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，使其轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力，是我們工程技術(shù)人員應(yīng)盡的社會責(zé)任。對落后的設(shè)備生產(chǎn)工藝進行技術(shù)革新，不僅可以提高生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益，對節(jié)能、環(huán)保等社會效益同樣有著重要的意義。隨著變頻器應(yīng)用普及時代的來臨，不僅擴大了變頻器的應(yīng)用市場，而且為中央空調(diào)應(yīng)用也提出了新的課題。預(yù)計在不久的將來，由于變頻調(diào)速技術(shù)的介入，中央空調(diào)系統(tǒng)將真正地進入經(jīng)濟

運行時代，希望上述工作對于同仁們在傳統(tǒng)的電氣傳動設(shè)備技術(shù)改造和推進高新技術(shù)產(chǎn)品的普及應(yīng)用工作中能有所啟示和借鑒。

第五篇：11kw新風(fēng)機變頻節(jié)能改造方案

中外運敦豪新風(fēng)機組節(jié)能改造方案

A.節(jié)能因數(shù)。風(fēng)機的回風(fēng)溫度恒定，根據(jù)天氣以及使用度采用變頻調(diào)速使其長期運行在高效狀態(tài)。

據(jù)文獻資料，當(dāng)變頻器與電機采用1控1方案時可節(jié)約電20%~60%。節(jié)能效果進行計算確定。

B.智能因數(shù)。變頻器有通訊輸出接口，方便以后只能升級需求。

c.軟啟、軟停因數(shù)。變頻器的軟啟、軟停功能，可以降低電機啟動和停止時的沖擊電流，減少設(shè)備的損耗。

變頻器控制風(fēng)機的正常運轉(zhuǎn)，工頻運行作為備用。

變頻器的運轉(zhuǎn)頻率根據(jù)風(fēng)機回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)，回風(fēng)溫度設(shè)定為屋內(nèi)人員最適宜溫度，由溫度傳感器的輸出信號接到變頻器的模擬信號端子，在變頻器上設(shè)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)，來控制風(fēng)機的運轉(zhuǎn)速度，達到最大的工作效率。

變頻與工頻之間采用轉(zhuǎn)換開關(guān)進行切換，為了安全，變頻與工頻采用聯(lián)鎖控制。

新風(fēng)機組為兩臺11kw的風(fēng)機給群樓進行換風(fēng)，現(xiàn)為工頻運轉(zhuǎn)，全速運行，所有辦公區(qū)域風(fēng)量較大溫度過低?，F(xiàn)采用變頻器控制時可以根據(jù)回風(fēng)設(shè)定的溫度調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

風(fēng)機11kw運轉(zhuǎn)時能產(chǎn)生20000m3/h的風(fēng)量，風(fēng)機所給區(qū)域的空間約為2000m3，即循環(huán)了10次；通過計算得到新風(fēng)機的回風(fēng)溫度設(shè)定在26·c時只需5次循環(huán)的風(fēng)量即可達到，即產(chǎn)生10000m3/h的風(fēng)量就能滿足。此時電機的輸出功率約為6kw就能滿足風(fēng)量的循環(huán)。溫度高、溫度低信號分別由變頻器的兩個點給出。

初步計算得知回風(fēng)溫度穩(wěn)定在固定值時，每臺風(fēng)機的輸出功率約為6kw，以每天運行10小時計算，每天節(jié)約能耗約為（11-6）kw*10h=50kw.h；每年運行時間以300天計算，全年節(jié)能約為50kw.h*300=15000kw.h，以0.95元/kw.h計算每年節(jié)約15000*0.95元=14250元。兩臺新風(fēng)機全年節(jié)能約為2.8萬元。