一、中央空调系统设计依据 很多中央空调制冷机的制冷功率与节能改造管的大小、冷却塔的循环流量、冷却(冻)泵的功率等严重不配套。大部分节能改造量偏大，也就是大家常说的“小马配大鞍”，这样既增加了与制冷机配套设备的投入费用，又造成系统运行电费白白加大。 中央空调制冷机的最大负载能力是按照天气最热，负荷最大的条件来设计的，存在很大的余量，但制冷机极少在这种极限条件下工作，据有关资料统计，中央空调设备97的运行时间在70的设计负荷以下，主机能在一定的范围内根据未端冷量的要求加载或卸载，但与之配套的冷冻泵、冷却泵、冷却塔风扇仍在最高负荷下运行（泵功率是按峰冷负荷对应水流量1.2倍配比）这部分电费是极其浪费的。 例如： 1.由于系统受末端温控器的影响，水阀会节流或关闭，使系统水流量减小，管道压力增大，造成额外的电能损失。 2.由于系统常配备2台以上主机，当只需开一台主机时另一台主机的冷冻水、冷却水管路通常的设计不能自动关闭，造成水流的无效循环，能量损失大。 3.系统的压力增大和水泵的全速运行，造成水泵磨损增加，增加管网和阀门的跑冒滴漏现象。 4.水泵通常采用Y-△启动，电机启动电流大，会对供电系统造成冲击，并且接触器触电易烧坏，造成缺相烧毁电机。 二、调节水泵转速的节电原理 如图示为离心水泵的水压H-流量Q曲线特性图。 n1-代表风机水泵 在额定转速运行时的特性； n2-代表风机水泵降速运行在n2转速时的特性； R1-代表风机水泵管路阻力最小时的阻力特性； R2-代表风机水泵管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。 水泵在管路特性曲R1工作时，工况点为A，其流量压力分别为Q1、H1，此时水泵所需的功率正比于H1与Q1的乘积，即正比于AH1OQ1的面积。由于工艺要求需减小流量到Q2，实际上通过增加管网管阻，使风机水泵的工作点移到R2上的B点，水压增大到H2，这时水泵所需的功率正比H2Q2的面积，即近比广BH2OQ2的面积。显然水泵所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大，不利于节能，是以高运行成本换取简单控制方式。 若采用变频调速，风机水泵转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压力由H1降到H3，这时变频调速后水泵所需的功率正比于H3与Q2的乘积，即正比于CH3OQ2的面积，由图可见功率的减少是明显的。 通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q1 ＝Q2（n1 /n2 ）； H1 ＝H2 (n1 /n2 )2； P1 ＝P2 (n1 /n2 )3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。 采用交流变频技术控制水泵运行，是目前中央空调系统节能改造的有效途经，当所需流量减少时，采用交流变频调速使水泵转速下降，可以节约大量的电能。P1 ＝P2 (n1 /n2 )3，这就是说水泵的轴功率与转速是三次方的关系。如果所需流量减少时，通过变频器调整水泵转速下降，其所需轴功率是按转速的三次方下降。例如，当水泵转速下降到额定转速的60即频率F30Hz时，其电动机轴功率下降了78.4，即节电了78.4。 三、节能改造技术方案 我们采用变频器和PLC等控制元件对中央空调进行技术改造。系统采用对机房的数据综合采集，对主机和水路自动开停，冷冻泵、冷却泵采用变频调速，冷却塔风扇采用启停控制，最大限度地进行节能改造。 1.对主机的改造 对主机采集运行信号和增加主机接口，遥控启停主机和电动阀。 2.对冷冻泵进行变频改造 控制原理说明如下：PLC控制器通过温度、压力模块和温度、压力传感器将冷冻水的出水、回水的温度、压力读入内存，计算出温差值和压力差值，然后根据压力差保证末端设备的压力流量，通过温度差和压力差的加权算法，得出保证系统稳定运行时，冷冻泵所需要的最小转速，并传输到变频器进行调速控制。 3.对冷却泵进行变频改造 控制原理说明如下：PLC控制器通过温度模块和温度传感器将冷却水的出水、回水的温度读入内存，计算出温差值，以进水和回水的温差作为控制依据，实现进水和回水间的恒温差控制。通过温度差的加权算法，得出保证系统稳定运行时，冷却泵所需要的最小转速，并传输到变频器进行调速控制。温差大，说明机组产生的热量大，应提高冷却泵转速，加大冷却水的循环速度；温差小，说明机组产生的热量小，可以降低冷却泵的转速，减缓冷却泵的循环速度。特别是冬季需要使用空调的单位，节能效果更加显著。 4.对冷却塔风扇进行起停控制 控制原理说明如下：冷却水温度过高，机组能效比会降低；冷却水温度过低，有些保护功能强的机组就会停机保护。 PLC控制器通过温度模块和温度传感器将冷却水的出水、回水的温度读入内存，计算出温差值，当温差小于一定时，说明冷却能力超过，可以逐台停用风扇，当温差大于一定时，自动逐台开启，这样可以节约电力，并且避免了机组保护性停机，特别是冬季需要使用空调的单位，不仅节能效果好而且系统稳定运行得到保证。 四、中央空调变频节能系统的特点 1.变频系统采用最佳励磁控制方式，对励磁电流进行最佳的调节，使电动机的效率得到更大幅度的提高，更进一步实现高效率的节能。 2.配备触摸屏人机界面，操作控制简捷，各种数据显示直观。 3.具备专家诊断软件、设备故障报警系统和直观的系统工作状态显示。 4.配备PLC、4CH温度A/D模块、RS485通讯模块等。 5.采用先进的智能模糊控制技术，节电效果大幅度提高。 6.智能模糊控制系统不会出现超调现象，同时抗干扰能力很强。 7.内置瞬时停电再启动功能及再试启动功能，在无人看管的情况下，完全自动化运行。 8.具有宽广的输入电压范围。 9.对水泵实现软停、软启，保护接触器触点，完全消除管网水锤效应。 10.可随时调节管路中的压差，保证在合适的范围内。 11.配置灵活，自动化程度高，各种功能（含保护功能齐全），灵活可靠。 12.占地面积小，投入小，效率高。 13.运行合理，电机、水泵、连轴器的使用寿命将大大提高。 14.冷冻和冷却泵的节能率在30以上，根据工程实例，我们的系统节电率是4070，比一般的系统高15的节电效率，并且对主机运行没有任何不良影响。 五、系统主要功能 1.实现无人值守机房，系统采用智能综合管理，避免人工操作的不可靠性，相当于请了一个空调专家来最佳调配你的中央空调。 2.自动增减主机或主机定时开机和停机，根据负荷需要自动增减主机数量，省一台主机就节省了包括所有配套设备的电力；或每天可设置5个时间段来分别开停主机。 3.采用电动蝶阀自动关断不工作主机的冷冻和冷却水路，保证工作主机的水流充分和避免水流浪费，自动关一个阀门就相当于省了一半的电。 4.智能变频器控制，根据系统所有数据的综合采集，评估出最佳变频频率值。 5.采用触摸屏显示变频器的输出功率、输出频率、输出电流、输出电压、主机，冷冻泵，冷却塔的运行状态。 6.记录水泵和冷却塔的工作台时，供维修保养提供有力数据。 7.具有报警功能，可以对各种预先设定的条件进行报警 8.具有远程控制接口，可以加装电脑远程控制（另外报价） 9.保留系统原有手动操作功能，增加全自动操作功能，故障时可完全手动操作，自动和手动双备份，可靠性高。 10.备用泵加入系统自动轮换工作，使各泵工作时间均匀，延长水泵工作寿命。 11.主机停机后，系统冷冻泵延时15分钟停机，充分利用管道内存留的冷冻水冷量。