针对变频变流量系统的节能分析与控制

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1、24制冷与空调2007年第1期变频变流量系统的节能分析与控制∗吴德胜杨昌智（湖南大学土木工程学院，410082）【摘要】本文论述了空调冷冻水系统的变频节能原理，从管路和水泵两方面分析得出实际工程中变频系统不节能的原因在于采用定压差控制，通过一个简化的空调冷冻水系统，对比计算了在定压差控制和变压差控制下变频水泵的节能效果，得出变压差控制可以最大实现变频的节能效果。【关键词】变频；节能；定压差；变压差；最小压差控制EnergySavingAnalysisandControlofFrequencyConversionVariableWaterFlowSy

2、stemWuDeshengYangChangzhi（SchoolofCivilEngineeringHunanUniversity410082）【Abstract】Discussestheenergysavingprincipleoffrequencyconversionchilledwatersystem,analyzesfromboththepipelinesandpumpstofindthattheenergysavingfailurereasoninactualengineeringistheconstantpressuredifferen

3、cecontrolmethod.Throughasimplifiedchilledwatersystem,comparesthepumpenergysavingunderconstantpressuredifferencecontrolmethodandvariablepressuredifferencecontrolmethod.Itcouldbeconcludedthatundervariablepressuredifferencecontrolmethod,thefrequencyconversionsystemcanreachthemaxi

4、mumenergysavingefficiency.【Keywords】Frequencyconversion；energysaving；constantpressuredifference；variablepressuredifferencecontrolmethod；minimumpressuredifferencecontrol1概述2水泵的变频节能随着能源价格的不断上涨和能源需求的迅速空调系统部分负荷下的节能主要通过提高低增加，节能在我国已经被作为一项政策提出。目前负荷条件下制冷机的COP值和降低部分负荷下水我国供暖空调的能源总量已超过一次

5、能耗总量的泵和风机的电耗。前者主要依靠制冷机厂家的技术20%，因而节约空调能耗，提高空调系统的能源使革新，而后者主要在工程中采用合适的技术形式。用效率就显得越来越重要。空调负荷下降时输送冷量的冷冻水流量的需求也空调系统的一个显著特点就是部分负荷的情下降，因而可通过减少冷冻水的输送量来降低水泵况占绝大多数。一栋典型的公共建筑其全年的冷负的能耗，目前备受推崇并且使用越来越广泛的就是[1]荷分布频数如图1所示，由图可知，负荷低于70%变频调速变流量技术。由于电机的转速的时间在全年中超过90%，因而在部分负荷的情况nfs=60(1−)/P，式中，f为电流频

6、率，s为转下保持空调系统的制冷效率，对节约空调能耗就有非常重要的意义。差率，P为电极对数，理论上利用变频技术可以实现电机的无级调速，从而实现水泵流量的无级调15[2]节。根据流体力学的相似原理，在相似工况下有：105Qn11时间频数(%)=(1)0Qn00020406080100负荷率(%)图1部分负荷率的时间频数∗吴德胜，男，1982年4月出生，在读硕士研究生，湖南大学土木工程学院2007年第1期制冷与空调2522HnQ⎛⎞⎛⎞111==⎜⎟⎜⎟(2)HnQ00⎝⎠⎝⎠033NnQ⎛⎞⎛⎞111==⎜⎟⎜⎟(3)NnQ00⎝⎠⎝⎠0式中Q为水泵流

7、量，H为水泵压头，N为水泵轴功率，n为水泵转数，下标0表示在额定工况下的值，下标1表示在转数n下的值。1图2实际系统中水奈的转速与工作点从关系式中可以看出，水泵的轴功率与流量三实际的变频系统中一般采用定压差控制方式，次方成正比，因而流量减小时，轴功率将迅速下降，即保持供回水干管的压差∆P恒定。当流量变小下表列出了当流量变化时，水泵轴功率的变化情时，可认为水泵的扬程HPP=∆+∆'（∆P'为冷况。冻水系统中冷冻机房部分压降）基本不变。根据水泵的有效功率公式Ng=ρQH，ρ、g为常数，表1部分流量下水泵的轴功率流量（q1/q0）%10090807060

8、50水泵的功率只与流量的一次方成正比，节能的效果[3]功率（N1/N0）％10072.951.234.321.612.5大