摘要：據(jù)統(tǒng)計(jì)，中央空調(diào)的用電量占各類大廈總用電量的70%以上，其中中央空調(diào)水泵的耗電量約占總空調(diào)系統(tǒng)耗電量的20~40%，故節(jié)約低負(fù)荷時(shí)壓縮機(jī)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的消耗的能量，具有很重要的意義。采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能使空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮更加理想的工作狀態(tài)，更重要的是通常其節(jié)能效果高達(dá)30%以上，能帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：變頻節(jié)能 冷卻塔風(fēng)機(jī) 固定變頻 循環(huán)變頻

1.概論

中央空調(diào)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用領(lǐng)域，在賓館、酒店、寫字樓、商場(chǎng)、住院部大樓、工業(yè)廠房中的中央空調(diào)系統(tǒng)，其制冷壓縮機(jī)組、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等的容量大多是按照建筑物ZUI大制冷、制熱負(fù)荷選定的，且再留有充足余量。在沒(méi)有使用具備負(fù)載隨動(dòng)調(diào)節(jié)特性的控制系統(tǒng)中，無(wú)論季節(jié)、晝夜和用戶負(fù)荷的怎樣變化，各電機(jī)都長(zhǎng)期固定在工頻狀態(tài)下全速運(yùn)行，造成了能量的巨大浪費(fèi)。近年來(lái)由于電價(jià)的不斷上漲，使得中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用急劇上升，致使它在整個(gè)大廈營(yíng)運(yùn)成本費(fèi)用中占據(jù)越來(lái)越大的比例，加之目前各生產(chǎn)、服務(wù)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，多數(shù)企業(yè)利潤(rùn)空間不夠理想。因此電能費(fèi)用的控制顯然已經(jīng)成為經(jīng)營(yíng)管理者所關(guān)注的問(wèn)題所在。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中央空調(diào)的用電量占各類大廈總用電量的70%以上，其中中央空調(diào)水泵的耗電量約占總空調(diào)系統(tǒng)耗電量的20~40%，故節(jié)約低負(fù)荷時(shí)壓縮機(jī)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的消耗的能量，具有很重要的意義。所以，隨著負(fù)荷變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)變化的變流量變頻空調(diào)水系統(tǒng)和自適應(yīng)智能負(fù)荷調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸顯示其巨大的優(yōu)越性，而且得到越來(lái)越多的被廣泛推廣與應(yīng)用。采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能使空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮更加理想的工作狀態(tài)，更重要的是通常其節(jié)能效果高達(dá)30%以上，能帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.中央空調(diào)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)與工作原理

中央空調(diào)系統(tǒng)一般主要由制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)、冷媒(冷凍和冷熱)循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、盤管風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等組成。其工藝結(jié)構(gòu)流程圖如圖A所示，在圖A中制冷壓縮機(jī)組通過(guò)壓縮機(jī)將制冷劑(冷媒介質(zhì)如R134a、R22等)壓縮成液太后送蒸發(fā)器中，冷凍循環(huán)水系統(tǒng)通過(guò)冷凍水泵將常溫水泵入蒸發(fā)器盤管中與冷媒進(jìn)行間接熱交換，這樣原來(lái)的常溫水就變成了低溫冷凍水，冷凍水被送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)口的冷卻盤管中吸收盤管周圍的空氣熱量，產(chǎn)生的低溫空氣由盤管風(fēng)機(jī)吹送到各個(gè)房間，從而達(dá)到降溫的目的。冷媒在蒸發(fā)器中被充分壓縮并伴隨熱量吸收過(guò)程完成后，再被送到冷凝器中去恢復(fù)常壓狀態(tài)，以便冷媒在冷凝器中釋放熱量，其釋放的熱量正是通過(guò)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷卻水帶走。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)將常溫水通過(guò)冷卻水泵泵入冷凝器熱交換盤管后，再將這已變熱的冷卻水送到冷卻塔上，由冷卻塔對(duì)其進(jìn)行自然冷卻或通過(guò)冷卻塔風(fēng)機(jī)對(duì)其進(jìn)行噴淋式強(qiáng)迫風(fēng)冷，與大氣之間進(jìn)行充分熱交換，使冷卻水變回常溫，以便再循環(huán)使用。在冬季需要制熱時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)僅需要通過(guò)冷熱水泵(在夏季稱為冷凍水泵)將常溫水泵入蒸汽熱交換器的盤管，通過(guò)與蒸汽的充分熱交換后再將熱水送到各樓層的風(fēng)機(jī)盤管中，即可實(shí)現(xiàn)向用戶提供供暖熱風(fēng)。
理解中央空調(diào)系統(tǒng)工藝流程對(duì)于節(jié)能改造的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要，從因果關(guān)系角度上看，冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)均是主壓縮機(jī)系統(tǒng)的從動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)主壓縮機(jī)系統(tǒng)的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，對(duì)冷凍水、冷卻水的需求量和冷卻塔需求的冷卻風(fēng)量也發(fā)生相應(yīng)的變化，正因如此，我們才有節(jié)能改造的必要前提條件，才有實(shí)現(xiàn)“按需分配”控制方案的可能。

3.中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能原理

中央空調(diào)系統(tǒng)按負(fù)載類型可分為兩大類，①變轉(zhuǎn)矩負(fù)載：如冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載；②恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：如主制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)。不同的轉(zhuǎn)矩類型具有完全不同的轉(zhuǎn)矩功率關(guān)系特性，我們知道風(fēng)機(jī)、水泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性滿足流體動(dòng)力學(xué)關(guān)系理論，即以下數(shù)學(xué)關(guān)系成立：
N1/N2∝Q1/Q2 H1/H2∝(N1/N2)2 P1/P2∝(N1/N2)3 (1)

其中，N、H、Q、P分別表示轉(zhuǎn)速、流量、揚(yáng)程、軸功率。
由式1可知，若轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%，那么，揚(yáng)程將下降到額定值的50%，同時(shí)，軸輸出功率下降到額定值的35%。從圖2中可以看出，管網(wǎng)的阻尼隨揚(yáng)程的降低而減小。在滿足系統(tǒng)基本揚(yáng)程需求的情形下，若系統(tǒng)的流量需求減少到額定流量的50%時(shí)，在變頻控制方式下，其對(duì)應(yīng)輸出功率僅約為額定功率的13%。這就為實(shí)施變頻節(jié)能技術(shù)改造提供了數(shù)學(xué)理論上的可行性保障空間。

由上述流體傳輸設(shè)備水泵、風(fēng)機(jī)的工作原理可知：水泵、風(fēng)機(jī)的流量（風(fēng)量）與其轉(zhuǎn)速成正比；水泵、風(fēng)機(jī)的壓力（揚(yáng)程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，而水泵、風(fēng)機(jī)的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風(fēng)機(jī)的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）根據(jù)上述原理可知：改變水泵、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可改變水泵、風(fēng)機(jī)的功率。例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50（P為電機(jī)軸功率）；將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P為電機(jī)軸功率）。
由以上內(nèi)容可以看出，用變頻器進(jìn)行流量（風(fēng)量）控制時(shí)，可節(jié)約大量電能。中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)是按現(xiàn)場(chǎng)ZUI大冷量需求量來(lái)考慮的，其冷卻泵，冷凍泵按單臺(tái)設(shè)備的ZUI大工況來(lái)考慮的，在實(shí)際使用中有90%多的時(shí)間，冷卻泵、冷凍泵都工作在非滿載狀態(tài)下。而用閥門、自動(dòng)閥調(diào)節(jié)不僅增大了系統(tǒng)節(jié)流損失，而且由于對(duì)空調(diào)的調(diào)節(jié)是階段性的，造成整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)工作在波動(dòng)狀態(tài)；而通過(guò)在冷卻泵、冷凍泵上加裝變頻器則可一勞永逸地解決該問(wèn)題，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并可通過(guò)變頻節(jié)能收回投資。同時(shí)變頻器的軟啟動(dòng)功能及平滑調(diào)速的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的平穩(wěn)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，并延長(zhǎng)機(jī)組及網(wǎng)管的使用壽命。

4.下面我們主要探討一下冷卻塔風(fēng)機(jī)使用變頻節(jié)能的實(shí)施方案和應(yīng)用效果

4.1 冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻控制實(shí)施方案

方案一：固定變頻控制方式。

因?yàn)槔鋮s塔的型式：有單塔型式、和多塔型式的；所以，固定變頻控制方式：可分為單臺(tái)固定變頻控制和多臺(tái)固定變頻控制。下面以多臺(tái)固定變頻控制為例，作如下講解。
該系統(tǒng)由變頻回路和工頻回路兩部分組成：

變頻回路：由一臺(tái)變頻器，空氣開關(guān)QF2，交流接觸器KM02和變頻運(yùn)行控制回路及信號(hào)報(bào)警回路組成變頻循環(huán)運(yùn)行回路。工頻回路：由空氣開關(guān)QF1、QF3、QF4、QF5、交流接觸器KM01、KM03、KM04、KM05、和熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、以及手動(dòng)運(yùn)行控制回路等構(gòu)成工頻（50Hz）運(yùn)行回路。

運(yùn)行方式：

工頻運(yùn)行時(shí)：風(fēng)機(jī)根據(jù)工頻控制回路選擇指定風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，并以50HZ全速運(yùn)行。

變頻運(yùn)行時(shí)：風(fēng)機(jī)以傳感器所測(cè)實(shí)際水溫，經(jīng)過(guò)溫控器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)或電壓信號(hào)，送到變頻器的摸擬輸入端，當(dāng)**臺(tái)變頻電機(jī)達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，還不能滿足實(shí)際工況則第二臺(tái)電機(jī)就會(huì)被工頻起動(dòng)，**臺(tái)電機(jī)仍然變頻運(yùn)行；同理，若第二臺(tái)電機(jī)起動(dòng)后，還不能滿足工況則第三臺(tái)電機(jī)就會(huì)被工頻起動(dòng)；此時(shí)，三臺(tái)電機(jī)全部運(yùn)行：**臺(tái)電機(jī)變頻運(yùn)行、第二臺(tái)電機(jī)工頻運(yùn)行、第三臺(tái)電機(jī)工頻運(yùn)行。

方案二：循環(huán)變頻控制方式。

由P∝n3可知：風(fēng)機(jī)節(jié)能的ZUI佳方案是控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可通過(guò)改變電機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，下面以三臺(tái)相同功率的電機(jī)的冷卻塔為例，作如下講解：三臺(tái)風(fēng)機(jī)為同一功率的的電機(jī)，可采用一臺(tái)變頻器循環(huán)控制的方式運(yùn)行，系統(tǒng)電氣原理概況圖，如下所示：
該控制系統(tǒng)由變頻回路和工頻回路兩部分組成：

變頻回路：由一臺(tái)變頻器，空氣開關(guān)Q1，交流接觸器KM1、KM3、KM5和自動(dòng)運(yùn)行控制回路及信號(hào)報(bào)警回路組成變頻循環(huán)運(yùn)行回路。工頻回路：空氣開關(guān)QF2、QF3、QF4、交流接觸器KM2、KM4、KM6和熱繼電器FR1、FR2、FR3以及手動(dòng)運(yùn)行控制回路等構(gòu)成工頻（5該控制系統(tǒng)由變頻回路和工頻回路兩部分組成：

變頻回路：由一臺(tái)變頻器，空氣開關(guān)QF3，交流接觸器KM4、KM5、KM6和自動(dòng)運(yùn)行控制回路及信號(hào)報(bào)警回路組成變頻循環(huán)運(yùn)行回路。工頻回路：空氣開關(guān)QF0、QF1、QF2、交流接觸器KM1、KM2、KM3和熱繼電器FR1、FR2、FR3以及手動(dòng)運(yùn)行控制回路等構(gòu)成工頻（50Hz）運(yùn)行回路。

運(yùn)行方式：

正常狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)切至自動(dòng)運(yùn)行回路，由溫度傳感器測(cè)定冷卻塔出水溫度，經(jīng)過(guò)溫控器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)或電壓信號(hào)，送到變頻器的摸擬輸入端來(lái)控制變頻器的轉(zhuǎn)速，改變風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，從而改變冷卻塔的出水溫度；當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行仍舊不能滿足要求時(shí)，將此變頻運(yùn)行的風(fēng)機(jī)改為工頻運(yùn)行，再變頻啟動(dòng)另一臺(tái)風(fēng)機(jī)，直到滿足生產(chǎn)裝置所需的循環(huán)水的溫度達(dá)到工藝要求為止（即水溫≤32°C）。整個(gè)控制系統(tǒng)為一個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。根據(jù)裝置的工藝要求，自動(dòng)確定風(fēng)機(jī)是變頻運(yùn)行還好工頻運(yùn)行。并做到ZUI先運(yùn)行的風(fēng)機(jī)ZUI先切除，各電機(jī)循環(huán)運(yùn)行，從而延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的目的。當(dāng)變頻系統(tǒng)控制回路或者變頻器出故障的時(shí)候，將轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到手動(dòng)狀態(tài)，三臺(tái)電機(jī)運(yùn)行在工頻狀態(tài)仍可滿足裝置工藝要求。

4.2 以循環(huán)變頻控制方式為例講解一下循環(huán)水冷卻塔變頻節(jié)能的效果：
4.2.1循環(huán)水冷卻塔運(yùn)行概況

某公司供水廠共有3個(gè)編號(hào)分別為1#，2#和3#循環(huán)水冷卻塔。各生產(chǎn)裝置返回的循環(huán)熱水用泵輸送到這些塔內(nèi)，通過(guò)塔內(nèi)的填料增加熱水與空氣接觸面積和時(shí)間，促進(jìn)熱水與空氣進(jìn)行熱交換，使循環(huán)水冷卻。從而獲得各生產(chǎn)裝置所需循環(huán)水溫度≤32℃的冷水。

當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，啟動(dòng)冷卻塔內(nèi)的軸流風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)制通風(fēng)，加快冷卻塔填料上循環(huán)水氣相與液相的熱交換。每個(gè)冷卻塔內(nèi)裝設(shè)1臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，其直徑為8500mm，由電壓為380V，額定功率為160kW的4極異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)和風(fēng)機(jī)之間采用恒定減速比的減速機(jī)直聯(lián)，塔內(nèi)不裝設(shè)節(jié)流閥。因此軸流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與風(fēng)量是不可調(diào)的。3個(gè)塔的總處理能力達(dá)8000m3/h，遠(yuǎn)大于各生產(chǎn)裝置ZUI大需求量總和6600m3/h， 2002年度各塔的運(yùn)行參數(shù)詳見表1與表2。

4.2.2冷卻塔風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速節(jié)能方案

4.2.2.1　風(fēng)機(jī)節(jié)能可行性分析：
表1　各塔運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)表
塔編號(hào) 處理能力(m3/h) 電機(jī)電流(A) 電機(jī)電壓(V) 功率因數(shù)(cosφ) 電機(jī)輸入功率(kw) 電功率單耗(kW/m3)
1 2000 250 380 0.87 143 0.0715
2 3000 200 380 0.87 115 0.0383
3 3000 220 380 0.87 128 0.042
由表1所示的數(shù)據(jù)知：2002年度冷卻塔風(fēng)機(jī)全部運(yùn)行期間，冷卻塔進(jìn)水溫度的ZUI高溫度平均值分布在34.5℃～38℃內(nèi)；循環(huán)水經(jīng)冷卻后，冷卻塔出水溫度的ZUI高溫度平均值分布在27.6℃～28.8℃內(nèi)，其較各生產(chǎn)裝置所需冷卻水溫度32℃低3.2℃～4.4℃；并可知在同時(shí)滿足冷卻塔進(jìn)水溫度低于ZUI高熱水溫度平均值及冷卻塔出水溫度低于ZUI高冷水溫度平均值這一條件下，單臺(tái)風(fēng)機(jī)全年的運(yùn)行時(shí)間為2705h。若采用變頻控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量，可使冷卻塔出水溫度提高2℃～3℃的情況下，仍能滿足冷卻塔出水溫度≤32℃的工藝要求，這顯然可節(jié)省電能。根據(jù)廠家所提供的：a.出水與空氣濕球溫度及冷卻塔進(jìn)水溫度關(guān)系曲線圖；b.進(jìn)出水溫差與空氣濕球溫度及風(fēng)機(jī)軸功率百分比關(guān)系曲線圖；以及表2的有關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)工藝計(jì)算得風(fēng)機(jī)的不同月份節(jié)能潛力及收益值如表3。
表2　2002年不同月份風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺(tái)時(shí)與冷卻塔出水溫度關(guān)系統(tǒng)計(jì)表
日期 運(yùn)行臺(tái)數(shù) 運(yùn)行天數(shù) 運(yùn)行=24h/d 運(yùn)行=24h/d 同時(shí)滿足①τ熱進(jìn)≤τ熱進(jìn)max②τ冷出≤τ冷出max 時(shí)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間/h ZUI高熱水溫度平均值τ熱進(jìn)max/℃ ZUI高冷水溫度平均值τ冷出max/℃
   臺(tái)數(shù) 累計(jì)時(shí)間/h 臺(tái)數(shù) 平均運(yùn)行/h/b 累計(jì)時(shí)間/h   
3月27日~5月17日 1 34 0 0 1 16.7 56956569 517 37.6 27.6
5月18日~6月16日 2 45 1 1080 1 15 673 561 35.3 28
6月17日~8月26日 3 69 2 3312 1 21.45 1480 1028 38 28.8
8月27日~10月13日 2 30 1 720 1 10.8 324 157 34.5 28.4
10月14日~11月15日 1 44 0 0 1 15.8 693 442 34.5 28.4

表3　2002年不同月份風(fēng)機(jī)節(jié)能潛力及收益計(jì)算值
項(xiàng)目?jī)?nèi)容日期 冷卻塔進(jìn)水溫度/℃ 溫差Ζ1℃ 濕球溫度/℃ 對(duì)應(yīng)不同功率比 冷水溫度/℃ 運(yùn)行時(shí)間/h 風(fēng)機(jī)功率 風(fēng)機(jī)節(jié)能潛力 收益率/萬(wàn)元
    Z2 Z1     
3.27-5.17 3.6 10 20.5 7.45 7.87 29.73 517 0.46P 0.54P 1.883
5.18-6.16 35.3 7.3 22.5 6.50 5 .31 29.69 561 0.46P 0.54P 2.044
6.17~8.26 38 9.2 22.5 7.00 7.70 30.30 1028 0.46P 0.40P 2.774
8.27~10.13 34.5 6.1 24 5.80 4.05 30.45 157 0.46P 0.54P 0.572
10.14~11.15 34.5 6.1 24 5.80 4.05 30.45 442 0.46P 0.54P 1610
注：收益率＝可運(yùn)行時(shí)間×風(fēng)機(jī)節(jié)能潛力×0.56元/kW•h×100%；表中P＝120.5kW；

總收益值=8.883元。

由表3可知各冷卻塔風(fēng)機(jī)節(jié)能潛力為40%～54%。

4.2.3　風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速實(shí)施方案探討

4.2.3.1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由P∝n3知：風(fēng)機(jī)節(jié)能的ZUI佳方案是控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可通過(guò)改變電機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

由于3臺(tái)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率均為160kW，可采用1臺(tái)變頻控制器循環(huán)方式運(yùn)行該系統(tǒng)由2部分組成：變頻回路：1臺(tái)變頻器，空氣開關(guān)Q1，交流接觸器C1、C2、C3和自動(dòng)運(yùn)行控制回路及信號(hào)報(bào)警回路組成變頻循環(huán)運(yùn)行回路；工頻回路：空氣開關(guān)Q2、交流接觸器C4、C5、C6和熱繼電器T1、T2、T3以及手動(dòng)運(yùn)行控制回路等構(gòu)成工頻(50Hz)運(yùn)行回路。

4.2.3.2　運(yùn)行方式

正常狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)QK切至自動(dòng)運(yùn)行回路，由溫度傳感器測(cè)定冷卻塔出水溫度，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)，送至變頻器的溫度檢測(cè)器，用于控制冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，改變風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，從而改變冷卻塔出水溫度；當(dāng)1臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率接近工頻運(yùn)行仍不能滿足要求時(shí)，將此變頻運(yùn)行風(fēng)機(jī)改為工頻運(yùn)行，再變頻啟動(dòng)另1臺(tái)風(fēng)機(jī)，直到滿足各生產(chǎn)裝置所需的循環(huán)水溫度≤32℃為止。整個(gè)控制系統(tǒng)為一個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

根據(jù)工藝要求，自動(dòng)確定電機(jī)是變頻運(yùn)行或是工頻運(yùn)行，并做到ZUI先運(yùn)行的風(fēng)機(jī)ZUI先切除，各電機(jī)循環(huán)運(yùn)行，從而延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。當(dāng)變頻器出故障時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)QK切換至手動(dòng)狀態(tài)，3臺(tái)電機(jī)運(yùn)行在工頻狀態(tài)仍可滿足運(yùn)行要求。

采用變頻器調(diào)速的方法，改變了以往電機(jī)的開、停僅為手動(dòng)控制的單一工頻運(yùn)行方式，從而避免為滿足冷卻塔出水水溫≤32℃，必須使1臺(tái)或幾臺(tái)風(fēng)機(jī)均處在工頻狀態(tài)下運(yùn)行，而造成水溫過(guò)低，形成不必要的能源浪費(fèi)。采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式，提高了水溫控制的準(zhǔn)確性，并可實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)電機(jī)，使3臺(tái)電機(jī)循環(huán)運(yùn)行，從而提高電機(jī)的使用壽命。

4.2.4風(fēng)機(jī)節(jié)能經(jīng)濟(jì)分析

(1) 由表1所示的冷卻塔運(yùn)行參數(shù)可知：1＃塔的處理能力只是2#或3#塔的66%，但其處理1m3/h熱水風(fēng)機(jī)電功率單耗確是2#塔與3#塔風(fēng)機(jī)電功率單耗之平均值的1.783倍(即其大0.0313kW/m3/h)，其原因是該塔填料仍為舊式低效填料，若將1#塔填料改用與2#塔相同性能的新型高效填料，則每小時(shí)處理能力就可提高1000m3。如按1#塔處理量為2000m3/h計(jì)算，每小時(shí)節(jié)電2000×0.0313＝62.6kW，節(jié)能效果相當(dāng)可觀。1#塔每年運(yùn)行時(shí)間為3000h，更換填料需投資約45萬(wàn)元。

收益率＝3000×62.6×0.56/45×104×100%＝23.37％。

(2) 采用變頻調(diào)速方案，根據(jù)表3可得每年總收益值為8.883萬(wàn)元，實(shí)施變頻控制需要投資約15萬(wàn)元，收益率=8.883/15×100%＝59.2％，約1.7年就能收回投資額，另外設(shè)備的折舊率大大降低，可見節(jié)能效果顯著。

5. 總述
智能樓宇和職能廠房的高速發(fā)展，使得現(xiàn)在樓宇和廠房的能耗越來(lái)越大，節(jié)能方法的使用是每一個(gè)管理者和經(jīng)營(yíng)者都必須考慮的問(wèn)題。而節(jié)能是目前全球關(guān)注的觀念主題，而就目前來(lái)講變頻器節(jié)能是ZUI佳的投入ZUI少的節(jié)能方式和控制方式。那么，作為冷卻塔的用戶如果在了解到變頻器節(jié)能的好處之后。對(duì)于這么少量的投資自然是十分的樂(lè)意。

對(duì)于冷卻塔的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，一種新的產(chǎn)品的投入生產(chǎn)首先看市場(chǎng)的需求和能夠產(chǎn)生的效益，通過(guò)以上的經(jīng)濟(jì)分析，我們可以得出使用方只要在了解到了變頻器應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)后，基于運(yùn)行成本和設(shè)備維護(hù)的考慮，必然會(huì)對(duì)這樣的投資產(chǎn)生濃厚的興趣。而事實(shí)上目前市場(chǎng)上對(duì)于冷卻塔變頻器應(yīng)用已經(jīng)十分的成熟，而且也正是朝著這個(gè)方向快速的發(fā)展。變頻器的應(yīng)用是目前整個(gè)冷卻塔市場(chǎng)乃至整個(gè)中央空調(diào)市場(chǎng)的趨勢(shì)，照目前的市場(chǎng)情況來(lái)看，越早投入變頻器的應(yīng)用的廠商收到的經(jīng)濟(jì)效益必然是越快。當(dāng)然這需要冷卻塔廠商的銷售人員對(duì)客戶進(jìn)行詳盡的到位的變頻器技術(shù)的解釋。而冷卻塔生產(chǎn)商在掌握了變頻器技術(shù)后，控制部分的硬件收入和技術(shù)服務(wù)收入，都將可成為一個(gè)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，冷卻塔變頻器的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)會(huì)越來(lái)越明顯，變頻器的使用也會(huì)越來(lái)越普遍，廠商在使用了冷卻塔變頻技術(shù)后不僅可以得到收益而且也可使自己的冷卻塔在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)期處于主動(dòng)位置。

雖然在前期的投入中會(huì)有人員配備等投資，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的立場(chǎng)來(lái)看，這項(xiàng)投資對(duì)冷卻塔的廠商來(lái)說(shuō)必將收到豐厚的利潤(rùn)回報(bào)。
附件： 系統(tǒng)配置及報(bào)價(jià)清單(以11KW變頻循環(huán)控制方式控制三臺(tái)電機(jī)為例)
序號(hào) 名稱 型號(hào)規(guī)格 含稅單價(jià) 數(shù)量 品牌 冷卻塔功率
1 變頻器 VLT7016 6660 1 Danfoss 11KW
2 斷路器 CP65N-D 3P 25A 105 4 施耐德 
3 斷路器 C65 2P 2A 102 2 施耐德 
4 保險(xiǎn)絲 RT19-32 2A 5 2 正泰 
5 交流接觸器 LC1-D2510M5C 90 6 施耐德 
6 熱繼電器 LR2D1322C 80 3 施耐德 
7 電壓表 450V 35 1 天正 
8 電流表 100/5A 35 1 天正 
9 互感器 100/5 45 2 天正 
10 指示燈（綠） XB2EV443 15 4 施耐德 
11 指示燈（紅） XB2EV444 15 4 施耐德 
12 指示燈（黃） XB2EV445 15 1 施耐德 
13 旋鈕開關(guān) XB2BD25C 35 3 施耐德 
14 旋鈕開關(guān) XB2BD33C 35 1 施耐德 
15 按鈕(綠) XB2BA31C 20 4 施耐德 
16 按鈕(紅) XB2BA31C 20 4 施耐德 
17 溫度傳感器 WPT-2231 350 1 昆侖 
18 溫控器 LU-904MAOLOO 450 1 蘇州安東 
19 配電柜 1600*600*500 1500 1 佳豐 
20 排風(fēng)扇 150MM 60 2 國(guó)產(chǎn) 
21 安裝輔材 一批 500 1 國(guó)產(chǎn) 
22 集成安裝費(fèi) 　 800 1 科盈 
23 系統(tǒng)調(diào)試費(fèi) 　 800 1 科盈 

合計(jì) 人民幣13234.00元