台达水泵变频器CP2000在大厦节能应用

一、项目背景
宝矿洲际中心位于恒丰路和天目西路以南不夜城商务中心区域，占地面积24,830平方米，拥有一栋5A级智能纯办公楼、一栋五星级酒店、一栋公寓式酒店和大型地下停车库及相关商业设施，项目总建筑面积达185,000平方米。其中，高度200米，50多层的5A级智能办公楼已成为闸北区新地标。
二、项目方案
改造前：洲际商务中心大厦楼高56层，空调制冷机采用溴化锂机组与水冷机组混合制冷/制热模式；楼层较高，在高区22层安装板式换热器及高区泵站，以提升高层供水区域的杨程。高区泵房配置两套板式换热器；分别是夏季对应3台75kW高区水泵及冬季对应的3台37kW高区水泵。 两套板式换热系统相互独立。末端设备均采用FCU供水方式，水系统末端总管采用动态稳压平衡阀，以应对末端负荷变化带来的压差变动，以达到末端压差平衡的目的。

改造后:
对高区冷热水泵进行变频改造，改造原理图如下左图所示，水泵正常运行在2用1备，每个板换系统中的两台泵实行变频改造。利用机房压差控制变频频率，同时关闭之前的压差调节阀；实现水泵的变流量控制。

节能评判分析：
如图2在冷冻水循环系统中，利用压差控制技术调整负载侧水泵转速，确实可以降低水泵的能耗，如果深入研究水泵调速节能的原因可发现，当负载侧调节阀门随着室内负载的改变而改变的同时，水管内压力随即改变，如果利用水管系统中末端之间的压差作为水泵运行之PV 值，可反映出系统实际杨程需求。 如图3，当室内负荷减小，阀门关小，系统曲线由曲线A 向左移动到曲线B，若转速仍然保持RPMA 运转，则压差传感器实测压差上升，通过变频调节转速至RPMB，使系统压差回到设定点，此时流量由QA 降至QB。因此水泵在变频降速之后仍能提供较高的杨程，且在控制流量输出的同时，水泵也能运行于较高效率范围之中。
根据热工学热力平衡原理：
在一个能耗 P=ΔT * FM，在旧系统中，对于水泵而言，负荷变化的时候流量FM 保持不变，所以变化的始终是温差ΔT。 就会造成系统负荷很小时候，温差接近于1℃，甚至于0℃。 又出水温度是不变的，所以回水温度会降低。当系统采用变流量运行，系统流量扣除通过旁通阀部分的流量，实际流量为实际负荷侧所引起，并不受水泵侧控制，当采用变流量运行方式，实际流量的变化反应了实际负荷的变化，近似成正比改变，此时对于公式P=ΔT * FM而言，变化的就是FM，而ΔT 是不会有大的变化的。 因此在低负荷情况下，可以实现大温差小流量。此时依据恒压差的方式，保证末端负荷侧始终有供水压力。
三、设备清单

机房板换泵站控制所实现的功能如下：
■ 两套变频系统可共用一套 PLC 及HMI 控制屏，根据冬夏季采暖制冷需要自动转换；
■ 三台泵可定时依次作为主泵转换，延长水泵寿命；
■ 某一台水泵故障后，自动启动备用泵，同时报警，不影响系统使用；
■ 变频器故障时工频自动转换功能，在出现变频器故障时可实现全工频和全变频之间的转换；
■ 根据负荷需要自动调频，达到优节能目的；
■ 37kW 和75kW 的变频器可共用一套变频器，只需冬夏季切换即可；
■ 提供大楼BACnet接口，以方便后期大楼做智能监控需要；
■ 自动报警功能；
■ 提供友好的人机界面，设置手动操作功能；
四、项目总结
此系统于2013年5月2号完工，并且正常运行；运行至今一直很稳定，电机及水力噪声明显减低，更明显的是其节能量高，和预估节能量基本吻合，达到40%。 台达产品与项目方案得到客户的一致认可和好评