1． 概述
建筑物能耗描述:
大部份建筑物一年中，只有几十天时间，中央空调处于最大负荷。中央空调冷负荷，始终处于动态变化之中，如每天早晚，每季交替，每年轮回，环境及人文，实时影响中央空调冷负荷。一般，冷负荷在5~60%范围内波动，大多数建筑物每年至少70%是处于这种情况。而
大多数中央空调，因系统设计多数以最大冷负荷为最大功率驱动。这样，造成实际需要冷
负荷与最大功率输出之间的矛盾，实际造成巨大能源浪费，给公司造成巨额电费支出，增加
经营者的成本，降低企业竞争力。
2． 中央空调变频节能分析
中央空调系统的构成
中央空调系统主要由以下几个部分组成：
1． 冷水机组
这是中央空调的“制冷源”，“心藏”，通往各个房间循环水由冷水机组进行“内部交换”，降温为“冷却水”。
2． 冷却水塔
用于为冷水机组提供冷却水。
3． 外部热交换系统
由两个循环水系统组成
(1)冷冻水循环系统
由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷水机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在个房间内进行热交换，带走房间内热量，是房间内的温度下降。
（2）冷却水循环系统
由冷却泵及冷却水管道及冷却塔组成。冷水机组进行热交换，是水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，是冷却水温度升高。冷却泵将升了温冷却水
压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再降了温的冷却水，送回到冷水
机组。如此不断循环，带走冷水机组释放的热量。
4． 冷却风机
有两种情况：
室内风机。安装于所需要降温的房间内，用于将由冷冻水冷却了的空气吹入房间，加速房间内的热交换。
冷却塔风机。用于降低冷却塔的水温， 加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。
中央空调系统的拖动
1． 冷水机组拖动系统
2． 冷冻泵拖动系统。由若干台水泵组成。
3． 冷却泵拖动系统。由若干台水泵组成。
4． 风机（包括室内风机和冷却塔风机）拖动系统。
拖动系统不能调速，故能耗大。
中央空调系统拖动节能经济指标分析。
1．对冷冻泵拖动系统，冷却泵拖动系统，风机（包括室内风机和冷却塔风机）拖动系统。
节能35%~55%。最小节能35%，最大达55%。
2．对冷水机组拖动系统
节能20%-30%。最小节能20%，最大达30%。
对风机水泵类
根据流体力学原理，风量Q与转速n的一次方成正比，风压H与转速n的二次方成正比，轴功率与转速n的三次方成正比。即
Q=K1*n
H=K2*n2
Ps=K3*n3
当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。如所需风量的80%，则转速也下降为额定转速的80%，而轴功率降51。2%；当所需风量为而额定风量的50%时，而轴功率降12。5%。当然，转速降低时，效率也会有所下降，同时还应考虑控制装置的附加损耗等影响。即使如此，这种节电效果也非常可观。
通过实际证明，风机水泵类，节能40%-50%。
对离心式水冷机组
节能25%-35%.最小节能25%，.最大节能35%。
离心式水冷机组拖动特点。
机械特性具有恒转矩性质， 故电机的轴功率PL与转速N成正比
大多数处于长时间连续运动状态，但负载大小常有变动，为连续变动负载。
飞轮力矩（GD2）大， 故要求有较大的启动转矩。
启动次数少， 对升降时间无要求。
大多数有自动卸载于装载装置，在自动卸栽或装载时，负载将突变。
离心式水冷机组调速的必要
1． 从节能的角度看。
（1） 由于压缩机不（2） 排除在满负载状态下长时间运行的可能性，（3） 所以，（4） 只能按最大需求来决定电动机的容量，（5） 故设计裕量一般偏大。在实际运行中，（6） 轻载运行的时间所占的比例是非常高的。如采用变频调速，（7） 可大大提高轻载运行时的工作效率。因此，（8） 节能潜力是很大的。
（9） 有些调节方式（如调节阀门开度和改变叶片角度），（10） 即使再需求量较小的情况下，（11） 也不（12） 能减少电动机的运行效率。采用了变频调速后，（13） 但需求量较小时，（14） 可降低电动机的转速，（15） 减少电动机的运行功率，（16） 从而（17） 进一部实现节能。
2． 从运行质量的角度看。
单电机拖动系统大多数不能根据负载的轻重连续进行调节，不能保持压力，流量，温度等参数的稳定，从而大大提高压缩机的工作性能。
离心式水冷机组变频自动节能原理。
根据冷水机组冷负荷，PID调节冷水机组的转速达到节能的目的。
离心式水冷机组变频自动节能分析
在5%~60%冷负荷范围内，每年节约电费大于25%，、最大达35%。
大部分舒适性空调系统，一年大部分时间均在小于或等于建筑物设计负荷60%下运行，且大部分介于50~60%之间。
结合空压机特点，频率调节范围fmin=40hz,fmax=50hz.
控制点在最小40hz,.最大42hz,
ps正比频率的平方。节能范围30%~35%范围内。
某商业广场变频节能方案。
某商业广场中央空调系统主要设备
序号 名 称 功率 数量 运行情况
1 冷却水泵 37KW 3 一台用，另二台切换
2 冷冻水泵 30KW 3 一台用，另二台切换
3 冷却塔 7.5KW 2 同时用
4 冷水机组-开利19XL 400LT 2 一台用，另一台切换
序号 名 称 功率 数量 每年满负荷最小能耗耗（度）
1 冷却水泵 37KW 3 324，120
2 冷冻水泵 30KW 3 262，800
3 冷却塔 7.5KW 2 131，400
4 冷水机组-开利19XL 400LT（275KW） 2 2,409,000
总计：3127，320 度
某商业广场中央空调系统主要设备变频节能情况
序号 名 称 功率 数量 每年满负荷最小能耗（度）
1 冷却水泵 37KW（60%） 3 194,472
2 冷冻水泵 30KW（60%） 3 157,680
3 冷却塔 7.5KW(60%) 2 78,840
4 冷水机组-开利19XL 400LT（275KW）(70%) 2 1686,300
预计最少节电：3127320度-2117292度=1010，028 度/年
序号 名 称 功率 数量 每年满负荷最小能耗（度）
1 冷却水泵 37KW 3 95，000.00
2 冷冻水泵 30KW 3 75，000.00
3 冷却塔 7.5KW 2 27，440.00
4 冷水机组-开利19XL 400LT（275KW） 2 825，000.00
总计(人民币)：1049,880
某商业广场中央空调系统节能主要设备详情
序号 名 称 功率 主要设备 品牌
1 冷却水泵 37KW 变频器柜，智能仪表，PLC，安装布线 德国 SIEMENS
2 冷冻水泵 30KW 变频器柜，智能仪表，PLC，安装布线 德国 SIEMENS
3 冷却塔水泵 7.5KW 变频器柜，智能仪表，PLC，安装布线 德国 SIEMENS
4 冷水机组-开利19XL 275kw 变频器柜，智能仪表，PLC，安装布线 冷负荷传感器，变送器
某商业广场中央空调系统节能主要设备直接投资回报率-回收周期详情
（按每度电费壹园）
序号 名 称 功率 投资周期 投资回报率
1 冷却水泵 37KW 0.73 年 136.5%
2 冷冻水泵 30KW 0.71 年 140.2%
3 冷却塔水泵 7.5KW 0.99 年 99.4%
4 冷水机组-开利19XL 275kw 0.87年 87.5%