空调冷冻水泵的节能改造

杨伟城/广西中烟工业有限责任公司



空调冷冻水泵的节能改造

杨伟城/广西中烟工业有限责任公司

【摘 要】空调系统里有很多冷冻循环水泵，这些水泵在空调启动后就持续运行，消耗大量的能源，根据水泵电机的工作特性，本文介绍了利用变频器对空调冷冻水泵进行节能改造的方法。

【关键词】空调冷冻水泵；变频；调速；节能

一、前言

当前经济发展过程中，能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长，也为许多发达国家带来了相当大的问题。因此，对能源的有效利用在我国已经非常迫切。

空调系统里有很多冷冻循环水泵，这些水泵在空调启动后就持续运行，消耗大量的能源，根据水泵电机的工作特性，水泵节能有很大的潜力可挖。

为了保证运行可靠性，冷冻水泵在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量，电机不能在满负荷下运行，也就是“大马拉小车”，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。

根据电机的工作特性，当电机转速从N1变到N2时，其电机轴功率P的变化关系如下：

P2/P1=（N2/N1）3

由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。

二、实施方案

空调冷冻水泵电机功率不大，使用的相应的变频器价格相对低廉，改造投入少。基于以上思路，应用变频调速技术，降低电机转速，来达到降低电机功耗，系统高效运行的目的。

使用变频器的好处有以下几点：

1.速度调节精确、方便，可在0～50HZ范围内调节速度。

2.可通过变频器自身的v/f功能节电。

3.可以提高功率因素，减少无功损耗。

三、实施过程

（一）设计电路图

为了保证安全性和可靠性，节能改造系统中设计了旁路电路，当各种原因不能使用节电装置时，可通过旁路电路将电机供电切换到原来的启动方式；

空调冷冻水泵原启动方式为星-三角启动，针对此启动方式，现场改造原理如上图所示：

1.将原控制柜内空开QF到主接触器KM1之间的电缆拆除；

2.将原控制柜内空开QF下口，连接至节能控制柜内节能空开QF1上口和旁路接触器KM2上口（图中KM1和KM2始终保持互锁）；

3.将节能柜内设备输出端和KM2下口连接至原控制柜主接触器KM1上口；

按照以上的改造原理即可实现原控制方式和节能控制方式的并联互锁、互为备用的目的。正常情况下，有节电装置给电机供电，KM1闭合，由给电机供电，当遇到特殊情况时，可通过将节能控制柜上的“节能/检修/旁路”旋转开关打到“旁路”模式，KM2闭合，由原控制方式为电机供电。

电路原理图如下：

四、项目应用情况及效益分析

项目投入使用后，设备能正常运行，不影响到生产指标参数。改装后的空调水泵进行测量数据：

经济效益分析

由以上数据可知：

安装节能设备后每年节约电量：63360 kW

全年CO2减排 ：63360×0.87 = 55123.2kg

（1kWh=0.87kg的CO2，南方电网标准）

同时也带来了许多附加效益：

1.优化了水泵的运行方式，由冷备用变为热备用，增加系统的稳定性；

2.优化了水泵的调控方式，增加了中央空调系统对室内温度控制的稳定性和可靠性；

3.电流、电压降低导致电机的铁损、铜损以及发热的大幅减少，延长了电机的使用寿命和维修周期；

4.软启动、软停车功能，避免启、停时对电网的冲击，设备使用寿命及维修保养周期会大大延长。

五、小结

采用变频器调速技术实现节能降耗取得了显著的节电效果。在我公司空调系统的实践应用证明：其不仅提高了设备效率，大大减少了设备维护、维修费用；更是直接节省电费47.6%，直接和间接经济效益十分明显。

参考文献：

［1］张选正，张金远《变频器应用经验》 中国电力出版社第1 版2006.5.

［2］吴忠智，黄立培，吴加林《调速用变频器及配套设备选用指南》 机械工业出版社第2版 2006.8.

［3］周希章《节电技术与方法》机械工业出版社第1版2004.9.

［4］刘立 《流体力学泵与风机》中国电力出版社第2版2007.9.