中央空調(diào)行業(yè)現(xiàn)代化節(jié)能驅(qū)動

1中央空調(diào)行業(yè)特點(diǎn)

2傳統(tǒng)中央空調(diào)機(jī)械電控柜主要缺失

3 中央空調(diào)行業(yè)待解決電氣問題

4 各種啟動裝置啟動特性比較

5 流體機(jī)械應(yīng)用

6 推薦替代產(chǎn)品

7 替代的主要效益

8 節(jié)電模式

9 使用傳統(tǒng)交直交變頻器主要缺失

10 傳統(tǒng)軟啟動與瘦斯達(dá)差異分析

1. 中央空調(diào)行業(yè)特點(diǎn)

中央空調(diào)系統(tǒng)是企業(yè)單位耗電量最多、電網(wǎng)容量需求最大、節(jié)能空間最大、壓縮機(jī)不能隨意起停的裝置。而壓縮機(jī)主機(jī)占空調(diào)系統(tǒng)近70%的耗電量，所以只要合理有效控制壓縮機(jī)就能節(jié)約巨額電費(fèi)；而且如果能夠有效控制壓縮機(jī)的運(yùn)行則相對的附屬風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、冷卻水塔電機(jī)都會自動相對的降低能耗。

傳統(tǒng)空調(diào)壓縮機(jī)大部分是企業(yè)最大用電裝置，電網(wǎng)容量需求以壓縮機(jī)容量主要考慮對象。有些壓縮機(jī)啟動必須避開正常用電，那么一次雷擊或用電事故發(fā)生時將導(dǎo)致災(zāi)難性損失，超過壓縮機(jī)的幾十倍或上百倍成本（請參考下列圖表說明）。

壓縮機(jī)運(yùn)行最高效率都是在額定轉(zhuǎn)速時，調(diào)速將會造成運(yùn)行效率惡化；為了壓縮機(jī)節(jié)能控制有些廠家采用交流或直流變頻都無法有效解決節(jié)能省電問題，反而加大能耗（采用變頻器相關(guān)技術(shù)都會產(chǎn)生低壓15%高壓25%的額外驅(qū)動能耗）及嚴(yán)重環(huán)境污染問題。

2. 傳統(tǒng)中央空調(diào)機(jī)械電控柜主要缺失

瘦斯達(dá)交流驅(qū)動器替代傳統(tǒng)電控柜的效益：

降低20%電氣總投資費(fèi)用，每月可節(jié)約20%基本電費(fèi)與流動電費(fèi)，電控柜縮小80%體積。

3. 中央空調(diào)機(jī)械行業(yè)待解決電氣問題

1. 降低電氣總投資成本，也就是降低電控柜、動力線等費(fèi)用，改成低壓供電系統(tǒng)。

2. 無沖擊電流啟動，可以按照溫度上下限多次啟停控制。

3. 電控柜縮小體積。

4. 節(jié)電；每月基本電費(fèi)與流動電費(fèi)均有效下降。

5. 提高可靠性，接觸器不要故障。

6. 免除再投資購買各種電氣輔助設(shè)備。

7. 智能自動化節(jié)能驅(qū)動控制。

8. 現(xiàn)代化人機(jī)界面控制。

9. 瘦斯達(dá)投入成本比較傳統(tǒng)電控柜價格便宜運(yùn)行可靠。

4. 各種啟動裝置啟動特性比較

傳統(tǒng)電氣工程師都是按照電機(jī)5-8倍啟動特性設(shè)計(jì)驅(qū)動控制；電機(jī)不能隨意啟停，越大功率限制越嚴(yán)格，因?yàn)闀绊懙诫娋W(wǎng)質(zhì)量、電機(jī)壽命、輸配電線、開關(guān)設(shè)備、負(fù)載安全等連串問題。

西普瘦斯達(dá)變頻式電機(jī)軟啟動器將改變過去百年來交流電機(jī)啟動沖擊電流問題；瘦斯達(dá)驅(qū)動交流異步電機(jī)的啟動電流只需要額定電流1.5倍就可以得到全壓直接啟動的啟動轉(zhuǎn)矩特性。（參考圖一到圖三）。

由于沒有啟動沖擊電流發(fā)生，交流電機(jī)可以隨意啟?？刂?，不會增加電網(wǎng)容量、開關(guān)設(shè)備、輸配電線等負(fù)擔(dān)，也沒有電網(wǎng)諧波污染，電機(jī)壽命也不受影響，那么電機(jī)任意啟停沒有限制；這樣才能有效提高能源利用率，改變了傳統(tǒng)電機(jī)節(jié)能降耗的觀念。

圖四及圖五說明了環(huán)保型綠色變頻器的輸出特性，與傳統(tǒng)電壓型變頻器具有相同的輸出特性，輸出高轉(zhuǎn)矩，分為恒轉(zhuǎn)矩-G與平方遞減轉(zhuǎn)矩-P輸出特性。

圖一：啟動電流特性	圖二：軟啟動特性	圖三：啟動轉(zhuǎn)矩特性

5. 流體機(jī)械、產(chǎn)業(yè)機(jī)械與機(jī)床行業(yè)應(yīng)用

傳統(tǒng)移相軟啟動器有局限性（包括西門子、施耐德、ABB、AB等進(jìn)口匹配軟啟動器），就是無法帶載啟動，因?yàn)椴捎靡葡鄿p壓原理將抑制啟動電流，而交流異步電機(jī)的特性是電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)矩平方成比例，因此即使在流體機(jī)械的應(yīng)用里，如果有回風(fēng)、持壓或銹泵都是無法順利啟動的，也就是如果有負(fù)載時啟動電流還是非常大的，所以傳統(tǒng)移相式電機(jī)軟啟動器應(yīng)用的市場就局限于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等負(fù)載，無法帶載啟動。

瘦司達(dá)交流驅(qū)動器原理

從原理圖上可以看出用戶最擔(dān)心的電網(wǎng)諧波污染及高頻污染問題不會發(fā)生，因?yàn)椴皇褂谜鳛V波技術(shù)，也不使用高頻載波PWM逆變器。

瘦斯達(dá)節(jié)能型交流驅(qū)動器最適合應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)，特別是壓縮機(jī)節(jié)能驅(qū)動控制，采用變頻式原理啟動電流在額定電流范圍以內(nèi)，可以任意啟?？刂?。電網(wǎng)容量最小，也沒有電網(wǎng)諧波污染問題（旁路運(yùn)行），更沒有高頻PWM產(chǎn)生的污染及無線電干擾問題。

6. 推薦替代產(chǎn)品

節(jié)能首選壓縮機(jī)

壓縮機(jī)在企業(yè)的耗電最大的，占有電網(wǎng)容量的比例最大，可以節(jié)能的空間也最大，但是傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)電都沒有從壓縮機(jī)著手，只在風(fēng)機(jī)水泵負(fù)載微調(diào)控制，節(jié)能收效甚微。

節(jié)能最簡單就是啟停控制電機(jī)，利用物理量反饋控制電機(jī)啟停做功來滿足負(fù)載變動需要。過去壓縮機(jī)不能頻繁啟停的原因在于壓縮機(jī)容量較大，啟動沖擊電流5-8倍電網(wǎng)無法忍受，也沒有合適的降壓啟動裝置解決沖擊電流問題，雖然有移相式電機(jī)軟啟動器替代傳統(tǒng)星三角啟動裝置，但是啟動電流還是在數(shù)倍額定電流，頻繁啟動時電網(wǎng)不允許，壓縮機(jī)驅(qū)動電機(jī)也會發(fā)熱燒毀。

西普瘦斯達(dá)中大功率閉環(huán)型最適合壓縮機(jī)節(jié)能驅(qū)動，采用交交變頻式轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，啟動電流在額定電流2倍以內(nèi)沒有沖擊性，電網(wǎng)及驅(qū)動電機(jī)都不會發(fā)熱，允許頻繁啟動控制滿足負(fù)載變動需要，提高能源利用率達(dá)到最大節(jié)能效果。

中大功率閉環(huán)型具有溫差控制及物理量反饋（開關(guān)量及模擬量）控制電機(jī)啟停達(dá)到上下限自動節(jié)能控制，客戶可選觸摸屏人機(jī)界面達(dá)到現(xiàn)代化控制技術(shù)。

空調(diào)送風(fēng)機(jī)的應(yīng)用

空調(diào)送風(fēng)機(jī)采用瘦斯達(dá)節(jié)能型交流驅(qū)動器可以依據(jù)風(fēng)機(jī)冷房溫度來控制送風(fēng)機(jī)的啟停，達(dá)到恒溫效果，也可選用普司達(dá)綠色變頻器調(diào)速控制，沒有PWM電磁噪音及繼電器吸合噪音，也沒有無線電干擾等問題。

循環(huán)水泵的應(yīng)用

空調(diào)循環(huán)水泵采用瘦斯達(dá)交流驅(qū)動器具有很好的綠色節(jié)能效果，替代傳統(tǒng)電控柜能夠降低成本，提高節(jié)能效果。當(dāng)前水泵采用變頻器節(jié)能驅(qū)動較多，但是實(shí)務(wù)上變頻器大部分時間是全速運(yùn)行，這樣不但不節(jié)能反而因?yàn)樽冾l驅(qū)動系統(tǒng)有15%基本損耗，造成更耗電。

中大功率閉環(huán)型系列具有泵停功能，可防止水錘現(xiàn)象，具有防銹功能，允許低速間歇式運(yùn)行；具有溫度傳感器檢測可保護(hù)電機(jī)線圈。

冷卻水塔應(yīng)用

瘦斯達(dá)交流驅(qū)動器在冷卻水塔的應(yīng)用將改變傳統(tǒng)冷卻水塔的頭疼問題，冷卻水塔主要問題在于冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸必須定制，使用變頻器驅(qū)動電磁PWM噪音污染惹來鄰居抗議，采用瘦斯達(dá)交流驅(qū)動器以后可以使用標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)即可，沒有電磁噪音產(chǎn)生，可以按照水溫差控制軟起停風(fēng)機(jī)，冷卻水塔機(jī)械制造廠可以降低成本，延長設(shè)備的壽命。

瘦斯達(dá)交流驅(qū)動器中大功率閉環(huán)型具有溫差控制功能，在風(fēng)機(jī)、水泵的驅(qū)動控制均采用閉環(huán)回路控制，依據(jù)反饋的物理量信號（包括：雙溫度檢測、壓力、流量、上下限等信號）而且開關(guān)量還是模擬量均可自動控制驅(qū)動電機(jī)的起停（采用瘦斯達(dá)沒有啟動沖擊電流與機(jī)械沖擊）。

備注：普司達(dá)（出口使用）與瘦斯達(dá)（國內(nèi)使用）相同產(chǎn)品的兩種名稱。

 7. 瘦斯達(dá)替代傳統(tǒng)電控柜的主要效益

1. 電氣投資總成本下降20%左右；3.3MW以下容量可調(diào)整為低壓供電。

2. 壓縮機(jī)可以頻繁啟?？刂?，電網(wǎng)容量、電機(jī)都沒有沖擊電流問題。

3. 電控柜體積縮小80%。

4. 電網(wǎng)容量可下調(diào)20%-基本電費(fèi)下降20%。

5. 接觸器采用半導(dǎo)體過零開關(guān)控制，沒有火花拉弧現(xiàn)象。

6. 可利用多次啟動方式（無啟動沖擊電流）節(jié)能控制-流動電費(fèi)下降20%左右。

7. 不必再投資購買節(jié)能改造、技術(shù)改造、無功補(bǔ)償、污染防治設(shè)備。

8. 具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，局網(wǎng)、總線、RS-485，MODBUS-RTU，PROFIBUS-DP

9. 全方位電機(jī)保護(hù)功能，電機(jī)不再燒毀。

10. 智能全數(shù)字電控柜，顯示屏或觸摸屏現(xiàn)代化人機(jī)界面。

8. 節(jié)電模式

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能：按照負(fù)載做功需要來多次間歇式啟停電機(jī)（intermittent control）以提高能源利用率。

旁路節(jié)能：負(fù)載率較高時可以旁路運(yùn)行（DOL），沒有多余損耗。

閉環(huán)節(jié)能：通過開關(guān)量傳感器反饋信號作為啟停指令。

低速節(jié)能：不均勻負(fù)載在等待期間可以降低轉(zhuǎn)速2X運(yùn)行達(dá)到節(jié)能效果（例如輸送帶）。

調(diào)速節(jié)能：流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速與功率成三次方關(guān)系，恒轉(zhuǎn)矩輸出則為正比例關(guān)系。

瘦斯達(dá)節(jié)能模式

間歇式軟啟?？刂?/span>（intermittent control）是最通用的節(jié)能模式，利用手動或者負(fù)載信號檢測反饋開關(guān)量來啟停電機(jī)達(dá)到控制做功的目的，例如：空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)利用壓力傳感器的上下限開關(guān)量來啟停驅(qū)動電機(jī)。H5本身采用變頻式技術(shù)，瘦斯達(dá)可以無沖擊電流平滑啟停電機(jī)，即使在滿載轉(zhuǎn)矩下也只需要額定電流，電網(wǎng)沒有諧波污染問題；瘦斯達(dá)驅(qū)動時交流異步電機(jī)沒有啟動沖擊電流而且能夠滿載恒轉(zhuǎn)矩啟動的特性將顛覆交流電機(jī)驅(qū)動控制傳統(tǒng)觀念。

固定電費(fèi)評估：由于沒有啟動沖擊電流，電網(wǎng)變壓器容量可以有效下降，至少節(jié)約25%的固定電費(fèi)。

流動電費(fèi)評估：依據(jù)負(fù)載做功需求情況來決定驅(qū)動電機(jī)的啟?？刂?/span>，提高能源利用率。節(jié)電效果可能20%（依據(jù)工況決定）。

9. 使用傳統(tǒng)交直交變頻器的缺失

傳統(tǒng)電壓型變頻器采用交直交技術(shù)造成電網(wǎng)諧波電流污染嚴(yán)重，又是采用高頻載波PWM技術(shù)，帶來了極大的無線電干擾（EMI）與PWM污染問題，導(dǎo)致驅(qū)動電機(jī)損耗提高10%左右，電腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，線圈承受3倍的突波電壓，電機(jī)驅(qū)動線集膚效應(yīng)嚴(yán)重。

低壓電壓型變頻器驅(qū)動系統(tǒng)的損耗超過15%以上，高壓多電平控制技術(shù)因?yàn)槭褂靡葡嘧儔浩鲗?dǎo)致效率再降低10%以上，因此傳統(tǒng)高壓變頻器體積大、價格高、器件多、故障率高、運(yùn)行效率低的特點(diǎn)。

傳統(tǒng)電壓型變頻器的環(huán)境污染問題嚴(yán)重，治理需要投資高于變頻器的價格，而且無法全部有效抑制，治理設(shè)備的損耗更大。因此完全失去了節(jié)能驅(qū)動的價值。

10. 傳統(tǒng)軟啟動與瘦斯達(dá)差異分析

采用傳統(tǒng)移相電機(jī)軟啟動器（包括西門子、ABB、施耐德、AB等進(jìn)口品牌軟啟動器）作為電機(jī)驅(qū)動控制產(chǎn)品的效果有限，除了降低少部分啟動電流外沒有其他效益產(chǎn)生，因?yàn)橐葡嘬泦悠鲉与娏髟?-6倍（直接啟動5-8倍），不能帶載啟動（電壓與轉(zhuǎn)矩平方成比例），因此，啟動效率低，啟動沖擊電流大，啟動不平滑，常有啟動失敗問題發(fā)生。采用移相電機(jī)軟啟動器還必須進(jìn)行節(jié)能改造，無功補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備投資。