中央空调工作原理

中央空调系统主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成，其系统结构如:(图1所示)

制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风中的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。

中央空调应用背景

中央空调系统是一个庞大的设备群体，大量的统计结果表明，空调系统所消耗的电能，约占楼宇电耗的40～60%。就任何建筑物来说，选用空调系统都是按当地最热天气时所需的较大制冷量来选取择机型的，且留有 10%～15%的余量，各配套系统按较大负载量配置，这种选择不是最合理的。在组成空调系统的各种设备中，水泵所消耗的电能约占整个空调系统的四分之一左右。早期空调的水泵普遍采用定流量工作，能源浪费非常严重。而实际运行时，中央空调的冷负荷总是在不断变化的，冷负荷变化时所需的冷媒水、冷却水的流量也不同，冷负荷大时所需的冷媒水、冷却水的流量也大，反之亦然。

我们根据中央空调机组运行状态的数据分析，中央空调机组90%的运行时间处于非满负荷运行状态。而冷冻水泵、冷却水泵以及风机在此90%的时间内仍处于100%的满负荷运行状态。这样就导致了“大流量小温差”的现象，使大量的电能白白浪费。

中央空调节能原理

我们知道中央空调的水循环系统主要由冷却水泵和冷冻水泵组成。从水泵的工作原理可知：水泵流量与水泵（电机）转速的一次方成正比，水泵扬程与水泵（电机）转速的两次方成正比，水泵轴功率与水泵转速的三次方成正比（既水泵的轴功率与供电频率的三次方成正比）。根据上述原理可知只要改变水泵的转速就可改变水泵的功率。例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，功率只有原来的72.9%。当系统频率在40Hz的时候，功率只有原来的51.2%。

科姆龙公司用于中央空调专用型变频器，通过温度专用接口，直接用来对冷媒水、冷却水的进出口水温进行检测（见图3）并根据实际的温差值控制变频器调整冷冻泵、冷却泵的工作状态（主要是转速），使系统冷媒流量跟随负荷的变化而同步变化，从而在确保中央空调系统能够满足人体对舒适度的要求的前提下，保证空调系统的能效率总是处在最优化的节能运行状态，以此大幅度的降低系统能源消耗。

综上所述，若能采用变频调速技术，当中央空调系统的冷却水泵和冷冻水泵的温差小时，就可降低电动机的转速，从而较大幅度减小电动机的运行功率，便可以实现节能的目的。

中央空调节能改造的优点

1)实现了低频低压的软启动，软停车，使运行更加平衡；
2)启动及加速过程冲击电流小，加速过程中较大启动电流不超过1.5倍额定电流，大大减小了对电网的冲击；
3)节能效果显著，据实测，在低速段节能明显，一般可达30%左右，降低运行成本；
4)延长水泵的使用寿命；
5)由于变频器属于高科技产品，因此保护功能强大，而且灵敏，对出现各种故障及时的保护，受更大的损失。