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摘要通过对酒店中制冷、供暖水泵的实际运行情况分析，阐述应用变频控制，对于节约能源、降低运行成本的重要意义。
关键词变频控制节能率变流量控制系统
1引言
传统空调系统节能，主要是根据冷（热）量的需求，来控制空调主机运行的台数和运行时间，同时相应调节冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机等设备，满足负荷变化，从而达到节能运行的目的。但以上过程为步进式变流量调节，不能实现连续的变流量控制，在很大程度上限制节能控制水平，而变频器的应用，解决了以上的不足，节能效果大幅度提高，以下就以一具体工程的实例来加以论述。
2．工程实况
大连某五星级饭店制冷、供暖设备如下，制冷系统有冷水机组三台，55KW冷冻水泵4台、45KW冷却水泵4台，各为3用一备；供暖系统分为酒店及公寓，各有换热器三组，其中酒店为75KW水泵4台，公寓为37KW的4台，也是3用一备。
3．运行情况
水泵的容量是按照最大设计热负载（即最高气温时）选定的，且留有10％左右的余量，在一年四季中，水泵系统长期在固定的最大水流量下工作。由于季节、昼夜的温度变化及用户负荷的变化，空调实际的热负载在绝大部分时间内远比设计负载低。与决定水泵流量的压力的最大设计负载（负载率为100％）相比，一年中负载率在50％以下的运行小时数约占全部运行时间的50％以上。一般冷冻设计温差为5-7℃，冷却水的设计温差4-5℃最为理想，而事实上在全年绝大部分运行时间里，冷冻水、冷却水的温差仅为2-4℃，即水泵系统长期在低温差、大流量情况下工作，从而增加了管路系统的能量损失，浪费了水泵运行的输送能量。因此，采用本节能控制系统，可使水泵的转速随室外温度的变化而自动调整转速（或自动停止、启动水泵）水泵全年平均节能率保证达到40%以上。
4.控制原理
对于恒流量的冷冻水系统，由于冷冻水进、出水温差取决于制冷主机的运行参数，它将随主机制冷量的变化而变化。在温差过小时，将会造成水泵能量的大量浪费。在节能控制的变流量冷冻水系统，为保持冷水温差使主机和冷冻泵系统始终运行在最佳高效节能状态，我们取蒸发器出、入口处冷冻水温度作为控制参数。采用温度传感器、PID温差调节器、节能监控系统，冷冻水温差控制在ΔT1（例如4.5℃）。使冷冻水泵的转速相应热负载的变化而变化，而冷冻水的温差始终保持不变。故使中央空调水泵系统在不影响空调使用效果的前堤下，最大限度地提高节能效果。
同样，对于冷却水系统，我们取冷凝器两侧冷却水的温差，作为控制参数，采用温度传感器、PID温差调节器、节能监控系统及冷却水泵组成闭环控制系统，冷却水温差控制在ΔT2（例如：5℃，使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化，而冷却水的温差保持在设定值不变。
对于供热系统来讲，采用变频控制水泵方式比较容易实现且运行稳定，只需在供水总管上加装供水压力传感器，根据外部的需求情况，保证供水压力的恒定。
5.系统特点
▲采用闭环控制，可按需要进行软件组态并设定温度进行PID调节，使电机输出功率随负载的变化而变化，在满足使用要求的前提下达到最大限度的节能。
▲采用先进的BMS控制系统。使冷冻水泵组及冷却水泵组要外界温度的变化对工频运行的水泵实行“自动停止、自动启动”功能，改变常规由人工控制的模式，大大地提高节能效果
▲由于降速运行和软启动，减少设备振动、噪音和磨损，延长了设备维修周期的使用寿命，提高了设备的MTBF值（平均故障维修时间），并减少电机启动时对电网冲击，提高系统可靠性。
▲先进的设置和监控及调节功能改善了系统运行特性使系统更方便使用。
▲系统具有各种保护措施，使系统的运转率和安全可靠性大大提高。
6.空调采暖运行状况描述
1）制冷模式运行状况
制冷工作分为2个阶段。
第一阶段为轻负荷运行阶段，一般为5月到6月底和9月中旬到10月中旬，其间共计3个月，该阶段每天的平均供冷时间为8小时，开1台机组可以满足制冷量的要求。
第二阶段为正常负荷运行阶段，其间为7月初到9月中旬，其间共计2个半月的时间，该阶段每天的平均供冷时间为18小时，开2台机组可以满足制冷量的要求；部分过热天气开3台。
2）采暖运行状况
采暖工作也分为2个阶段。
第一阶段为轻负荷运行阶段，一般为11月初到12月初和3月初到4月初，其间共计2个月，该阶段每天的平均供暖时间为12小时，开1套机组可以满足采暖量的要求。
第二阶段为正常负荷运行阶段，其间从12月初到3月初，其间共计3个月的时间，该阶段每天的平均供冷时间为22小时，开2套机组可以满足采暖量的要求。
7.以往正常制冷采暖水泵设备能耗估算
1）制冷模式能耗估算
第一阶段轻负荷阶段：1台55KW冷冻水循环泵、1台45KW冷却水循环泵同时运行，共计100KW。
第二阶段正常负荷运行阶段：2台55KW冷冻水循环泵、2台45KW冷却水循环泵同时运行，共计200KW。
制冷能耗＝100×60×8＋200×75×18＝318400度电能。
2）采暖模式能耗估算
第一阶段轻负荷阶段：1台75KW热水循环泵、1台37KW采暖循环泵同时运行，共计112KW。
第二阶段正常负荷阶段：2台75KW热水循环泵、2台37KW采暖循环泵同时运行，共计224KW。
采暖能耗＝112×60×12＋224×90×22＝524160度电能。
8.实测结果（以冬季换热系统为例）
以上为供暖初期的记录，在两周的时间内节约资金为：
（12590KWh+6263KWh）X0.8元/度=15082元。
这只是供暖初期的能耗，并非最高峰，所以不难计算5个月的供暖期至少节约能源15万元以上，同时也对水泵的使用寿命大有好处。制冷季节水泵的总功率与热水循环泵相似，但运行时间稍长一些，所以可算出酒店一年在此方面所节约的资金为30万元以上。
9.通风系统应用
酒店于2007年又对厨房排风机进行了改造，两台风机的功率均为30KW，平均运行时间为每天10－20小时，每台设备的变频改造投资均在3万元以内，根据上述水泵的节能计算可估算出一年的资金节约也近10万元，同时也延长了风机的使用寿命，减少了噪音。
10结论
通过以上工程实例分析，可以看到通过增加变频控制后，节能效果显著，在倡导节能型社会的今天，变频控制的合理应用具有更加现实的意义。当然，变频器应用中也存在着不足之处，但随着相关的标准及规范的完善，也必将得到越来越广泛的应用。