CN101556068A - 中央空调***中循环泵的恒压变频节能控制方法 - Google Patents

中央空调***中循环泵的恒压变频节能控制方法 Download PDF

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姚峰
陈立
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Abstract

本发明涉及一种中央空调***中循环泵的恒压变频节能控制方法，是通过以下步骤实现的：设定管网压力值为H0，管网初始用水量为QA，初始工况点为A，水泵电机的转速为n1，工作点A的轴功率即为AH0OQA四点所围的面积；当管网负载减小时，管网压力升高，输出一个令变频器频率降低的信号，降低电机转速至n2，从点A移至B点，；恒压供水***中压力值恒定在H0，因此水泵工作点又沿着转速n2所对应的水泵性能曲线从点B移至C点，在此阶段水泵输出压力升高，流量减少，水泵运行在新的工作点C点；找出C点的扬程HC、流量QC以及效率ηC，工作点C的轴功率即为CH0OQC四点所围的面积；本发明的有益效果是：节电效果相当显著，经济效益十分可观。

Description

中央空调***中循环泵的恒压变频节能控制方法
技术领域
本发明涉及一种中央空调***，尤其涉及一种中央空调***中循环泵的控制方法。
背景技术
中央空调***中冷冻泵、冷却泵和循环泵的设计流量是按最恶劣工况下流量(即最大流量)外加10％左右的余量选定的，即水泵***长期以最大水流量运行。由于季节、昼夜的温度变化及用户热负荷的不同，空调***实际的负荷在全年80％的时间内远比设计负荷低得多，运行所需水量也比最大运行水流量小的多。
如何设计一种更节能的循环泵的控制方法是技术人员要解决的问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种中央空调***中循环泵的恒压变频节能控制方法，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：
设定管网压力值(扬程)为H0，管网初始用水量为QA，初始工况点为A，水泵电机的转速为n1，工作点A的轴功率即为AH0OQA四点所围的面积；
当管网负载减小时，管网压力升高，压力传感器将检测到升高压力转换成4~20mA电流信号送往模糊调节器，经比较处理后，输出一个令变频器频率降低的信号，从而降低电机转速至n2，水泵转速的下降造成运行工况点沿着水泵的相似工况抛物线下降，也就是从点A移至B点，在此过程中水泵输出的流量和压力都会相应减小；
恒压供水***中压力值恒定在H0，因此水泵工作点又沿着转速n2所对应的水泵性能曲线从点B移至C点，在此阶段水泵输出压力升高，流量减少，水泵运行在新的工作点C点；
找出C点的扬程HC、流量QC以及效率ηC，工作点C的轴功率即为CH0OQC四点所围的面积。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：节电效果相当显著，经济效益十分可观。
附图说明
图1是本发明的工作曲线图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图1可见：本发明是通过以下步骤实现的：
设定管网压力值为H0，管网初始用水量为QA，初始工况点为A，水泵电机的转速为n1，工作点A的轴功率即为AH0OQA四点所围的面积；
当管网负载减小时，管网压力升高，压力传感器将检测到升高压力转换成4~20mA电流信号送往模糊调节器，经比较处理后，输出一个令变频器频率降低的信号，从而降低电机转速至n2，水泵转速的下降造成运行工况点沿着水泵的相似工况抛物线下降，也就是从点A移至B点，在此过程中水泵输出的流量和压力都会相应减小；
恒压供水***中压力值恒定在H0，因此水泵工作点又沿着转速n2所对应的水泵性能曲线从点B移至C点，在此阶段水泵输出压力升高，流量减少，水泵运行在新的工作点C点；
在图中可以找出C点的扬程HC、流量QC以及效率ηC，工作点C的轴功率即为CH0OQC四点所围的面积。
考察水泵的效率曲线η-Q，，水泵转速的工况调节必须限制在一定范围之内，也就是不要使变频器频率下降得过低，避免水泵在低效率段运行。
水泵工频和变频效果对比：
  内容   水泵工频   水泵变频
  电机启动方式   直接启动，启动时冲击电流大   软启动，启动时无冲击电流
  电机工作物理现象   强烈噪音、振动大、电机本体有明显温升.   噪音、振动小、电机本体温升现象不明显.
  机械寿命   启动转距大，使用时振动造成电机个部分发散性磨损大，管阻大，维修周期短，机械寿命短.   启动转距小，使用时振动造成电机个部分发散性磨损小，管阻小，维修与机械寿命至少延长2-3倍.
  全年节电率   无   40％以上
  设备管理   人为管理   自动化控制，无人管理
成本分析：
循环水泵功率：22KW 2台(并联)，使用状态；1开1备
年平均节电率：冷冻水泵48.3％
该循环水泵全年运行时间为7560小时(即24小时/天、30天/月、10.5个月/年)
电价：￥0.95元/度(KW/h)
全年可节省电费为：电机功率(KW)×负荷率(％)×节电率(％)×全年运行时间(小时)×电价
即22KW×100％×48.3％×7560h/年×0.923元/度＝75842元/年。
本发明的原理是这样的：
A：水泵转速与流量成正比关系(Q∝n)，Q1/Q2＝n1/n2
B：水泵扬程与流量的二次方成正比关系(H＝KQ2)，H1/H2＝(n1/n2)2
C：电机的耗电量与电机轴上的输出功率成正比关系，而电机轴上的输出功率与转速的三次方成正比(P∝n3)，P1/P2＝(n1/n2)3
由上可见，改变电机的转速，可使水泵流量Q、扬程H和轴功率P以相应的规律改变。
交流电动机的转速n与电源频率f具有如下关系：n＝60f(1-s)/p
若将电机的运行频率由原来的50HZ下调到40HZ，则电机的实际转速大约降为额定转速(nN)的80％.因此运行在40HZ时的实际功率为：
P＝Kn3＝K(0.8nN)3＝0.512KnN 3＝0.512PN
节电率＝(PN-P)/PN＝(PN-0.512PN)＝48.8％
K：比例系数
PN：额定功率
由此可见，如水泵运行在40HZ时，理论上电机轴上的输出功率只有额定功率的一半左右，节电率为48.8％，节电效果相当显著，经济效益十分可观。

Claims (1)

1.一种中央空调***中循环泵的恒压变频节能控制方法，是通过以下步骤实现的：
设定管网压力值为H0，管网初始用水量为QA，初始工况点为A，水泵电机的转速为n1，工作点A的轴功率即为AH0OQA四点所围的面积；
当管网负载减小时，管网压力升高，压力传感器将检测到升高压力转换成4~20mA电流信号送往模糊调节器，经比较处理后，输出一个令变频器频率降低的信号，从而降低电机转速至n2，水泵转速的下降造成运行工况点沿着水泵的相似工况抛物线下降，也就是从点A移至B点，在此过程中水泵输出的流量和压力都会相应减小；
恒压供水***中压力值恒定在H0，因此水泵工作点又沿着转速n2所对应的水泵性能曲线从点B移至C点，在此阶段水泵输出压力升高，流量减少，水泵运行在新的工作点C点；
找出C点的扬程HC、流量QC以及效率ηC，工作点C的轴功率即为CH0OQC四点所围的面积。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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