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1.节能机理
由上式可看出，当P、Sn一定时，电机即水泵转速与输入电流的频率成正比。频率愈高，转速愈快，频率愈低，转速愈慢。由水泵特性可知，水泵流量与频率也成正比，调节频率即调节转速。
由此可见，如果降低电源频率即可降低水泵转速，减少水泵流量，从而按立方指数关系大幅度降低水泵电机功率消耗，实现有效节能。见表1与图2。
表1.变频调速的节电比率如下表：
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水流量Q
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1.00
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0.90
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0.80
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0.70
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0.60
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0.50
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0.40
|
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泵转速n
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1.00
|
0.90
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0.80
|
0.70
|
0.60
|
0.50
|
0.40
|
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水压力P
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1.00
|
0.81
|
0.64
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0.49
|
0.36
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0.25
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0.16
|
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电机轴功率N
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1.00
|
0.73
|
0.51
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0.34
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0.22
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0.13
|
0.07
|
|
节电率
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0
|
0.27
|
0.49
|
0.66
|
0.78
|
0.87
|
0.93
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同时，动态调节冷却水的流量和冷却塔风机的风量，使冷却水的进、出口温度逼近模糊控制器给出的最优值，从而保证中央空调主机在最佳热转换效（COP）状态下运行，达到降低中央空调主机能耗目的。
在中央空调节能控制系统的控制下，年平均水流量可调整在额定值的58～74
％间变动，故可实现水系统及风系统年平均节电60～80 ％，中央空调主机平均节能10％。
2.节能控制原理
a.基本思路
--冷/温水系统跟踪末端负荷的变化，作变流量运行，按需供给冷/热量；
--冷却水系统跟踪主机散热量的变化，作变流量运行，按需提供吸热量；
--优化水系统运行参数，提高主机制冷/制热效率。
b.技术路线
--水系统节能的技术途径是改定流量运行为变流量运行。
调节旁通阀开度的变流量方法，其目的仅在于保护主机安全,并不能节省能量；
增减运转水泵数量的变流量方法，调解粗放，节电很有限。
能够有效的节能的变流量方法，是改变水泵的转速；而改变拖动水泵、风机转动的交
流电动机的工作频率，即可改变水泵、风机的转速。
应用变频调速技术，使水泵电机和冷却塔风机按照实际的需要，降低工作频率运行，
实现变流量工作，这就是水系统节能的基本原理。
由于水泵、风机消耗的电功率与其工作频率的三次方成正比，即 ,
变频运行的节能效果
是很显然的。
--寻求并建立水系统运行参数与主机制冷/制热效率之间的耦合关系，也就是通过优化水系
统的温度、流量，提高主机的效率，这就是主机节能的基本原理。
3.技术方法
--由安装在水管中的温度、流量、压差传感器，实时感知空调负荷、主机需要的散热量的动态变化；
-- 各智能控制器的输入模块采集上述传感器信息，作为变流量控制的输入信号；
--按照现代自动化控制理论建立控制模型、模糊控制规则库，由计算机做识别、综合、解算和决策，向变频器输出最佳的工作频率的控制信号；
--各水泵、风机按变频器的输出频率变频运行，实现循环水流量跟踪空调负荷和主机散热需要的变化，同时实现主机节能。
4.节能控制装置的设计
a.水系统变流量运行不影响主机安全工作
--设置保护功能流量上下限保护，水温上下限保护，水压差上限保护；
-- 阀门开/关控制、指示，安全运行次序等。
b.对主机已纳入用户已有的BA系统（即楼宇自动控制系统）的情况，本装置可与BA系统的
“无缝接入”，即能响应、接受BA系统的控制指令，尽量避免直接控制主机运行。
5.运行可靠性
a.硬件的可靠性：电路模块采用通用模块，元器件选用国内外优质品牌产品。
b.软件的可靠性：以成熟的组态方式编程，提高了系统的可靠性。
c.用热设计方法重点解决变频器的进风、出风、散热问题。
d.三道故障保护措施是本公司产品有别于其他同类产品的明显特征，其内容为：
-- 中央控制器与各分系统通信中断时，各分系统能独立节电运行（即分布式运行）。
-- 各分系统的自动控制部分故障时，可手动改变变频器频率运行；
--变频器故障时，可切换到工频运行。
e.设置故障自诊断、报警、自动保护程序；
f.按工艺规范安装，装接。重点是结点，尤其是一次回路结点的连接可靠性；
g.通过可靠性设计和实际运行考核，本系统的MTBF（平均无故障工作时间）达到1万小
时，MTTR（平均维修时间） 4小时，其有效度为0.9996。
6.个性化设计和产品系列化
a.用户的空调设施、操作习惯、节能要求和地域人文环境的差异总是存在的，这就要求产品应满足用户的个性化要求。为此，编制了详尽的项目调查表作为能否签合同及产品工程设计的输入，以避免失误、返工。这是产品成功推出的基础。
b.项目调查表由用户填写，市场营销人员也有必要作实地调查、核实。
主要内容有主机、水泵、风机、阀门、传感器、机房现状和运行状况。
c.妥善解决用户个性化要求与设计工作、生产的标准化之间的矛盾。制定实用、合理的产品系列化规范。
7.电磁兼容性
本系统设计降低、抑制了变频器产生的奇次谐波。主要是7次、５次谐波对电网的干扰。
从设计上保证消除工频谐波和变频器的高频杂波对装置输入模块的干扰，确保系统的稳定性。
8.在保证用户空调舒适性的前提下，实现最佳节能
a.根据空调负荷时变性特点，按季节、周日、时段的不同，设置不同的运行参数，并由用户选择输入，称节能运行策略。
b.在现场调试时，测量、整定用户水系统参数，依据测定的参数和试运行效果，修正PID控制模型和模糊控制规则库。
9.中央空调分布式系统节能控制装置的组成和功能
--中央空调分布式系统节能控制装置的组成
a.装置由中央智能控制柜、冷/温水智能控制柜、冷却水智能控制柜、冷却塔风机智能控
制柜和通信总线组成。其中，冷/温水控制柜控制冷/温水系统；冷却水控制柜和冷却塔
风机控制柜控制冷却水系统。夏季运行时，所有机柜都工作；冬季运行时，冷却水控制
柜和冷却塔风机控制柜不工作。
b.适用于两用一备水泵、一次泵系统的基本配置如下：
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中央智能控制柜
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0号柜
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1个
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冷/温水智能控制柜
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11柜
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12柜
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共2个
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冷却水智能控制柜
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21柜
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22柜
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共2个
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冷却塔风机智能控制柜
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31柜
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1个
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c.中央智能控制柜的主要部件是工业控制计算机，通信接口，电能传感器、输出模块和通
信总线；
各智能控制柜主要部件是基于PC机的16位智能控制器、模拟量输入模块、模拟量输出模
块、开关量输入模块、开关量输出模块、继电器端子板、变频器和通信总线；控制继电
器、交流接触器、热保护继电器、空气开关、直流电源、隔离变压器等。
--主要功能
a.管理功能：用户注册、操作权限、记录、显示。
b.运行状态监测功能：供电、各控制柜运行参数（变频器启/停、故障、工作频率，水温、
流量、压差，阀门开/关，水泵/风机开/关、故障……），报警。
c.运行参数设置功能：变频器上、下限频率，水温、流量、压差，风机启/停频率。
d.控制功能：夏季/冬季工作模式，自动/手动方式，节能运行策略。
e.保护功能：流量、压差、水温。
10.装置的型号、分类与选型
--装置型号
BDJ 基本型 中央空调分布式系统节能控制装置
（一次泵系统，水泵二用一备）
BDY 优化型 中央空调分布式系统节能控制装置
BDZ 增强型 中央空调分布式系统节能控制装置
（多主机、二次泵、水泵多用一备）
--变频器容量在以下优选值中选择7.5，11，15，18.5，22，30，37，45，55，75，
90，110，132，160，200，220 (KW)
--根据用户空调系统所用的水泵、冷却塔风机的额定功率值选用控制柜；
--根据用户空调主机数量、水系统（一/二次泵系统，二/多用一备）选定装置型号。
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