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特灵开利等中央空调维修VSD变频驱动离心式冷水机组经济性分析

作者:管理员发布于：2015-3-27 11:49:59 点击量：

VSD变频驱动离心式冷水机组经济性分析

一 VSD变频驱动离心式冷水机组介绍

自1979年，约克开始给离心机组配备专用变频调速装置，至今已有二十多年，2000台以上机组的工程经验，节能效果显著，广受用户青睐。自1997年下半年开始，约克推出了适应中国市场的50Hz变频离心机。下图是约克VSD变频驱动离心式冷水机组的外形图：

从机组外型图上可直观地看出：VSD变速驱动装置直接安装在机组上，VSD机组的外形尺寸，水管连接尺寸，连接形式等完全与恒速离心式冷水机组相同。

二 VSD变频驱动离心式冷水机相比恒速离心机，主要具有下列几方面的优势：

l 独特控制逻辑，大大提高部分负荷性能指标

众所周知，冷水机组99%以上的时间运行在部分负荷工况。通常，恒速离心机通过调节导流叶片开度来调节机组输出冷量，最高效率点通常在85%～95%负荷左右，负荷降低，单位冷量能耗增加较显著。而约克变频离心机采用自适用控制逻辑，同步调节电机转速和导流叶片开度，来调节机组输出冷量，最高效率点在45%～55%负荷左右，而且负荷降低，单位冷吨能耗增加缓慢。约克变频离心机几千个工程的应用表明：同容量工程，变频离心机节能显著，年运行费用节省30%左右。

另一方面，变频离心机提高了电源功率因数，优化机组启动性能，提高机组效率。

l 控制离心式冷水机组避开喘振点，提高机组可靠性

配置VSD的离心机组，在低负荷状态运行时，同时调节导流叶片开度和电机转速，调节机组运行状态，可控制离心机组迅速避开喘振点，避免喘振对机组的伤害，确保机组运行安全。

l 优化机组启动性能，延长设备寿命

恒速离心机通常配置星三角启动器，一次启动电流高达满负荷电流的200~250%，二次启动电流甚至可能高达满负荷电流（FLA）的500%，而变频离心机的VSD变频驱动装置对机组实现软启动，启动电流不会超过机组满负荷电流（FLA）的100%，这减少了设备的电流冲击，冷水机组没有启动时间间隔的限制，机组可频繁启停，可最大限度的节能，最大限度的提高冷冻水出水温度的控制精度，即提高空调舒适性。同时，启动电流降低，可降低电器设备投资，延长设备寿命。

l 部分负荷低转速运行，降低噪音

约克变频离心机大部分时间运行在部分负荷工况，低转速运行，降低了电机噪音，且降低冷媒的排气速度，气流噪音降低。约克300TR冷水机组现场测试的结果表明：30%负荷状态下运行时，VSD离心机组的噪音相比恒速离心机组降低8dBA。

l 变频驱动装置直接安装在机组上，节省安装费用

常规恒速离心机的星三角启动器单独安装在机房地面，通常需配备控制变压器、电流表及电压表等，需现场安装接线。而变频离心机不需要另外的启动器等电器设备，其驱动装置可由工厂直接安装在机组上，不需现场接线，节省机房面积，节省安装费用。

l 经UL认证，配备先进，性能可靠

约克变频装置的外壳为NEMA-1设计，整个装置和机组都得到UL（保险商实验室）认证，性能可靠。约克先进的滤波系统（任选件）也是约克变频装置的突出特点。它是唯一符合 IEEE592-1992（电气与电子协会）标准的变频装置滤波系统。滤波系统的引入提高了机组的功率因数。

三约克VSD变频驱动离心式冷水机组能耗分析

建筑物大楼的空调冷负荷一天中存在不同时刻的负荷差别，一年中存在不同季节的负荷差别。对于空调系统而言，不同时刻的负荷变化更明显，日间负荷大，晚间负荷小。而中央空调冷水机组的冷量匹配往往能满足建筑物的最大负荷需求，致使中央空调冷水机组在99%左右的运行时间内，都运行在部分负荷状态，正是基于这一点，给约克VSD变频驱动离心式冷水机组提供了广泛的用武天地，任何运行工况，任何时刻都能充分发挥VSD变频驱动离心式冷水机组的部分负荷高效节能作用，避免恒速离心机组低负荷高能耗工况下运行，大大节省了整个空调工程的运行费用。

下面就南海广场的约克离心式冷水机组为例，对采用VSD后的运行情况及能耗作分析：

3.1 机组型号

原系统：YKNCMCH15CQC／650RT／R134A 数量4台

建议方案改造一台：YKNCMCH15CQC +VSD ／650RT／R134A

3． 2分析比较的依据

3.2.1同一项目配置的末端设备相同，负荷相同，因此下面的能耗仅计算主机部分的能耗，而忽略末端设备，水系统等相同或基本相同部分的能耗；

3.2.2空调机组运行时间假设为：

夏季：5-10月份 12小时/天 12小时/天*6个月*30天/月=2160小时

过渡季节：3、4、11月份 10小时/天 10小时/天*3个月*30天/月=900小时

冬季：12、1、2月份 8小时/天 8小时/天*3个月*30天/月=720小时

3.2.3计算过程中采用的能效值来源于约克电脑选型软件；

3.2.4电费按1.0元/kWh计算。

3.4 分析计算

下面根据ARI（美国制冷学会）规定的评估冷水机组耗电指标的最新标准（ARI550-98）——NPLV(分级运行部分负荷数据）计算两种方案下的年运行费用。标准规定：

NPLV= 1

0.01/A＋0.42/B＋0.45/C＋0.12/D

单位KW/TR。

其中

A= 100%负荷时的耗电指标，KW/TR。

B= 75%负荷时的耗电指标，KW/TR。

C= 50%负荷时的耗电指标，KW/TR。

D= 25%负荷时的耗电指标，KW/TR。

下表列出了各方案的能耗指标及年运行费用：

项目	建议方案	原系统
机组型号	YKNCMCH15CQC +VSD	YKNCMCH15CQC
机组满负荷冷量（RT/台）	650	650
机组平均负荷冷量80%计	520	520
机组100%负荷能效(kW/RT)A	0.685	0.714
机组75%负荷能效(kW/RT)B	0.497	0.572
机组50%负荷能效(kW/RT)C	0.338	0.573
机组25%负荷能效(kW/RT)D	0.453	0.791
NPLV (kW/RT)	0.407	0.591
年运行时间（H）	3,780	3,780
年运行能耗（kWh）	799,999	1,161,670
年运行费用（元/年）	799,999	1,161,670

说明： 1 年运行费用=运行时间×机组平均冷量×NPLV

四 VSD变频驱动离心式冷水机组的投资经济性分析

4．1投资回收期计算：

从上表可看出，南海广场空调系统其中一台650TR加装VSD变频驱动器后，优化了主机能耗指标，在整个空调供应其间优先使用变频机组。相比恒速离心机组，年运行费用可节省约RMB36.2万（31.1%）。450TR离心式冷水机组的VSD变频调速驱动装置需增加投资约RMB650,000.00（此价格为假设价），则收回VSD装置的期限为：

RMB650,000/RMB362,000=1.80年，即空调投入使用1年零10个月后，即可收回VSD变频驱动装置的投资。

4．2计算VSD变频驱动离心机组节省的电费：

按电动式冷水机组使用寿命20年计算，采用VSD变频驱动离心机组相比恒速离心机组，不到2年即可收回初投资，余下的18年内将节省电费为：

18×362,000=RMB6,516,000。（人民币652万）

五分析与小结

1 本文分析结果表明：对于南海广场冷水机组系统，采用一台约克变频离心机替代约克恒速离心机，年运行费用可节省31.1%，不到三年即可收回变频驱动装置的初投资，在冷水机组使用寿命内，可为用户节省超过RMB652万元的电费。

2 本文重点从运行费用分析了选用变频离心机的经济性，未计及采用变频离心机的其它节能点：如减少电流冲击，节省电器投资与维护管理费等。

3 本文是采用约克变频离心机与约克恒速离心机相比，而约克恒速离心机是开式驱动，且具有合理的回油系统，机组可运行在低至12.8℃的冷凝器进水温度，相比其它品牌的离心机节能省电，换句话说，采用约克变频离心机替代其它品牌离心机，节能省电更显著，节省的年运行费用将更多。

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