空调机组风系统变频调节的性能分析与测试
摘要： 在考虑空调房间保持一定正压条件下，对空调机组风系统阀门调节和变频调节风量进行了理论分析，并对一水冷机组风系统进行了阀门调节和变频调节的实际测试，根据测试数据，绘制了两种调节方法风量和输入功率、风压、频率的变化曲线，具体分析了变频调节的节能效果，指出风系统变频调节的实际节能效果低于理论预期效果。
关键词： 风系统 变频调节 性能曲线 节能效果
变频调节测试数据如表2：
|
频率 |
风量Q |
风压P |
输入功率N0 |
|
(Hz) |
(m3/hr) |
(pa) |
(w) |
|
10 |
403 |
20.8 |
180 |
|
15 |
526 |
41.2 |
200 |
|
20 |
744 |
62.6 |
204 |
|
25 |
995 |
105 |
240 |
|
30 |
1284 |
148.8 |
280 |
|
35 |
1521 |
173 |
340 |
|
40 |
1757 |
237.2 |
408 |
|
45 |
1994 |
302.2 |
506 |
|
50 |
2138 |
365.2 |
610 |
根据试验数据绘制的变频调节特性曲线如图7、 图8、图9。
3.3 测试结果分析
3.3.1 如图5，阀门调节时输入功率随风量变化不明显，阀门从全开到全闭，输入功率只是从620W减少到394W；风量从2122m3/h减少到1080m3/h时，功率从620W减少到440W，节能效果不明显。阀门全关时，风量不为零，说明系统存在少量漏风。
3.3.2 如图7，变频调节频率和风量基本成正比关系，实际测试的数据f1/ f2和Q2/Q1不相等，有一点偏差,主要是因为风量测量误差和空调机组漏风。
3.3.3 下面具体分析风量从Q1减少到约1/2 Q1时，两种风量调节方法的节能效果。空调房间正压p0=10Pa,变频调节时，当频率从f1=50Hz变到f2=25Hz， Q2/Q1=995/2138=0.47，（P2-P0）1/2/（P1-P0）1/2=0.52，轴功率N2/N1=P2Q2/P1Q1=0.134，结果基本符合(4)式，由于p0的影响，轴功率和频率三次方并不成正比关系，即N2/N1不等于0.125，而是偏大，p0越大，节能效果越差[4]。从节能角度看，主要看输入功率降低多少，在这里，风量降到一半时，输入功率之比是240/610=0.39，并不是0.134，这是因为频率降低后，电机工作点远离额定工作点，其效率随之降低。实际消耗功率只减少61%，所以变频调节的节能效果低于理论预期效果。阀门调节时，当阀门开度从100%变到25%时，Q2/Q1=0.51，风量减小约一半，输入功率之比是440/620=0.71，输入功率几乎是变频调节的两倍。测试数据还表明，风量减小越多，变频调节的节能效果越明显。
4 结论
4.1 变频调节风量的节能效果明显好于阀门调节，尤其在风量调节范围较大时更为显著。
4.2 变频调节风量时降低电机转速，电机效率也随之降低，电机发热消耗的无用功相对增大，加上变频器本身消耗的功率，部分抵消了变频调节的节能效果，实际节能效果低于理论预期效果。
4.3 具体应用时，风量变化（最小风量）必须满足房间气流组织的要求；变频调节风量对空调机组制冷/热量的影响需进一步分析试验。
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