电器与器材

空调系统中的可变速驱动

什麽是可变速驱动？

应用在空调系统中的压缩机和风机的电感马达，一般都是按照最不利的情况，以最大负载来进行选型设计。在运行时，它们一般会以满负载的状态定速运转。马达的运转速度是取决于电源的额定频率（一般为50或60Hz）。

可变速驱动或变频器是一种固态装置，当马达低于满负载运行时，它可以通过变频的方式减少马达的能耗。可变速驱动器可以看作为一个变频器，它可以将50或60赫兹的交流电转换成为直流电，然后将其调节为可变频率的交流电压。马达的能耗与马达转速的立方成正比: 能耗∝(转速)³。

根据上述原理，当马达运转速度降低20%时，便可减少约近一半的能耗。由于大部分空调系统在大部份时间都不需要满负载运行，因此使用可变速驱动技术可以节省大量的能耗。

变速驱动马达节能示意图

空调系统中的可变速驱动

在一般的空调系统中，大部分系统中的製冷机、水泵、冷却塔和风机消耗大部份能源。可变速驱动技术是近年来採用的最有效的节能技术之一。这技术可与传统设备整合，或可成为成品设备的一部分。

• 鲜风柜的可变速驱动
  

  传统式的鲜风柜一般会以固定风量(即CAV)运作，来预先处理户外空气。在不管实际供应范围的需求下，传统式的鲜风柜会以固定的风速，通过风扇和通风管道输送到楼宇不同的楼层。实际上，鲜风柜採用定量风去运作均会在局部负载的情况下浪费能源。然而，一般鲜风柜的大部份运作的时间都是在局部负载的情况。

  按照室内二氧化碳含量的指标来控制鲜风柜的风量，既可节省能源，又可优化室内空气质量。这种方法最适合用于使用率变化大或间歇地使用的地方。

  使用可变速驱动与二氧化碳感应技术的可变速鲜风柜典型构造

  
  
• 可变风量系统的可变速驱动
  

  可变风量系统通常将被预先处理的空气和来自室内的回风溷和之后送往风柜机，然后通过通风管道和装有温度感应器的变量风机(即VAV box)送到各个区域。通过开启和关闭可变量风机，可以维持空气温度的设定值。当达到设定温度时，可变风量箱的风闸便会关闭，从而导致通风导管(即风喉)内的压力上升。这样，当接收到通风导管内气压感应器的压力信号后，可变速驱动器可以降低风柜机风扇的转速以提供系统所需要的流量和压力。

  使用可变速驱动与压力感应器的可变风量鲜风机的典型结构

  
  
• 冷冻水迴路的可变速驱动
  

  在冷冻水系统中，次级冷冻水水泵(即 secondary pump)是一个流速经常改变的系统。次级冷冻水水泵根据冷冻量的需求和通过控制阀来控制冷冻水的循环。可是冷冻机组大多数都在局部负载的情况运作，所以大多数控制阀都没有处于最大开启位置。因此，次级循环管道内的冷冻水流量可以通过可变速驱动器来调整，以满足冷冻需求和节约能源。

  使用可变速驱动技术的冷冻水可变流速系统

  
  

暖通空调设备与系统的能效

应用实例 - 机电工程署总部可变速驱动系统