浅议交流变频调速在商业楼宇中的应用
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摘要 变频技术已被国内外公认为是最理想、最具发展前途的调速方式之一。一个大型建筑中用于泵类和风机类的电机是主要负荷，其中多数是适合于采用调速运行的。随着电力电子技术的飞速发展，变频调速技术已日臻完善。它不仅仅可以大幅度节能，而且在改善机械性能、实现完善的自动控制、环境保护等多方面都有显著的效果。
关键词 变频调速度节能降耗
变频技术就是利用电力半导体的通断作用将固定频率、电压的交流电变换为频率和电压可调的交流电装置，主要用于对异步电动机的控制。该技术是集电子、自动控制、微电子、电机学等技术之大成的一项先进技术，已被国内外公认为是最理想、最具发展前途的调速方式之一。据统计，现代大中型商业楼宇大约要用去所有建筑物用电量的20%，这其中的1／4为各类电动机所消耗。一个大型建筑中用于泵类和风机类的电机是主要负荷，其中多数是适合于采用调速运行的。随着电力电子技术的飞速发展，变频调速技术已日臻完善。它不仅仅可以大幅度节能，而且在改善机械性能、实现完善的自动控制、环境保护等多方面都有显著的效果。
1交流变频调速在冷冻水循环泵上的应用
现代大厦都采用集中供冷（水），而分散的中央空调机组和众多的风机盘管，随时都在调节过程中，冷冻水使用量在不断变化过程中。如果没有自控措施，系统压力会很不稳定，甚至使系统不能正常工作。一般传统做法是在冷冻水的分水缸和集水缸之间加装一套压力旁通控制装置，这样做虽然也能解决压力平衡问题，但很不经济。如果改用变频调速技术来控制冷冻水循环泵的转速（即改变冷冻水流量）来跟踪冷冻水的需求量，便可以取消旁通水量，更好地解决压差平衡，并能大大地节约能源。该系统可有多台循环水泵组成。配置一台智能控制器，实现一台变频器四泵联用，三泵联用，一用一备，两用一备等等。
当给出启泵指令后，K1接通1号泵，使其变频软启动；若工作频率升至50Hz管道压差未达到设定值，一定延时后，会自动快速切断K1接通K2，将此泵切入工频电路运行，并自动接通K3，使2号泵接入变频启动并运行，跟踪管道压差的设定值，如2号泵工作频率上升至50Hz仍达不到设定压差时，则同样顺序启动3号循环泵。相反的过程是当冷冻水用水量下降时，管道压差会有所提高，自然是要求降低频率，当频率降低到一定值（如10Hz）则经一定延时会自动切出上一台运行在工频上的循环泵，如果输出的频率再一次低到10Hz，则再切出一台运行在工频的循环泵。总之始终保持有一台循环泵运行在变频状态。由于是循环控制泵的启停顺序，因而泵的使用率也是均匀的。相应冷冻机组的冷却水循环泵也可类似控制。由于所有的泵都是软启动，所以节省了减压启动器等，且压差旁通控制装置也被省去，所以初装费用已可以和装压差平衡阀的方案相比较，更何况变频调速还具有可观的长期节省运行费用的经济效益。
2交流变频调速在补水定压装置中的应用
我国采暖系统普遍采用高架屋顶膨胀水箱补水定位，但高架水箱管理不便，与大气联通又引来管道氧化腐蚀问题，后来有改进，用电接点压力表控制落地膨胀水箱，装置就近设在循环泵房方便了管理。气压罐隔绝了空气，减轻了管道的氧化腐蚀问题。但它仍有不足之处，主要是近年来集中供热（冷）系统越来越大，管线长、用户多、失水量增加，补水量较大，因此，补水泵启停频繁，泵的寿命降低；又因为系统静压力始终处在上、下限之间的控制区，所以压力有波动。变频调速控制的补水系统则可理想地解决上述的不足。见图2软水箱设在循环泵房内。
设在回水管路上的压力传感器、变频器、补水泵形成一个闭环系统，将压力设定值设在系统的静水压力要求值上，以系统的瞬时失水量引起的压力值变化来控制变频器的频率输出值，自动调节水泵的转速，使循环水系统补水点压力恒定在系统要求的静水压力值上，其波动甚微。由于补水泵的功率较小，而且省去了气压罐，变频器的投资也不大，不到一年即可在节能运转中收回全部投资。而且水泵运转低速平稳，使用可靠寿命大大延长。可以预见这种变频控制的技术必将成为水系统补水压的主要手段。
3交流变频调速在风泵（风机）中的应用
尾气排风机的排风量要求是根据换气次数标准计算出来的，它必须满足“最大需求量”原则。但事实上一个环境的排风量需求并不是一个定数。例如地下车库，不同的时段，不同的情况，停车量是变化的，即排放的量也在变。所以我们可以给风机加装一台变频器来改变风机转速、改变排风量，如图3所示，
用CO2传感器检测车库空气质量，并控制变频器输出，使风机的转速（排风量）始终对应于指标即可，风机无需始终运行在最高速来排风，这样既节省能源也减少了噪音污染。如果是排风和消防合用的风机，也无须双速风机来解决不同排风量的要求，完全可用变频调速获得所需的排风转速。还可以省出一套繁琐的联动控制系统。
参考文献：
［1］张燕宾.变频器应用教程（第2版）［M］.机械工业出版社，2011.
［2］段刚.PLC与变频器应用技术项目教程（西门子）［M］.机械工业出版社，2010.
［3］薛晓明.变频器技术与应用（项目教程）［M］北京理工大学出版社，2009.5－8.