1、中央空調(diào)運行控制方法分析 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計首先是根據(jù)室外氣象參數(shù)和室內(nèi)空調(diào)設(shè)計參數(shù)計算冷負(fù)荷，按分區(qū)結(jié)構(gòu)特點，根據(jù)產(chǎn)品樣本選擇相應(yīng)的設(shè)備，組合成一個系統(tǒng)。但空調(diào)系統(tǒng)絕大部分時間是在部分負(fù)荷的情況下工作。在部分負(fù)荷工作的控制方式不合理，系統(tǒng)能效比會大大降低。 從美國制冷協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)880-56數(shù)據(jù)可見，平均年負(fù)荷在60%左右。 現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)在運行調(diào)節(jié)方式上，風(fēng)水系統(tǒng)主要是閥門（手動、自動閥門調(diào)節(jié)），主機利用卸荷方式，而這些方式是犧牲了阻力能耗來適應(yīng)末端負(fù)荷要求，造成運行成本居高不下。 若采用變頻控制，能量的傳遞和運輸環(huán)節(jié)控制為變水量（VWV）和變風(fēng)量（VAV），使傳遞和運輸耦合并達到最佳溫差置換，其動力僅為其它控制系統(tǒng)的30～60%，而且節(jié)能是雙效的，因為對制冷主機的需求能耗同時下降。 主機采用變頻節(jié)能控制，保持設(shè)計工況下的制冷劑運動的物理量（如溫差、壓力等）變化，節(jié)能較其它調(diào)荷方式明顯，如約克（YORK）的YT型離心式冷水機組，配置變頻機組在部分負(fù)荷下能效比可降至0.2kw/冷噸，可見變頻控制方式在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用前景十分廣闊。 過去在中央空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)為什么推廣難呢？可能是價格太高的原因吧？在變頻技術(shù)、計算機自動化控制技術(shù)非常成熟的今天，用此技術(shù)與暖通空調(diào)專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，它并不是一門高價的技術(shù)，在小功率空調(diào)中其經(jīng)濟性都可承受，在中央空調(diào)系統(tǒng)中更不應(yīng)該成問題：（1）中央空調(diào)運行時間更長，節(jié)能問題更突出；（2）變頻控制在整個系統(tǒng)中所占的造價比例不高；（3）變頻控制器的容量越大，每千瓦功率單價越低。 中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器是可行的，其投資回收一般在3～12個月，以變頻控制器使用壽命10年計，其凈收益在10倍投資額以上。 2、中央空調(diào)調(diào)速節(jié)能原理 中央空調(diào)系統(tǒng)中大部分設(shè)備是風(fēng)機和水泵，是將機械能轉(zhuǎn)變成流體的壓力能或動能的設(shè)備，若流體為液體工質(zhì)稱其為泵；若流體為氣體工質(zhì)稱其為風(fēng)機?？照{(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機、水泵一般在結(jié)構(gòu)上為透平式類。 風(fēng)機和水泵的理論壓力方程式表示為： Hth=1/g（u2cu2－u1cu1） 對于軸流式 Hth=1/g（cu2－cu1） （∵u1=u2=u） 式中，Hth——理論揚程，m； cu1、cu2——分別為葉輪進出口處絕對速度的周向分量，m/s。 但由于空氣和水密度相差800多倍，所以升壓也相差800多倍。 在現(xiàn)場，常根據(jù)用戶需要改變風(fēng)機和水泵的流量和壓力，即改變工況點位置，這種以變應(yīng)變的人工干預(yù)稱為調(diào)節(jié)，因用戶需求的"變化"是絕對的、經(jīng)常的，而不變化卻是相對的、暫時的，因此調(diào)節(jié)是一個至關(guān)重要的技術(shù)。 根據(jù)相似定律可知： 從管網(wǎng)特性曲線可以看出，一般情況下，風(fēng)機轉(zhuǎn)速變化相似工況點連線過原點，由于水泵有靜揚程存在，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，相似共況點連線不通過坐標(biāo)原點，轉(zhuǎn)速變化前后工況點亦不再保持相似，所以效率也隨之不再保持不變，也就是說，此時不滿足比例律，如圖2 a、b所示： 在圖2（a）中，no為原轉(zhuǎn)速，A為原工況點，轉(zhuǎn)速降低到n1或提升到n2時的工況點分別為B和C。A、B、C均為相似工況點，其連線過坐標(biāo)原點O，恰好與管網(wǎng)特性線R重合，Hst=0。 在圖2（b）中，Hst>0，轉(zhuǎn)速變化前后的特性線與管網(wǎng)特性線交于B和C點。 A、B、C是工況點，但不是相似工況點，因此效率也不是相似工況點，實際流量（減少時）的轉(zhuǎn)速要比按一次方計算轉(zhuǎn)速高，實際功率比按轉(zhuǎn)速比二次方計算功率大。 從實際水系統(tǒng)的裝置特性來看，不管是冷卻水系統(tǒng)還是冷凍水（熱水）系統(tǒng)，其進水勢能與出水勢能相差不大。 裝置揚程H=Hz+[（p"-p′）/r]+KQ2,m 式中，Hz————-壓出池液面與吸入液面高度差； p"、p′————分別為密閉吸入池和壓出池液面處壓力，若是開口池（容器），均為大氣壓力； K——————-與吸入管路、壓出管路等有關(guān)的阻力系數(shù)； Q——————-體積流量。 在圖3中，分析偏離O點的差值 ¤H2高度差在冷凍水密閉管路中接近零，在冷卻水中差距很??； ¤P″、Pˊ在系統(tǒng)中差值小，所以，在空調(diào)水系統(tǒng)中作水泵節(jié)能分析時，可按相似律作粗略分析，即 H2+（P″-Pˊ）/r趨近零。 所以，在以下分析中，分機水泵的節(jié)能均按相似定律計算。 根據(jù)相似定律，可作出恒速調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)的能耗關(guān)系。 當(dāng)風(fēng)機或水泵穩(wěn)定工作在工況點A1（Q1，P1）上，當(dāng)需要減少流量到Q2時，（1）關(guān)小閥門開度，使管網(wǎng)曲線R2。值得注意的是：Q2的實現(xiàn)是靠人為節(jié)流引起的損失ΔP的代價換來的。（2）采用變速調(diào)節(jié)，將速度降到n2時，既可滿足流量的要求，其功率降低顯著。 因此，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是風(fēng)機、泵經(jīng)濟運行的首選方式。 采用變頻調(diào)速方式，對普通系列三相異步電動機拖動進行控制，是當(dāng)前無級調(diào)速的主流。它的基本原理如下，當(dāng)電動機極對數(shù)P選定后，運行時改變供電電源F1，就可改變其步轉(zhuǎn)速n1。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速n1改變了，電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速n則隨之而變。采用變頻調(diào)速有以下特點： （1） 從基頻往下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式； （2） 調(diào)速范圍大； （3） 電動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性能好； （4） 運行時，電動機轉(zhuǎn)速接近其同步轉(zhuǎn)速，運行效率高； （5） 頻率F1可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此為無級調(diào)速方式； （6） 基本上做到負(fù)載需要多少功率，就從電源輸入多少功率。