一．中央空調系統基本原理：

中央空調機組系統主要由冷凍水循環系統、冷卻水循環系統及主機三部分組成：

冷凍水循環系統：該部分由冷凍泵、室內風機及冷凍水管道等組成。從主機蒸發器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道（出水），進入室內進行熱交換，帶走房間內的熱量，最后回到主機蒸發器（回水）。室內風機用于將空氣吹過冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內熱交換。

冷卻水循環部分：該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環系統進行室內熱交換的同時，必將帶走室內大量的熱能。該熱能通過主機內的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔（出水），使之與大氣進行熱交換，降低溫度后再送回主機冷凝器（回水）。

主機：主機部分由壓縮機、蒸發器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成，其工作循環過程如下：

首先低壓氣態冷媒被壓縮機加壓進入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過程中冷媒會釋放出大量熱能，這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上，最終釋放到大氣中去。隨后冷凝器中的高壓液態冷媒在流經蒸發器前的節流降壓裝置時，因為壓力的突變而氣化，形成氣液混合物進入蒸發器。冷媒在蒸發器中不斷氣化，同時會吸收冷凍水中的熱量使其達到較低溫度。最后，蒸發器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體，重新進入了壓縮機，如此循環往復。

二.節能分析以及方案制定

1.節能分析

由流體力學理論可知，離心式流體傳輸設備（如離心式水泵、風機等）的輸出流量Q與其轉速n成正比；輸出壓力P（揚程）與其轉速n的平方成正比；輸出功率N與其轉速n的三次方成正比，用數學公式可表示為：

Q＝K1 × n

P＝K2 × n2

N＝Q × P＝K3 × n3 (K1、K2、K3為比例常數)

由上述原理可知，降低水泵的轉速，水泵的輸出功率就可以下降更多。如將電機的供電頻率由50Hz降為40Hz，則理論上，低頻40Hz與高頻50Hz的輸出功率之比為(40/50)3=0.512。

實踐證明，在中央空調系統中接入變頻節能系統，利用變頻技術改變水泵轉速來調節管道中的流量，以取代閥門調節及回流方式，能取得明顯的節能效果，一般節電率都在30％以上。同時變頻器的軟啟動功能及平滑調速的特點可實現對中央空調的平穩調節，并可延長機組及管組的使用壽命。

2.方案制定

中央空調各循環水系統的回水與出水溫度之差，反映了整個系統需要進行的熱交換量。因此，根據回水與出水的溫度差來控制循環水的流量，從而控制熱交換的速度，是首選的節能控制方法。

冷凍水循環系統

冷凍水的出水溫度是由主機的制冷效果決定的，通常比較穩定，因此冷凍回水溫度可以準確的反映室內的熱負荷情況。由此，對于冷凍水循環系統的節能改造，可以取回水溫度作為控制目標，通過變頻器對冷凍泵流量的自動調節來實現對室內溫度的控制。

冷卻水循環系統

冷卻水循環系統同時受室外環境溫度及室內熱負荷兩方面影響，循環水管道單側的水溫不能準確反映該系統的熱交換量，因此以出水與回水之間的溫差作為控制室內溫度的依據是合理的節能方式。在外界環境溫度不變的情況下，溫差大，說明室內熱負荷較大，應提高冷卻泵的轉速，增大冷卻水循環的速度；相應的，溫差小則減小冷卻泵轉速。

三．控制方式

以下列出以控制兩臺主泵一臺備用為例的兩種可行性高、且節電效率高的控制方式供用戶選擇。其控制框圖如下：

方式一：其控制動作如下：

設定T→T0下降→傳感器反饋信號→PLC（含PID運算）→變頻器→

A泵變頻升速→T0仍下降→B泵變頻啟動，A泵工頻運行→T0仍下降→C泵變頻啟動A、B泵工頻運行→T=T0→當T0>T時,則按相反順序變頻減速切換泵 當P0>P時，則按相反順序變頻減速

設定T→T0下降→傳感器反饋信號→PLC（含PID運算）→變頻器→A泵變頻升速→T0仍下降→B泵工頻切入→T0仍下降→C泵工頻切入→T=T0

分析上述動作，方案一的優點有：變頻器在A、B、C泵之間切換，每臺泵在起動進轉速都是由底至高，是軟起動。缺點有：

1.當某一泵變頻退出，工頻切入，其屬硬切換，那么就會產生比較大的沖擊電流，電控系統要加裝濾波器才能將其峰值濾去，避免沖擊電流的危害。

2.泵與泵之間切換次數多，會加快機械零件及電氣元件的損耗，影響其使用壽命。

方式二：其控制動作如下：

B，C泵靠電接點溫度表示設定T0=T±△T的信號來控制工頻的起停

分析上述動作，方案二的優點有：

1.由于在某一時間內，變頻器固定配帶A泵只對A泵進行變頻調速，A泵轉速上升到工頻時，系統壓力若仍在下降，B泵工頻切入，由于B，C泵的功率為30/37KW所以采用Y-△降壓起動后切入，這樣就避開了變頻與工頻之間轉換時的硬切換，避免了硬切換產生的沖擊電流對控制系統的危害。

2.B，C泵的工頻切入時，1到2秒的時間就可到達全速運行，傳感器檢測到系統的溫度上升超過用戶的實際需求，A泵則直接變頻減速以降低系統的實際壓力，使其與設定壓力相符，這樣系統的實際壓力值就不會往下波動而低于設定壓力。

其缺點是要加電接點溫度表去控制B，C泵進行流量小范圍的壓力調節。