一、概述

中央空調系統在現代企業及生活環境改善方面極為普遍，而且某此生活環境或生產工序中是屬必須的，即所謂人造環境，不僅是溫度的要求，還有濕度、潔凈度等。至所以要中央空調系統，目的是提高產品質量，提高人的舒適度，集中供冷供熱效率高，便管理，節省投資等原因，為此幾乎企業、高層商廈、商務大樓、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的，它是現代大型建筑物不可缺少的配套設施之一，電能的消耗非常之大，是用電大戶，幾乎占了用電量50%以上，日常開支費用很大。

由于中央空調系統都是按最大負載并增加一定余量設計，而實際上在一年中，滿負載下運行最多只有十多天，甚至十多個小時，幾乎絕大部分時間負載都在70%以下運行。通常中央空調系統中冷凍主機的負荷能隨季節氣溫變化自動調節負載，而與冷凍主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動調節負載，幾乎長期在100%負載下運行，造成了能量的極大浪費，也惡化了中央空調的運行環境和運行質量。

隨著變頻技術的日益成熟，利用變頻器、PLC、數模轉換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結合，構成溫差閉環自動控制系統，自動調節水泵的輸出流量;采用變頻調速技術不僅能使商場室溫維持在所期望的狀態，讓人感到舒適滿意，可使整個系統工作狀態平緩穩定，更重要的是其節能效果高達30%以上，能帶來很好的經濟效益。

二、水泵節能改造的必要性

中央空調是大廈里的耗電大戶，每年的電費中空調耗電占60% 左右，因此中央空調的節能改造顯得尤為重要。

由于設計時，中央空調系統必須按天氣最熱、負荷最大時設計，并且留10-20% 設計余量，然而實際上絕大部分時間空調是不會運行在滿負荷狀態下，存在較大的富余，所以節能的潛力就較大，其中，冷凍主機可以根據負載變化隨之加載或減載，冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化作出相應調節，存在很大的浪費。

水泵系統的流量與壓差是靠閥門和旁通調節來完成，因此，不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現象，不僅大量浪費電能，而且還造成中央空調最末端達不到合理效果的情況。為了解決這些問題需使水泵隨著負載的變化調節水流量并關閉旁通。

再因水泵采用的是Y- △起動方式，電機的起動電流均為其額定電流的3 ～ 4倍，一臺90KW的電動機其起動電流將達到500A ，在如此大的電流沖擊下，接觸器、電機的使用壽命大大下降，同時，起動時的機械沖擊和停泵時水垂現象，容易對機械散件、軸承、閥門、管道等造成破壞，從而增加維修工作量和備品、備件費用。

采用變頻器控制能根據冷凍水泵和冷卻水泵負載變化隨之調整水泵電機的轉速，在滿足中央空調系統正常工作的情況下使冷凍水泵和冷卻水泵作出相應調節，以達到節能目的。水泵電機轉速下降，電機從電網吸收的電能就會大大減少。

其減少的功耗 △ P=P0 〔 1-(N1/N0)3 〕 ( 1 )式

減少的流量 △ Q=Q0 〔 1-(N1/N0) 〕 ( 2 )式

其中N1為改變后的轉速， N0為電機原來的轉速， P0為原電機轉速下的電機消耗功率， Q0為原電機轉速下所產生的水泵流量。由上式可以看出流量的減少與轉速減少的一次方成正比，但功耗的減少卻與轉速減少的三次方成正比。如：假設原流量為100個單位，耗能也為100個單位，如果轉速降低10個單位，由( 2 )式△ Q=Q0 〔 1-(N1/N0) 〕 =100 *〔 1-(90/100) 〕 =10可得出流量改變了10個單位，但功耗由( 1 )式△ P=P0[1-(N1/N0)3]=100 *〔 1-(90/100)3 〕 =27.1可以得出，功率將減少27.1個單位，即比原來減少27.1% 。

再因變頻器是軟啟動方式，采用變頻器控制電機后，電機在起動時及運轉過程中均無沖擊電流，而沖擊電流是影響接觸器、電機使用壽命最主要、最直接的因素，同時采用變頻器控制電機后還可避免水垂現象，因此可大大延長電機、接觸器及機械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。