第一篇：空壓機變頻節能改造分析報告

空壓機變頻節能改造分析報告1 引言

社會發展和科技進步，高效低耗生產已愈來愈受到人們關注，節能降耗，降低生產成本已迫眉睫。電力電子技術發展，變頻器調速領域中應用越來越廣泛。它作為一種較為成熟高科技產品，具有性能穩定，操作方便，節能效果明顯等優點，越來越受到國內外工程技術人員和管理人員關注和重視。我們多方資料收集結合現場考察并與ATLAS COPCO空壓機技術服務人員進一步共同論證空壓機改造可行性方案，認為是切實可行?？諌簷C改造前運行情況

設備改造前，兩臺空壓機全部工作工頻狀態。壓力采用兩點式控制(上、下限控制)，也就是當空壓機氣缸內壓力達到設定值上限時，空壓機本身油壓關閉進氣閥;當壓力下降到設定值下限時，空壓機打開進氣閥。實際用氣量不可能等于實時產氣量，這樣就導致了空壓機頻繁卸載和加載，對電動機、空壓機和電網造成很大沖擊。再者，空壓機卸荷運行時，不產生壓縮空氣，電動機處于空載狀態，其用電量為滿負載60%左右，這部分電能被白白浪費。原系統工況存問題

㈠ 主電機星-角減壓起動，但起動時電流仍然很大，會影響電網供電安全及其它用電設備運行穩定。經觀察空壓機啟動時常會引起水站變頻器跳閘。

㈡ 主電機時?？蛰d運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重。

㈢ 主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。

㈣主電機工頻起動對設備沖擊很大，對機械壽命有很大影響。

這種情況下，對其進行變頻改造是非常必要。空壓機變頻改造實施方案

現場實際情況，我們決定采用用一臺變頻器來控制兩臺空壓機，電氣控制相互轉換兩臺空壓機變頻運行，保持一臺運行于工頻一臺運行于變頻，避免了設備頻繁加載與卸載，這樣，既能節省設備投資，又能滿足生產工藝需要。系統改造時，保留原工頻系統情況下，增加變頻系統，做到了工頻/變頻互鎖切換。外部控制電路，使空壓機起停操作步驟仍然如前，操作簡單，安全可靠。本系統采用壓力閉環調節方式，原來壓力罐上加裝一個壓力傳感器，將壓力信號轉換成4-20mA電信號，送到變頻器內部PID調節器，調節器將信號與壓力設定值進行比較運算后輸出控制信號，變頻器該信號輸出頻率，改變電動機轉速，調節供氣壓力，保持壓力恒定，使空壓機始終處于節電運行狀態。節能效果及綜合效益分析

改造后兩臺空壓機一年即可節省11.01萬元。而整個系統改造費用約5.5萬元左右，六個月即可收回成本。誠然，節能是變頻改造帶來一大好處，但并唯一，空壓機變頻改造后，還有以下優點：

(1)電動機從2Hz開始軟起動，對電機、空壓機、電網沖擊大為減小。

(2)延長了設備使用壽命，減少了設備維修量和維護費用。

(3)進一步完善了保護功能，如熱保護、過電流、過電壓、欠電壓、短路、缺相保護等功能。

(4)操作簡單方便，運行平穩，電極、空壓機溫升正常，噪音、振動減小。

(5)不再頻繁加載和卸載，供氣壓力穩定，提高了產品質量。

(6)符合公司環境方針要求，提升企業形象。

第二篇：空壓機變頻節能改造方案

目 錄

第一部分 變頻節能改造背景

一、基本情況

二、變頻調速技術

第二部分 空壓機的改造緣由

一、空壓機介紹

二、存在的主要問題

三、變頻改造的優點

第三部分 實現方法

一、公司簡介

二、實現方法

第四部分 投資估算及服務承諾

一、投資估算

二、服務承諾

第一部分 變頻節能改造背景

一、基本情況

廣西南寧華諾糖廠空壓站現有315KW/380V空壓機3臺，160KW/380V空壓機4臺每年耗電量約200多萬元。對華諾糖廠來說是一筆很大的開支。

近年來，我國經濟飛速發展，對能源的需求尤其是是對電能的需求激增。去年夏季，珠三角和長三角許多城市不得不拉閘限電，我國不僅在電能開發上需要加快速度，而且還應該在節約電能方面狠下功夫，據統計，我國在電能利用率上僅有34%左右，比發達國家低10多個百分點，電能供給缺口大，電能利用率低，致使電費一漲再漲。去年8月份，襄樊市電力缺口大,電價上漲0.05元/度，達0.52元/度，使公司的成本開支增大，要降低成本，抓住主要矛盾，首先是降低電耗！

二、變頻調速技術

交流電動機變頻調速是近25年內發展起來的新技術，而在我國的普及應用已有10多年，即使在這短短的10多年里，國內變頻器技術發展很快，技術相當成熟,并且有些變頻器(如英威騰變頻)裝到成套

上出口到美國和澳大利亞。在國內廣泛應用在風機、水泵、壓縮機及調速設備上,應用的用戶很多，使用后反映都不錯。

變頻調速技術在國內壓縮機上應用的處于高速增長期，我們專業做變頻器推廣應用的企業已做了許多壓縮機節能改造的工程，節電效果相當明顯，業績發展很快。尤其是2001年國家經貿委下發的《關于加快風機水泵壓縮機變頻節能改造的意見》給我們襄樊華強照明有限公司節電工作指明了明確的方向。

第二部分空壓機的改造緣由

一.空壓機介紹：

工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉子(或稱螺桿)在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。

電機功率：110KW交流異步電機

額定電流：220A

額定轉速：1480轉/分

原系統工作狀況：

該系統為星－角減壓啟動，啟動電流到1000A。啟動過程為空載啟動，10－30秒（可調）后自動加載，其中星－角啟動時間10－20秒（可調）。

主軸齒輪箱的潤滑油壓由主電機帶動，啟動10－20秒（可調）后檢測由壓力傳感器檢測的油壓，如低于最小設定值（1.0bar）則報警。

該系統正常工作時可設定低點壓力和高點壓力，從而調節空壓機的卸載和加載運行，達到調節壓力的目的。加載運行時電機電流約220A左右，卸載運行時電機電流約100A左右。

二.存在的主要問題：

原系統由于電機不允許頻繁啟動，導致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行，浪費電能。經常卸載和加載導致整個氣網壓力經常變化，不能保持恒定的工作壓力。

三.空壓機變頻改造后的效益

1、節約能源

變頻器控制壓縮機與傳統控制的壓縮機比較，能源節約是最有實際意義的，根據貴公司的用氣量和壓縮機的供氣量有較大的冗余，約

在30%左右。年節電費在：336936元（每天按10個小時工作，每年按10個月來計算），節電效益相當可觀。

計算如下：

（315KW×3臺+160KW×4臺）×0.85×30%×10小時×30天/月×11個月/年×0.52元/度=693564.3元

2、提高壓力控制精度

變頻控制系統具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變，有效地提高了工況的質量。

3、延長壓縮機的使用壽命

變頻器從低頻起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。

4、變頻器內置RS485接口，可以方便地與計算機相聯，為將來貴公司實現DCS集中控制調度，計算機科學管理提供強有力的技術支持。

5、變頻器的保護功能相當完善且強大，有過載、過壓、過流、斷相、接地、欠壓等保護功能，從而保護著電機不會燒毀，又由于其啟動時間長且啟動電流從很小慢慢增長，消除了工頻啟動時強大的電流沖擊，從而延長了水泵葉輪和電機的使用壽命。

6、變頻器與壓力傳感器、工頻控制柜構成一個PID自動化恒壓控制系統，大大減少操作人員的勞動強度和工作期間的關注度，并提高貴公司供水服務質量。

第三部分 實現方法

一、英威騰公司簡介 關于英威騰

深圳市英威騰電氣股份有限公司，成立于2002年，是深圳市政府重點扶持的“高新技術企業”和“軟件企業”，是集變頻器研發、制造、營銷于一體的國家高新技術企業。產品與技術

在吸收國外先進技術的基礎上，結合近十年變頻推廣的應用經驗和當今電力電子最新控制技術，如今形成低壓CHV/CHE/CHF各行業專用系列、中壓660V/1140V系列、高壓CHH100系列，電壓等級

220V~10KV、功率范圍0.4KW~7100KW的上百種規格型號的高性能變頻器，覆蓋高、中、低端市場豐富的產品線，成為國內產品線最齊全的變頻器生產廠家，也是少數自主研發掌握成熟矢量技術的國內變頻器廠家之一。市場與應用

產品在石化、鋼鐵、建材、油田、化工、紡織、印刷、塑膠、機床、礦山等行業廣泛成功應用；公司銷售和服務網點遍布全國各地，與上百家經銷商、千余家用戶建立了長期合作關系，并遠銷東南亞、中東、歐美等50多個海外國家和地區，已成為國內變頻器行業的實力品牌和領先品牌。企業理念

經營理念：眾誠德厚 也精致遠 核心價值：眾誠德厚 拼搏創新

愿 景：致力于成為全球領先、受人尊敬的電氣傳動、工業控制領域的產品（服務）供應商

使 命：竭盡全力向客戶提供物超所值的產品和服務，客戶更有競爭力

經營方針：創新 品質 標準化 共同發展

一、實現方法（一拖多）

工作原理：

變頻器拖動空壓機變頻運行，壓力傳感器實時檢測輸出氣管的壓力變動情況，當出氣壓力低于變頻器的設定壓力時，變頻器頻率增加，壓縮機加速運行，供氣壓力增大，當壓力還達不到設定壓力時，可編程控制器發指令將變頻運行的空壓機切換成工頻運行，下一臺空壓機變頻運行，至到壓力等于設定壓力為止；當出氣壓力高于變頻器的設定壓力時，變頻器頻率減小，空壓機減速運行，供氣壓力減小，當壓力還偏大時，可編程控制器發指令將變頻運行的空壓機停止運行，下一臺空壓機變頻運行，至到壓力等于設定壓力為止。變頻器能根據檢測的壓力情況與設定壓力比較，實現PID調節。

第四部分 投資估算及服務承諾

CLIN T-科萊特自控 最優選擇　最好服務原系統調頻運行運行指示故障報警變頻工頻δ=480斷開空壓機1000*2200*800mm設計劉濤審核批準工程名稱空壓機變頻節能改造武漢科萊特變頻自控技術實施單位有限公司 1AV2A1SM1HB1HB2SM2HB2HB1HB

一、投資估算（方案一）：

①CHE100-315KW變頻器 1臺 141000元/臺 小計：141000元 ②壓力送送器 1臺 1000元/臺 小計：1000元 ③可編程控制器（72點）1臺 8000元

④電柜（含旁路及相關附件）臺 15000元/臺 小計：15000元 ⑤程序開發費用12000元 合計：175000元

從上面節能效益分析得出一年節約的電費為69.4萬元 4個月就可收回投資。

二、服務承諾

1、負責現場指導安裝調試。

2、免費提供現場的操作、維護技術培訓。

3、一年免費保修，終生維護。

4、變頻器故障退出運行后，24小時內趕到現場。

5、保證備品、備件提供十年。

第三篇：空壓機節能改造方案

空壓機節能改造方案

一，前言

佛山今博自動化設備有限公司是一家專業于驅動控制系統研發、設計、生產與銷售的高新技術企業。本公司在工業應用領域擁有豐富的經驗和雄厚的技術實力采用高性能無感矢量變頻器用于0.75kw到250kw的電機速度控制，廣泛應用于空壓機、注朔機、傳送帶、擠出機械、恒壓水泵、化工、中央空調、電子、紡織等諸多領域，為客戶提供了完整的工業和特殊行業的節解決方案。

二，傳統空壓機的問題

1、電能浪費嚴重

傳統的加卸載式空壓機，能量主要浪費在：

1）加載時的電能消耗

在壓力達到所需工作壓力后，傳統控制方式決定其壓力會繼續上升10%左右，直到卸載壓力。在加壓過程中，一定會產生更多的熱量和噪音，從而導致電能損失。另一方面，高壓氣體在進入氣動元件前，其壓力需要經過減壓閥減壓，這一過程同樣耗能。2）卸載時電能的消耗

當達到卸載壓力時，空壓機自動打開卸載閥，使電機空轉，造成嚴重的能量浪費?？諌簷C卸載時的功耗約占滿載時的30%～50%，可見傳統空壓機有明顯的節能空間。

2、工頻啟動沖擊電流大

主電機雖然采用Y-△減壓起動，但起動電流仍然很大，對電網沖擊大，易造成電網不穩以及威脅其它用電設備的運行安全。對于自發電工廠，數倍的額定電流沖擊，可能導致其他設備異常。

3、壓力不穩，自動化程度底

傳統空壓機自動化程度低，輸出壓力的調節是靠對加卸載閥、調節閥的控制來實現的，調節速度慢，波動大，精度低，輸出壓力不穩定。

4、設備維護量大

空壓機工頻啟動電流大，高達5~8倍額定電流，工作方式決定了加卸載閥必然反復動作，部件易老化，工頻高速運行，軸承磨損大，設備維護量大。

5、噪音大

持續工頻高速運行，超過所需工作壓力的額外壓力，反復加載、卸載，都直接導致工頻運行噪音大。

三，改造原則

根據空壓機原工況并結合生產工藝的要求，對空壓機進行變頻技術改造后，系統滿足以下要求。

1）空壓機經過改造后，系統通過轉換開關切換，具有變頻和工頻兩套控制回路，采用開環和閉環兩套控制回路。一拖二起動時，對兩臺電機M1，M2，可以通過轉換開關選擇變頻/工頻啟動。正常運行時，電機M1 處于變頻調速狀態，電動機M2處于工頻狀態?，F場壓力變送器檢測管網出口壓力，并與給定值比較，經PID 指令運算，得到頻率信號，調節轉速達到所需壓力。停止時按下停止按鈕，PLC控制所有的接觸器斷開，變頻器停止工作。

2）確保變頻出現異常保護時，不至于影響生產的正常進行。為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端有抑制電磁干擾的有效措施?？刂凭€、信號線采用屏蔽線纜，布線時和動力電纜分開，防止引入干擾。

3）電機變頻運行狀態時保持儲氣罐出口壓力穩定，壓力波動范圍不能超過依0.02 MPa。

4）空壓機不允許長時間在低頻下運行，空壓機轉速過低，一方面使空壓機穩定性變差，另一方面也使缸體潤滑度變差，會加快磨損，所以工作下限不低于30 Hz。

5）設置高壓保護、高溫保護、等設置報警及故障自診斷。

（1）高壓保護當系統壓力超過設定值時，自動切斷主機電源，使壓縮機緊急停機。

（2）高溫保護當壓縮機排氣溫度超過調定值時，由接在主機排氣孔口處的溫度傳感探頭控制溫度電觸 點動作，自動切斷電動機電源，使壓縮機緊急停機。

（3）電氣保護系統采用軟啟動方式，具有相序保護（防止壓縮機反轉）、缺相保護、電機熱過載保護等功能。

四，空壓機變頻改造后的優點

1，節能：總體節能達20%以上

1）加載時的節能：空壓機進行變頻改造后，壓力始終保持在所需的設定工作壓力，比改造前可降低10%的壓力，根據功耗公式可知改造后此項可節能10% 2）卸載時的節能，電機卸載運行時消耗的能量是加卸時的40%左右，按平均四分之一左右的卸載時間算，此項可節能10%左右

2、啟動電流小，對電網無沖擊

變頻器可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機實現軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設備的使用壽命；

3、輸出壓力穩定

采用變頻控制系統后，可以實時監測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產效率和產品質量；

4、設備維護量小

空壓機變頻啟動電流小，小于2倍額定電流，加卸載閥無須反復動作，變頻空壓機根據用氣量自動調節電機轉速，運行頻率低，轉速慢，軸承磨損小，設備使用壽命延長，維護工作量變小。

5、噪音低

變頻根據用氣需要提供能量，沒有太多的能量損耗，電機運轉頻率低，機械轉動噪音因此變小，由于變頻以調節電機轉速的方式，不用反復加載、卸載，頻繁加卸載的噪音也沒有了，持續加壓，氣壓不穩產生的噪音也消失了。

總之，采用變頻恒壓控制系統后，不但可節約一筆數目可觀的電力費用，延長壓縮機的使用壽命，還可實現恒壓供氣的目的，提高生產效率和產品質量。

我公司專業對空壓機變頻節能控制系統改造的可配套的空壓機品牌有：阿特拉斯、英格索蘭、復盛、凱撒、壽力、昆西、博格、博萊特、優耐特斯、康普艾等?？膳涮卓諌簷C電機功率有：15KW、22KW、30KW、37KW、45KW、55KW、75KW、90KW、110KW、132KW、160KW、185KW、250KW

第四篇：中央空調系統變頻節能改造方案

中央空調系統變頻節能改造方案

點擊數： 465

劉佳暢

摘要 在我國經濟快速發展的大背景下，能源（水、電、油）的消耗在企業中所占的比重越來越高，也受到愈來愈大的重視。同時由于房地產的快速發展需求，中央空調的市場需求呈現強勁的增長趨勢。在市場容量不斷增大的吸引下，越來越多的廠家加入到商用中央空調的領域。變頻技術應用于中央空調系統，對提升中央空調自動化水平、降低能耗、減少對電網的沖擊、延長機械及管網的使用壽命，都具有重要的意義。

關鍵字 中央空調系統；水泵；風機；變頻器

Abstract

Keywords 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，而且是某些生活環境或生產工序中所必須配備的，即所謂人造環境，不僅是溫度的要求，還有濕度、潔凈度等。之所以要求配置中央空調系統，目的在于提高產品質量，提高人的舒適度，而且集中供冷供熱效率高，便于管理，節省投資等。為此，幾乎所有企業、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，它是現代大型建筑物不可缺少的配套設施之一，但由于它的電能消耗非常之大，是用電大戶，幾乎占了用電量的50%以上，因此其日常開支費用很大。

中央空調系統都是按最大負載并增加一定余量設計的，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，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、D/A轉換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等部件的有機結合，可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，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。中央空調系統構成及工作原理

如圖1所示，中央空調系統主要由以下幾個部分組成。2.1 冷凍機組

通往各個房間的循環水經由冷凍機組進行“內部熱交換”作用，使冷凍水降溫為5~7℃。并通過循環水系統向各個空調點提供外部熱交換源。內部熱交換產生的熱量，通過冷卻水系統在冷卻塔中向空氣中排放。內部熱交換系統是中央空調的“制冷源”。2.2 冷凍水塔

用于為冷凍機組提供“冷卻水”。2.3 “外部熱交換”系統

此系統由兩個循環水系統組成：

1）冷凍水循環系統由冷凍泵及冷凍管道組成。

從冷凍機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在各個房間內進行熱交換，帶走房間內的熱量，使房間內的溫度下降；

2）冷卻水循環系統由冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍機組進行熱交換，使水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量，該熱量被冷卻水吸收，促使冷卻水溫度升高，冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入水塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再將降了溫的冷卻水，送回到冷凍機組，如此不斷循環，帶走冷凍機組所釋放的熱量。

2.4 冷卻風機

1）室內風機安裝于所有需要降溫的房間內，用于將由冷凍水冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內的熱交換。2）冷卻塔風機用于降低冷卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發到大氣中去。

中央空調系統的四個部分都可以實施節電改造，但冷凍水機組和冷卻水機組改造后的節電效果最為理想。因此我們將重點闡述對冷凍機組和冷卻機組的變頻調速技術改造，次要說明冷卻風機的變頻調速技術改造。3 中央空調系統變頻改造的具體方案

現將淅江省嘉興市某集團公司辦公樓的中央空調系統的變頻節能改造方案做一具體介紹。3.1 中央空調原系統存在的問題

該集團中央空調系統改造前的主要設備和控制方式：

1）450 t冷氣主機2臺，型號為特靈二極式離心機，兩臺并聯運行； 2）冷凍水泵2臺，揚程28 m，配用功率45 kW；

3）冷卻水泵有2臺，揚程35m，配用功率75 kW，冷凍水泵與冷卻水泵均采用一用一備的方式運行； 4）冷卻塔2臺，風扇電機11 kW，并聯運行，室內風機4臺，5.5 kW，并聯運行。

該集團是一家合資企業，為了給員工營造一個良好的工作環境，辦公樓大部分空間采用全封密的模式，因此公司大部分空間自然通風效果不好，所以對夏季冷氣質量的要求較高。除了一些節假日外，其它時間中央空調都是全開的。由于中央空調系統設計時按天氣最熱、負荷最大時設計，且留有10%~20%的設計余量。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的調節。這樣，冷凍水、冷卻水系統幾乎長期在大流量、小溫差的狀態下運行，造成了能量的極大浪費。原系統中冷凍、冷卻水泵采用的均是Y-△起動方式，電機的起動電流均為其額定電流的3~4 倍，在如此大的電流沖擊下，接觸器的使用壽命大大下降；同時，啟動時的機械沖擊和停泵時的水錘現象，容易對機械部件、軸承、閥門和管道等造成破壞，從而增加維修工作量、維修費用，設備也容易老化。

另外，由于冷凍泵軸輸送的冷量不能跟隨系統實際負荷的變化，其熱力工況的平衡只能由人工調整冷凍主機出水溫度，結果只能是用大流量獲得小溫差。這樣，不僅浪費能量，也惡化了系統的運行環

境與運行質量。特別是在環境溫度偏低、某些末端設備溫控稍有失靈或靈敏度不高時，將會導致大面積空調室溫偏冷，感覺不適，嚴重干擾中央空調系統的運行質量。

針對上述實際情況，對該集團的中央空調系統實施了利用變頻器、人機界面、PLC、數模轉換模塊、溫度模塊、溫度傳感器等構成的溫差閉環自動調速系統的方案。主要對冷凍、冷卻水泵進行了變頻調速技術改造，達到節約電能、穩定系統、延長設備壽命，提高環境舒適度的目的。3.2 中央空調系統節能改造的具體方案

對該中央空調節能系統進行變頻節能改造的具體裝機清單如表1所列。

3.2.1 變頻節電原理

由流體傳輸設備（水泵、風機）的工作原理可知：水泵、風機的流量（風量）與其轉速成正比；水泵、風機的壓力（揚程）與其轉速的平方成正比；而水泵、風機的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風機的軸功率與其轉速的三次方成正比（即與電源頻率的

三次方成正比）。變頻器節能的效果是十分顯著的，這種節能回報是看得見的。特別是調節范圍大、啟動電流大的系統及設備，通過圖2 可以直觀地看出在流量變化時只要對轉速（頻率）稍作改變就會使水泵軸功率有更大程度上的改變，此特點使得使用變頻器進行調速成為一種趨勢，而且不斷深入并應用于各行各業的調速領域。根據上述原理可知：改變水泵、風機的轉速就可改變水泵、風機的輸出功率。

圖中陰影部分為同一臺水泵的工頻運行狀態與變頻運行狀態在隨著流量變化所消耗的功率差。3.2.2 系統電路設計和控制方式

根據中央空調系統冷卻水系統的一般裝機形式，建議在冷卻水系統和冷凍水系統各裝兩套傳動之星SD-YP 系列一體化變頻調速控制柜，其中冷卻變頻調速控制柜供兩臺冷卻水泵切換（循環）使用，冷凍變頻調速控制柜供兩臺冷凍水泵切換（循環）使用。變頻節能調速系統是在保留原工頻系統的基礎上改裝的，變頻節能系統的聯動控制功能與原工頻系統的聯動控制功能相同，變頻節能系統與原工頻系統之間設置了聯鎖保護，以確保系統工作安全。利用變頻器、人機界面、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，為達到節能的目的提供了可靠的技術條件。如圖3所示，給出了主電路具體的改造方案。

3.2.3 系統主電路的控制設計

根據具體情況，同時考慮到成本控制，盡可能地利用原有的電器設備。冷凍水泵及冷卻水泵均采用一用一備的運行方式，因備用泵轉換時間與空調主機轉換時間一致，切換頻率不高，所以冷凍水泵和冷卻水泵電機的主備切換控制利用原有電器設備，通過接觸器、啟停按鈕、轉換開關進行電氣和機械互鎖。確保每臺水泵只能由一臺變頻器拖動，避免兩臺變頻器同時拖動同一臺水泵造成交流短路事故；并且每臺變頻器任何時間只能拖動一臺水泵，以免一臺變頻器同時拖動兩臺水泵而過載。3.2.4 系統功能控制方式

上位機監控系統主要通過人機界面完成對工藝參數的檢測，各機組的協調控制以及數據的處理、分析等任務；下位機PLC主要完成數據采集，現場設備的控制及聯鎖等功能。具體工作過程中，開機時，開啟冷水及冷卻水泵，由PLC控制冷水及冷卻水泵的啟停，由控制冷水及冷卻水泵的接觸器向制冷機發出聯鎖信號，開啟制冷機，由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環控制電路對水泵進行調速以控制工作流量，同時PLC控制冷卻塔根據溫度傳感

器信號自動選擇開啟臺數；當過濾網前后壓差超出設定值時，PLC發出過濾堵塞報警信號；送風機轉速的快慢是由回風溫度與系統設定值相比較后，用PID方式控制變頻器，從而調節風機的轉速，達到調節回風溫度的目的。停機時，關閉制冷機，冷水及冷卻水泵以及冷卻塔延時15 min 后自動關閉。保護時，由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護，壓力偏低時自動開啟補水泵補水。

3.3 系統節能改造原理

變頻節能系統示意圖如圖4所示。

1）對冷凍泵進行變頻改造PLC控制器通過溫度模塊及溫度傳感器將冷凍機的回水溫度和出水溫度讀入控制器內存，并計算出溫差值；然后根據冷凍機的回水與出水的溫差值來控制變頻器的轉速，調

節出水的流量，控制熱交換的速度。溫差大，說明室內溫度高系統負荷大，應提高冷凍泵的轉速，加快冷凍水的循環速度，加大流量，加快熱交換的速度；反之溫差小，則說明室內溫度低，系統負荷小，可降低冷凍泵的轉速，減緩冷凍水的循環速度，減小流量，降低熱交換的速度以節約電能。

2）對冷卻泵進行變頻改造由于冷凍機組運行時，其冷凝器的熱交換量是由冷卻水帶到冷卻塔散熱降溫，再由冷卻泵送到冷凝器進行不斷循環的。冷卻水進水出水溫差大，說明冷凍機負荷大，需冷卻水帶走的熱量大，應提高冷卻泵的轉速，加大冷卻水的循環量；溫差小，則說明，冷凍機負荷小，需帶走的熱量小，可降低冷卻泵的轉速，減小冷卻水的循環量，以節約電能。

3）冷卻塔風機變頻控制通過檢測冷卻塔水的溫度對冷卻塔風機進行變頻調速閉環控制，使冷卻塔水溫恒定在設定溫度，可以有效地節省風機的電能額外損耗，能達到最佳節電效果。

4）室內風機組變頻控制通過檢測冷房溫度對變風機組的風機進行變頻調速閉環控制，實現冷房溫度恒定在設定溫度。室內風機組變頻控制后可達到理想的節電效果，并且使空調效果更佳。

3.4 系統流量、壓力保障

本方案的調節方式采用閉環自動調節控制，冷卻水泵系統和冷凍水泵系統的調節方式基本相同，用溫度傳感器對冷卻（冷凍）水在主機上的出口水溫進行采樣，轉換成電量信號后送至溫控器將該信號

與設定值進行比較運算后輸出一模擬信號（一般為4~20 mA、0~10 V等）給PLC，由PLC、D/A轉換模塊、溫度傳感器、溫度模塊進行溫差閉環控制，手動/自動切換和手動頻率上升、下降由PLC控制，最后把數據傳送到上位機人機界面實行監視控制。變頻器根據PLC 發出的模擬信號決定其輸出頻率，以達到改變水泵轉速并調節流量的目的。

冷卻（冷凍）水系統的變頻節能系統在實際使用中要考慮水泵的轉速與揚程的平方成正比的關系，以及水泵的轉速與管損平方成正比的關系。在水泵的揚程隨轉速的降低而降低的同時管道損失也在降 低，因此，系統對水泵揚程的實際需求一樣要降低； 而通過設定變頻器下限頻率的方法又可保證系統對水泵揚程的最低需求。供水壓力的穩定和調節量可以通過PID參數的調整。當供水需求量減少時，管道壓力逐漸升高，內部PID調節器輸出頻率降低，當變頻器輸出頻率低至0 Hz時，而管道在一設定時間內還高于設定壓力，變頻器切斷當前變頻控制泵，轉而控制下一個原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉換過程中，逐漸輪換使用水泵，使每個水泵的利用率均等，增加系統、管道壓力的穩定性和可靠性。中央空調系統進行變頻改造的優點

變頻節能改造后除了可以節省大量的電能外還具有以下優點：

1）電機起動是軟起動，電流從0 A到額定電流變化，減小了大電流對電機的沖擊； 2）電機軟起動轉速從0 開始緩慢升速，可以有效減少水泵或風機的機械磨損；

3）變頻器是高性能的電力電子設備，具有較強的電機保護功能，能延長系統各部件的使用壽命； 4）使室溫維持恒定，讓人感到舒適；

5）經過改造后，可以使系統具有較高的可靠性，減少了環境噪音，減少了維修維護工作量。5 傳動之星SD-YP系列一體化變頻器的優點 1）采用獨特的空間矢量（SVPWM）調制方式； 2）操作簡單，具有鍵盤鎖定功能，防止誤操作； 3）內置PID功能，可接受多種給定、反饋信號；

4）具有節電、市電和停止三位鎖定開關，便于轉換及管理； 5）保護功能完善，可遠程控制； 6）超靜音優化設計，降低電機噪聲；

7）安裝比較方便，不用改變原有的配電設施及環境； 8）穩定整個系統的正常運行，抗干擾能力強；

9）具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能及聲光報警功能。6 結語

在科技日新月異的今天，積極推廣變頻調速節能技術的應用，使其轉化為社會生產力，是我們工程技術人員應盡的社會責任。對落后的設備生產工藝進行技術革新，不僅可以提高生產質量、生產效率，創造可觀的經濟效益，對節能、環保等社會效益同樣有著重要的意義。隨著變頻器應用普及時代的來臨，不僅擴大了變頻器的應用市場，而且為中央空調應用也提出了新的課題。預計在不久的將來，由于變頻調速技術的介入，中央空調系統將真正地進入經濟

運行時代，希望上述工作對于同仁們在傳統的電氣傳動設備技術改造和推進高新技術產品的普及應用工作中能有所啟示和借鑒。

第五篇：11kw新風機變頻節能改造方案

中外運敦豪新風機組節能改造方案

A.節能因數。風機的回風溫度恒定，根據天氣以及使用度采用變頻調速使其長期運行在高效狀態。

據文獻資料，當變頻器與電機采用1控1方案時可節約電20%~60%。節能效果進行計算確定。

B.智能因數。變頻器有通訊輸出接口，方便以后只能升級需求。

c.軟啟、軟停因數。變頻器的軟啟、軟停功能，可以降低電機啟動和停止時的沖擊電流，減少設備的損耗。

變頻器控制風機的正常運轉，工頻運行作為備用。

變頻器的運轉頻率根據風機回風溫度調節，回風溫度設定為屋內人員最適宜溫度，由溫度傳感器的輸出信號接到變頻器的模擬信號端子，在變頻器上設定相應的數據，來控制風機的運轉速度，達到最大的工作效率。

變頻與工頻之間采用轉換開關進行切換，為了安全，變頻與工頻采用聯鎖控制。

新風機組為兩臺11kw的風機給群樓進行換風，現為工頻運轉，全速運行，所有辦公區域風量較大溫度過低?，F采用變頻器控制時可以根據回風設定的溫度調節風機的轉速。

風機11kw運轉時能產生20000m3/h的風量，風機所給區域的空間約為2000m3，即循環了10次；通過計算得到新風機的回風溫度設定在26·c時只需5次循環的風量即可達到，即產生10000m3/h的風量就能滿足。此時電機的輸出功率約為6kw就能滿足風量的循環。溫度高、溫度低信號分別由變頻器的兩個點給出。

初步計算得知回風溫度穩定在固定值時，每臺風機的輸出功率約為6kw，以每天運行10小時計算，每天節約能耗約為（11-6）kw*10h=50kw.h；每年運行時間以300天計算，全年節能約為50kw.h*300=15000kw.h，以0.95元/kw.h計算每年節約15000*0.95元=14250元。兩臺新風機全年節能約為2.8萬元。