[b]1 引言 [/b]　　從表面上看，變頻控制通常被視作是一個(gè)獨(dú)立部分，是一個(gè)純資本支出項(xiàng)目。在許多新項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一旦需要降低成本，變頻器往往都是首先考慮要縮減省去的部件之一。但是，如果能將變頻器真正設(shè)計(jì)到控制系統(tǒng)中，便可實(shí)現(xiàn)成本、效率雙贏的最佳效果。 [b]2 暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的變頻器具備節(jié)省成本的功能 [/b]　　廣泛用于標(biāo)準(zhǔn)酒店的大型中央空調(diào)系統(tǒng)中都可使用變頻器。如何使變頻器達(dá)到最佳應(yīng)用效果通常取決于變頻器自身的內(nèi)置功能。制造生產(chǎn)暖通空調(diào)系統(tǒng)專用變頻器的廠家比比皆是（例如:丹佛斯VLT6000 HVAC暖通空調(diào)系統(tǒng)專用變頻器）。這些變頻器具備用于標(biāo)準(zhǔn)暖通空調(diào)系統(tǒng)所需的所有特定功能，因此，通常可縮減系統(tǒng)中的部分其它元件。這樣一來(lái)便可減低初期系統(tǒng)的總成本。本文中還具體說(shuō)明了一些有關(guān)變頻器極具代表性的典型應(yīng)用情況以及如何實(shí)現(xiàn)變頻器的最佳使用效果和如何利用變頻器達(dá)成效果最佳且成本最低的操作方案。但是，在具體說(shuō)明各項(xiàng)應(yīng)用情況之前，先就暖通空調(diào)系統(tǒng)專用變頻器與酒店暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)的多種特性做出說(shuō)明。 　　2.1 變頻器的安裝位置 　　如今，通常應(yīng)將變頻器安裝在靠近操作泵、空氣處理機(jī)組或風(fēng)機(jī)的地方，不能安裝固定在中央配電盤或是控制面板內(nèi)。這種安裝方式的主要優(yōu)勢(shì)在于可縮減主配電盤的大小、簡(jiǎn)化安裝并且方便調(diào)試。同時(shí)，這種安裝方式也可確保變頻器的長(zhǎng)期可靠性以及對(duì)設(shè)備間內(nèi)人員的保護(hù)，因此必須確保變頻器“外殼防護(hù)等級(jí)”，這一點(diǎn)是極為重要的。因此，如果不將變頻器安裝在配電盤內(nèi)，而選擇將其直接安裝在設(shè)備間的墻面上或是安裝在空氣處理機(jī)組的側(cè)面，則建議將變頻器置于一個(gè)具備IP54額定值的密閉外殼內(nèi)，這將有助于確保其設(shè)備的長(zhǎng)期可靠性。暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的許多變頻器均以IP54版本形式安置，正是出于這種原因。 　　配電盤體積變小不僅可以節(jié)省成本，而且在使用變頻器時(shí)無(wú)須使用其他電機(jī)起動(dòng)器。如果使用閥門、擋板或進(jìn)口導(dǎo)葉控制流量，則泵或風(fēng)機(jī)應(yīng)使用一個(gè)定速電機(jī)，并且必須安裝直接起動(dòng)器或星形/三角起動(dòng)器、熱過(guò)載保護(hù)裝置、自耦變壓器等，且如果選用星形/三角起動(dòng)器，則需要安裝6根電纜。如果使用變頻器，則只需采用帶三相熔絲的三根電纜就可以了。變頻器自身具有電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)功能。如果使用定速電機(jī)，則根據(jù)電機(jī)的功率因數(shù)，可能還需要安裝功率因數(shù)補(bǔ)償電容器。大多數(shù)變頻器均有功率因數(shù)補(bǔ)償功能，功率因數(shù)約為1（或至少 > 0.95），此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)便無(wú)須安裝功率因數(shù)補(bǔ)償電容器。比較之下，變頻器的安裝顯然更為簡(jiǎn)便，而且又能節(jié)省成本。 　　2.2 電磁兼容性 　　變頻器可通過(guò)改變電機(jī)電源的頻率（和電壓）從而控制交流電電機(jī)的速度。基本上，只需通過(guò)晶體管的快速開關(guān)便可進(jìn)行該操作（標(biāo)準(zhǔn)值>4500次/s）。大多數(shù)人在家打開電燈開關(guān)或是啟動(dòng)洗碗機(jī)、洗衣機(jī)或吸塵器時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)電視機(jī)出現(xiàn)閃動(dòng)，這種現(xiàn)象是由無(wú)線電頻率干擾（RFI）或是電磁不兼容所引起的。如要確保酒店暖通空調(diào)系統(tǒng)及酒店自身內(nèi)部其它電力/電子部件（例如:客房?jī)?nèi)的電視機(jī)、電梯等）的操作可靠性，必須確保變頻器晶體管的開關(guān)操作不會(huì)造成對(duì)其它電力/電子部件的干擾。 　　降低干擾危險(xiǎn)最簡(jiǎn)便的辦法就是安裝一個(gè)配備集成無(wú)線電頻率干擾濾波器的變頻器，該濾波器應(yīng)符合“EN61800-3一類環(huán)境 無(wú)限制分布規(guī)定”或“EN61800-3一類環(huán)境 限制分布規(guī)定”并且遵守制造商的安裝指導(dǎo)方針。由制造商設(shè)計(jì)安裝的配備集成無(wú)線電頻率干擾濾波器的變頻器的性能已獲得公認(rèn)，改變了以前必須依靠專業(yè)技術(shù)人員才能正確安裝一個(gè)獨(dú)立的外部無(wú)線電頻率干擾濾波器的復(fù)雜的做法。 　　本電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)而言較新，取代了先前采用的EN55011標(biāo)準(zhǔn)?！耙活惌h(huán)境”定義包含民用建筑，建議用于酒店安裝，以確?？头?jī)?nèi)設(shè)備的操作可靠性。建議使用“無(wú)限制分布”定義，因?yàn)樵摱x要求變頻器自身必須具備更佳的電磁兼容性能，而非依靠安裝人員的電磁兼容性安裝技術(shù)。如果安裝人員確實(shí)具備合格的電磁兼容性安裝技術(shù)，則允許規(guī)定采用“限制分布”。 　　EN55011過(guò)去常常指定EN55011標(biāo)準(zhǔn)1A類性能，在新標(biāo)準(zhǔn)中的對(duì)應(yīng)性能標(biāo)準(zhǔn)為“EN61800-3標(biāo)準(zhǔn)一類環(huán)境 無(wú)限制分布規(guī)定”。 　　如果指定變頻器的電磁兼容性能，則應(yīng)定義另一個(gè)極重要的因素，即:電機(jī)電纜長(zhǎng)度，變頻器應(yīng)符合此標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)任何變頻器而言，電機(jī)電纜越長(zhǎng)，無(wú)線電頻率干擾性能越差。如果變頻器符合EN61800-3標(biāo)準(zhǔn)一類環(huán)境規(guī)定，則應(yīng)配備30m長(zhǎng)的電機(jī)電纜，如果該電纜為40m，則不符合該規(guī)定。如果電機(jī)電纜長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)階段便已知曉，則可予以制定;如果未知，則應(yīng)發(fā)表一份一般聲明，要求所有酒店標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備均應(yīng)符合EN61800-3標(biāo)準(zhǔn) 一類環(huán)境 無(wú)限制分布規(guī)定 配備50m電機(jī)電纜或EN61800-3標(biāo)準(zhǔn) 一類環(huán)境 限制分布規(guī)定 配備50m電機(jī)電纜。（牢記:“無(wú)限制”或“限制”定義取決于安裝人員的電磁兼容性能力。） 　　2.3 諧波 　　變頻器屬非線性電力裝置，和其它大部分現(xiàn)代電子裝置相類似。也就是說(shuō)，這些裝置在電力供應(yīng)系統(tǒng)中充當(dāng)諧波電流源的角色。諧波電流可增加RMS電流數(shù)值，從而增加電纜、電源變壓器和其它配電裝置內(nèi)的電流損耗。這樣一來(lái)可能會(huì)引起另一種形式的電干擾現(xiàn)象，就是所謂的電壓諧波畸變。最簡(jiǎn)單的避免方法就是確保變頻器內(nèi)部配備一個(gè)諧波濾波器（例如:直流電抗器）。暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的大多數(shù)變頻器均將配備該濾波器或是將其作為選件提供。如果未配備該濾波器，變頻器可能會(huì)導(dǎo)致電壓諧波畸變過(guò)量，以至影響同一個(gè)變壓器所連接的其它耗電設(shè)備，這在多住戶式的商業(yè)大樓中是一個(gè)尤為需要關(guān)注的問(wèn)題。顯然，正如無(wú)線電頻率干擾濾波器一樣，如果電抗器內(nèi)置安裝于變頻器內(nèi)，則可在安裝過(guò)程中同時(shí)節(jié)省時(shí)間和成本。此外，如果變頻器配備這樣一個(gè)諧波濾波器，其RMS輸入電流會(huì)比未配備該諧波濾波器的變頻器來(lái)的低。因此，也可選擇尺寸更小的熔絲和電纜，這樣便可以進(jìn)一步節(jié)省成本。 [b]3 暖通空調(diào)系統(tǒng)功能 [/b]　　變頻器在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用還包括以下部分或全部特點(diǎn): 　?。?） 電機(jī)低噪聲運(yùn)行 　　這一點(diǎn)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)AHU風(fēng)機(jī)時(shí)尤為重要，因?yàn)樵胍魰?huì)影響管道系統(tǒng)的運(yùn)行情況，也會(huì)為酒店房客帶來(lái)煩惱。冷卻塔風(fēng)機(jī)發(fā)出的電機(jī)噪音也可能會(huì)引起酒店房客反感，尤其是在晚上。 　?。?） 快速起動(dòng)可靠 　　盡管風(fēng)機(jī)（例如:冷卻塔風(fēng)機(jī)）可能會(huì)關(guān)閉，但是仍然很有可能會(huì)在自然空氣對(duì)流的作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)。如果變頻器未配備“飛車起動(dòng)”這一功能，那么在起動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)，很有可能會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)及其機(jī)械連接件造成機(jī)械沖擊，加速磨損甚至引起斷裂，還會(huì)增大電機(jī)電流，從而使變頻器發(fā)生跳閘或損壞。如果暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的變頻器配備快速起動(dòng)功能，就能在任何速度及方向條件下“停住”正在旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)葉片，然后再控制其平穩(wěn)起動(dòng)。 　?。?） 自動(dòng)能量?jī)?yōu)化 　　部分暖通空調(diào)系統(tǒng)專用變頻器具備本功能。本功能可用于電機(jī)在輕載運(yùn)行時(shí)自動(dòng)優(yōu)化勵(lì)磁效果。如果變頻器具有自動(dòng)能量?jī)?yōu)化功能，能比不具備該功能的變頻器多節(jié)省5～10%的能源，并且可以對(duì)輕載狀態(tài)下電機(jī)功率因數(shù)不足的情況進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。 　　（4） 自帶[手動(dòng)]-[停止]-[自動(dòng)]按鈕 　　如果配備這些按鈕，則無(wú)須在配電盤/控制柜上安裝這些控制按鈕，可以簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)操作及調(diào)試工作。 　?。?） 能夠以工程單位顯示電機(jī)電流、kWh、壓力和/或相關(guān)的溫度值。 　?。?） 風(fēng)機(jī)皮帶斷裂檢測(cè) 　　本功能內(nèi)置于變頻器內(nèi)，這樣一來(lái)便無(wú)須在風(fēng)機(jī)處安裝壓力差開關(guān)，用以檢測(cè)AHU中的氣流情況。 [b]4 暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的智能型變頻器用于分布式樓宇管理系統(tǒng)中 [/b]　　4.1 主要優(yōu)點(diǎn) 　　如上所述，專用變頻器配備所有必需的相關(guān)功能，無(wú)需在系統(tǒng)中安裝其它部件，可因此節(jié)省成本。如果使用高級(jí)接口（串行通信）進(jìn)一步集成到變頻器并將變頻器與樓宇管理系統(tǒng)（BMS）一體化，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的初期成本。這樣一來(lái)，再加上運(yùn)行及維護(hù)成本的降低，在5年內(nèi)可以獲得至少等于4倍初期成本的收益。 　　可使用一根串行通信電纜將暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的變頻器與樓宇管理系統(tǒng)連接起來(lái)。如果使用暖通空調(diào)系統(tǒng)協(xié)議，例如onWorks、BACnet和Metasys N2，可通過(guò)該單根電纜監(jiān)控很多個(gè)點(diǎn)，從而將硬件I/O接口的數(shù)量降到最少，同時(shí)將相關(guān)的施工成本及調(diào)試成本降到最低。安裝及調(diào)試成本也因此降低，而樓宇管理系統(tǒng)處理的信息量卻能隨之增加。 　　通常，如果無(wú)需再用硬連線系統(tǒng)中的模擬和數(shù)字I/O接口對(duì)變頻器進(jìn)行控制和監(jiān)控，則可將該變頻器I/O接口用作樓宇管理系統(tǒng)的專用I/O接口。即使未用于初期設(shè)計(jì)，該I/O接口也可為今后的擴(kuò)充免費(fèi)提供備用的I/O接口。 　　變頻器可通過(guò)該通信電纜接收其起動(dòng)/停止、復(fù)位、速度給定及設(shè)定點(diǎn)命令，也可為樓宇控制系統(tǒng)提供其運(yùn)行及故障/跳閘狀態(tài)指示。如果變頻器用于維持設(shè)定壓力時(shí)（例如:變風(fēng)量系統(tǒng)中的靜態(tài)管道壓力），其可執(zhí)行所有必需的閉環(huán)控制操作，使風(fēng)機(jī)以任何可維持該壓力的速度運(yùn)行。樓宇管理系統(tǒng)可通過(guò)該通信電纜監(jiān)控壓力以及根據(jù)需要調(diào)節(jié)設(shè)定值。變頻器可提供相關(guān)的診斷信息，例如:電機(jī)電流，如果不用變頻器的話則還需要配備一個(gè)獨(dú)立的分流器和電流表。同時(shí)，也可提供一些例如用電量（kWh）、運(yùn)行時(shí)間等信息以及許多其它操作變量的信息。 　　4.2 舉例說(shuō)明 　　以下內(nèi)容是以實(shí)際應(yīng)用情況中成本及負(fù)載/運(yùn)行情況為依據(jù)，說(shuō)明如何以最佳方式將一臺(tái)變頻器同時(shí)用于多種應(yīng)用情況的效果，也著重強(qiáng)調(diào)了安裝一臺(tái)變頻器后，系統(tǒng)/安裝設(shè)備中各處可分別節(jié)省百分之幾的成本。各個(gè)成本節(jié)省量是以如下兩方面的比較值作為依據(jù): 　　使用整套IP54型暖通空調(diào)系統(tǒng)專用變頻器、配備無(wú)線電頻率干擾及諧波濾波器（丹佛斯VLT6000）、采用三相型熔絲電源并用串行通信將該變頻器與樓宇管理系統(tǒng)一體化所需的系統(tǒng)成本（變頻器成本=100%）和使用硬連線型定速泵/風(fēng)機(jī)并配備其它流量控制形式所需的系統(tǒng)成本，包括配備三相型熔絲電源的控制柜那一部分，還包含配備熱過(guò)載、電壓表、電流表和運(yùn)行和跳閘指示燈的電機(jī)起動(dòng)器。 　　這些實(shí)例著重強(qiáng)調(diào)了相對(duì)成本的近似值, 以IP54變頻器成本的百分比形式表示。該實(shí)際成本會(huì)因項(xiàng)目不同而有所變化, 但是以下內(nèi)容證明了集成解決方案可節(jié)省實(shí)際系統(tǒng)成本。 　　考慮的成本價(jià)也涉及所有需要接線及調(diào)試的I/O接口。然后，還著重強(qiáng)調(diào)了在運(yùn)行成本較低（相對(duì)于未配置流量控制器或使用其它流量控制方式）情況下，變頻器“實(shí)際成本”的補(bǔ)償收回速度。 　　（1） 變風(fēng)量 　　變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)可用于維持建筑物內(nèi)部特定的環(huán)境條件，是最有效的能量利用方法。在變風(fēng)量系統(tǒng)中，可通過(guò)調(diào)整冷卻盤管冷水閥使供氣溫度維持恒定不變?？筛鶕?jù)區(qū)域溫度調(diào)整變風(fēng)量空調(diào)箱，以此更改通至各個(gè)區(qū)域的氣量。以某種形式對(duì)進(jìn)氣風(fēng)機(jī)進(jìn)行流量控制（例如:進(jìn)口導(dǎo)葉或變頻器），以此在變風(fēng)量空調(diào)箱調(diào)節(jié)器打開和關(guān)閉時(shí)將進(jìn)氣管道內(nèi)的壓力維持在所需的靜壓力值。 　　根據(jù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度, 可能會(huì)在進(jìn)風(fēng)管道、混風(fēng)管道和房間內(nèi)安裝溫度傳感器, 以控制或監(jiān)控相關(guān)溫度。數(shù)字控制器可通過(guò)依次控制通風(fēng)、冷卻和加熱（如果相關(guān)）情況以維持一個(gè)恒定的供氣溫度。相對(duì)濕度也可由管道增濕器予以控制。 　　如果將變頻器用于VAV系統(tǒng), 通常應(yīng)在管道走向的2/3處安裝一個(gè)壓力傳感器, 用于測(cè)量管道內(nèi)的靜態(tài)供氣壓力。該傳感器應(yīng)直接與變頻器相連。如果使用變頻器的PID控制器, 變頻器可在閉環(huán)中運(yùn)行, 以此將靜壓力維持于所需的設(shè)定值。當(dāng)VAV空調(diào)箱關(guān)閉時(shí), 傳感器就會(huì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)靜壓力的上升情況, 變頻器便會(huì)隨之做出反應(yīng)，降低進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)的速度/流量, 以此將壓力值維持于設(shè)定點(diǎn)。 　　變頻器在用于VAV系統(tǒng)時(shí)配備一項(xiàng)極為有用的功能部件，即雙區(qū)PID控制器。如果進(jìn)風(fēng)管道分為兩路，那么就有可能在兩條管路中都安裝靜壓力傳感器。變頻器可確保兩個(gè)點(diǎn)中的任意點(diǎn)靜壓力維持恒定?；蛘?，如果只有一條進(jìn)風(fēng)管道，則可在風(fēng)機(jī)附近安裝一個(gè)靜壓力傳感器，以充當(dāng)靜態(tài)高壓傳感器，從而避免損壞管道系統(tǒng)。 　　在本案例中，我們對(duì)使用進(jìn)口導(dǎo)葉或硬連線型通用變頻器的方案所需的成本與使用串行通信電纜將變頻器與樓宇管理系統(tǒng)（BMS）一體化配置方案所需的成本進(jìn)行比較。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)想，以上所示的硬連線型變風(fēng)量系統(tǒng)需要在樓宇管理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置大約16個(gè)輸入/輸出點(diǎn)，包括: 　　3x模擬輸出點(diǎn)，用于控制新風(fēng)、回風(fēng)和混合風(fēng)擋板; 　　1x模擬輸出點(diǎn)，用于控制冷卻盤管流量的冷水閥; 　　3x模擬輸入點(diǎn)，用于監(jiān)控進(jìn)風(fēng)管道、混風(fēng)管道和室內(nèi)空氣的溫度（如果多于一個(gè)區(qū)，則還包括其它內(nèi)容）; 　　1x數(shù)字輸出點(diǎn)，用于起動(dòng)/停止風(fēng)機(jī); 　　1x模擬輸出點(diǎn)，用于控制氣流（控制進(jìn)口導(dǎo)葉的位置或是控制變頻器的速度）; 　　1x數(shù)字輸入點(diǎn)（和一個(gè)連接到風(fēng)機(jī)兩端的壓差開關(guān)），用于檢測(cè)氣流/風(fēng)機(jī)皮帶斷裂; 　　1x數(shù)字輸入點(diǎn)，用于[手動(dòng)]-[停止]-[自動(dòng)]狀態(tài)切換; 　　1x模擬輸入點(diǎn)，用于顯示進(jìn)氣管道的靜壓力; 　　1x模擬輸入點(diǎn)，用于顯示進(jìn)氣管道的靜態(tài)高壓; 　　2x數(shù)字輸入點(diǎn)，用于運(yùn)行/跳閘狀態(tài)指示; 　　1x模擬輸入點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)電流，樓宇管理系統(tǒng)同時(shí)使用該數(shù)據(jù)進(jìn)行耗電量（kWh）估算。 　　如果使用暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的變頻器，并將進(jìn)風(fēng)管道和高壓進(jìn)風(fēng)管道靜態(tài)壓力傳感器直接連于變頻器，其將用串行通信將變頻器與樓宇管理系統(tǒng)進(jìn)行一體化安裝，此時(shí)只需安裝一根電纜（一個(gè)點(diǎn)）便可連接以下所有各點(diǎn): 　　風(fēng)機(jī)起動(dòng)/停機(jī) 　　管道靜壓力設(shè)定點(diǎn)（包括標(biāo)準(zhǔn)值和上限值） 　　管道實(shí)際靜壓力（包括標(biāo)準(zhǔn)值和上限值） 　　風(fēng)機(jī)皮帶斷裂的檢測(cè) 　　用于[手動(dòng)]-[停止]-[自動(dòng)]狀態(tài)切換 　　運(yùn)行/跳閘狀態(tài)指示 　　電機(jī)電流和耗電量（kWh） 　　這說(shuō)明:如果配備暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的變頻器，則只需使用7個(gè)I/O點(diǎn)，這樣一來(lái)就可以減少9個(gè)I/O點(diǎn)。樓宇管理系統(tǒng)的成本計(jì)算顯然應(yīng)包括每一控制點(diǎn)的連線和調(diào)試費(fèi)用，因此，減少所需I/O點(diǎn)的數(shù)量，便可大大節(jié)省成本。 　　除此之外，例如，使用暖通空調(diào)專用變頻器的系統(tǒng)只需安裝一個(gè)三相的熔絲電源，而老系統(tǒng)需要配備熱過(guò)載、電流互感器、電流表的星形/三角起動(dòng)器，這樣一算便可進(jìn)一步節(jié)省成本。 　　上述例子的應(yīng)用環(huán)境是特指已為VAV系統(tǒng)選擇配備了一套AHU的地方，該系統(tǒng)的壓力設(shè)計(jì)值為1916Pa、流量設(shè)計(jì)值為17.85m3/s，以此將VAV箱安放傳感器位置處的管道靜壓力維持在374Pa。本例子采用一臺(tái)功率55kW的電機(jī)，而AHU的流量控制選件則是采用進(jìn)口導(dǎo)葉或通過(guò)串行通信方式與BMS系統(tǒng)一體化安裝配置的暖通空調(diào)系統(tǒng)專用變頻器。 　　如果采用一體化安裝的暖通空調(diào)系統(tǒng)專用變頻器，其節(jié)省的安裝成本相當(dāng)于采購(gòu)和安裝變頻器總成本52%左右（即:使用變頻器的成本僅占實(shí)際總成本的48%）。這還不包括不安裝進(jìn)口導(dǎo)葉所節(jié)省下來(lái)的部分，這部分通常可占變頻器成本的35～60%，因此，一旦包括該部分，變頻器就會(huì)成為成本最低的選擇。如果僅僅根據(jù)基本安裝節(jié)省成本（忽略進(jìn)口導(dǎo)葉部分）以及每天18h、每年340天左右運(yùn)行時(shí)間下的負(fù)載情況計(jì)算，由于節(jié)能量所帶來(lái)的成本的節(jié)約，安裝變頻器的實(shí)際成本在運(yùn)行6個(gè)月內(nèi)就得以收回了。 　　除此之外，以上還未提及的是，變頻器無(wú)需配備功率因數(shù)補(bǔ)償電容，并且只需采用3根電纜即可, 而星形/三角起動(dòng)器則需要6根;變頻器不僅顯示電機(jī)電流，而且還可以顯示其它內(nèi)容（電壓、kWh、運(yùn)行時(shí)間），便于了解系統(tǒng)運(yùn)行情況;風(fēng)機(jī)加減速平穩(wěn), 可以將風(fēng)機(jī)皮帶的磨損度降到最低，而風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行也能降低機(jī)械磨損程度，從而降低運(yùn)行成本，這些都是應(yīng)該考慮在內(nèi)的。此外，BMS系統(tǒng)可以通過(guò)串行通信網(wǎng)絡(luò)接收處理更多的系統(tǒng)信息。 　　（2） 定風(fēng)量轉(zhuǎn)換成單區(qū)變風(fēng)量 　　傳統(tǒng)的定風(fēng)量（CAV）系統(tǒng)內(nèi)不配備任何流量調(diào)節(jié)設(shè)備（如同其名稱的含義）。需要調(diào)節(jié)的特定空間時(shí)時(shí)刻刻都在接收預(yù)先設(shè)計(jì)的固定氣流，根據(jù)室內(nèi)空氣溫度或回風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)冷凍水閥門，以此改變供氣溫度。按照這種做法，幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)能。 　　但是，如果CAV空氣處理機(jī)組只能服務(wù)于一個(gè)大面積的單區(qū)（例如:醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、旅館、劇院/電影院和大型購(gòu)物中心），則可能安裝一個(gè)變頻器，來(lái)模擬VAV系統(tǒng)，以此節(jié)省能量。這種建筑類型通常符合變化比較大，由區(qū)域所占面積而定。因此，可根據(jù)其所占面積調(diào)節(jié)供風(fēng)量?！　　　? 只需安裝一個(gè)變頻器，便可根據(jù)室內(nèi)或回風(fēng)溫度控制風(fēng)機(jī)速度以調(diào)節(jié)供給至單區(qū)內(nèi)的風(fēng)量（其作用等同于變風(fēng)量箱在VAV系統(tǒng)中的運(yùn)行作用）。此外，還應(yīng)在進(jìn)風(fēng)管道內(nèi)安裝一個(gè)溫度傳感器，用于調(diào)節(jié)冷凍水閥門，從而維持一個(gè)恒定的供風(fēng)溫度，其作用則等同于VAV系統(tǒng)的運(yùn)行作用。供風(fēng)溫度可因此保持恒定不變，所控制區(qū)域則需要通過(guò)調(diào)整風(fēng)量對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。 　　變頻器的最小速度通常設(shè)定為額定轉(zhuǎn)速的70%左右，以此維持供氣質(zhì)量。其速度的變化范圍則從該速度/流量至最大值，具體情況取決于控制區(qū)域內(nèi)溫度（同上）或是控制區(qū)域內(nèi)安裝的供氣質(zhì)量傳感器（例如:二氧化碳），其具體數(shù)值會(huì)根據(jù)控制區(qū)域的所占面積而有所變動(dòng)。 　　在這種情況下，如果是初次了解將變頻器用于不配備流量控制器的傳統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，可能會(huì)覺(jué)得該驅(qū)動(dòng)器價(jià)格太貴。但是，必須記住，如果使用串行通信將暖通空調(diào)專用變頻器與樓宇管理系統(tǒng)（BMS）一體化配置，則可在系統(tǒng)內(nèi)部各處實(shí)現(xiàn)成本節(jié)省。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)想，以上所示的傳統(tǒng)型定風(fēng)量系統(tǒng)如果要用于樓宇管理系統(tǒng)則至少需要大約11個(gè)硬接線輸入/輸出點(diǎn)，包括: 　　l 3x模擬輸出點(diǎn), 用于控制新風(fēng)、回風(fēng)和混合風(fēng)擋板; 　　l 1x模擬輸出點(diǎn)，用于控制冷卻盤管的冷水閥門; 　　l 1x模擬輸入點(diǎn)，用于監(jiān)控室內(nèi)空氣溫度/回氣溫度; 　　l 1x數(shù)字輸出點(diǎn)，用于起動(dòng)/停止風(fēng)機(jī); 　　l 1x數(shù)字輸入點(diǎn)（和一個(gè)連通風(fēng)機(jī)的壓差開關(guān)），用于檢測(cè)氣流/風(fēng)機(jī)皮帶的破損情況; 　　l 1x數(shù)字輸入點(diǎn), 用于[手動(dòng)]-[停止]-[自動(dòng)]狀態(tài)切換; 　　l 2x數(shù)字輸入點(diǎn)，用于運(yùn)行/跳閘狀態(tài)指示; 　　l 1x模擬輸入點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)電流，樓宇管理系統(tǒng)同時(shí)使用該數(shù)據(jù)進(jìn)行耗電量（kWh）估算。 　　如果使用暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的變頻器，并將進(jìn)氣管道和進(jìn)氣管道靜態(tài)高壓傳感器直接連于變頻器，用串行通信將變頻器與樓宇管理系統(tǒng)連成一體，此時(shí)只需安裝一根電纜（一點(diǎn)）便可連接以下所有各點(diǎn): 　　l 風(fēng)機(jī)起動(dòng)/停機(jī); 　　l 室內(nèi)（或區(qū)域）空氣/回風(fēng)溫度; 　　l 風(fēng)機(jī)皮帶斷裂的檢測(cè); 　　l 用于[手動(dòng)]-[停止]-[自動(dòng)]狀態(tài)切換; 　　l 運(yùn)行/跳閘狀態(tài)指示; 　　l 電機(jī)電流和耗電量（kWh）。 　　如果使用變頻器, 則只需使用剩余的4個(gè)模擬點(diǎn), 另加一個(gè)溫度傳感器和模擬輸入點(diǎn)。這樣就可以減少6個(gè)I/O點(diǎn)。樓宇管理系統(tǒng)的成本計(jì)算顯然應(yīng)包括每一控制點(diǎn)的連線和調(diào)試費(fèi)用, 因此，減少所需I/O點(diǎn)的數(shù)量, 便可大大節(jié)省成本。 　　正如在變風(fēng)量應(yīng)用情況下一樣，除了上述節(jié)省成本之外，使用暖通空調(diào)專用變頻器的系統(tǒng)只需安裝一個(gè)三相的熔絲電源，而老系統(tǒng)需要配備熱過(guò)載、電流互感器、電流表的星形/三角起動(dòng)器，這樣一算便可進(jìn)一步節(jié)省成本。 　　以配備了一套單區(qū)定風(fēng)量系統(tǒng)AHU的酒店會(huì)議室為例。該系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)的壓力設(shè)計(jì)值為1200Pa、流量設(shè)計(jì)值為15.5m3/s，配備了一臺(tái)功率為30kW的電機(jī)。這是應(yīng)用于一個(gè)大型單區(qū)，我們對(duì)通過(guò)串行通信方式將變頻器與BMS系統(tǒng)一體化安裝配置包括溫度傳感器的系統(tǒng)和單區(qū)定風(fēng)量系統(tǒng)進(jìn)行成本評(píng)估。 　　如果采用一體化安裝變頻器，其購(gòu)買及安裝成本便可比使用進(jìn)口導(dǎo)葉節(jié)省60%左右（即:變頻器的實(shí)際成本僅占總實(shí)際成本的40%）。變頻器在這一應(yīng)用情況下的運(yùn)行時(shí)間約為每天17h、每年365天左右。如果將氣流速度/流量的最小值限制在70%, 以此維持供氣質(zhì)量, 由于能量成本有所節(jié)省, 安裝變頻器的實(shí)際成本在運(yùn)行4個(gè)月內(nèi)得以收回了。 　　其它有關(guān)變風(fēng)量應(yīng)用中的成本節(jié)約說(shuō)明, 例如:進(jìn)一步減少電機(jī)電纜的使用量, 簡(jiǎn)化操作等, 均也適用于此處。 　?。?） 其它應(yīng)用 　　可對(duì)變頻器的其它應(yīng)用進(jìn)行同類分析，包括: 　　l 冷凝水泵:按照傳統(tǒng)的做法，冷凝水泵通常采用兩通閥進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，將流量設(shè)定于冷凍機(jī)的設(shè)計(jì)流量值。如果打開閥門，使用變頻器降低泵的轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)置流量，系統(tǒng)就能更為有效地運(yùn)行。 　　l 冷卻塔風(fēng)機(jī):按照傳統(tǒng)的做法, 冷卻塔風(fēng)機(jī)通常不加以控制, 只配備一個(gè)簡(jiǎn)易的開/關(guān)控制器或是雙速電機(jī)。如果使用變頻器, 則可將其與安裝在冷卻塔集水器或是冷凝水回路上的溫度傳感器直接連接。變頻器可以任何必需的速度/流速調(diào)節(jié)冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速, 此確保流回冷凍機(jī)的回水溫度維持于設(shè)計(jì)點(diǎn), 從而大量節(jié)省能源、降低機(jī)械磨損并降低噪音。 　　l 一次泵:一次泵與冷凝水泵幾乎完全相同, 因此, 變頻器也可用作“電子”閥。 　　l 二次泵:可通過(guò)控制二次泵將系統(tǒng)最遠(yuǎn)端負(fù)載末端壓差維持在一固定值，這樣當(dāng)冷卻盤管的閥門處于任何開度（全開除外）時(shí)均能節(jié)省能量。 5 結(jié)束語(yǔ) 　　以上分析結(jié)果表明:在所有這些應(yīng)用情況下，如果使用串行通信將暖通空調(diào)系統(tǒng)專用的變頻器融入樓宇管理系統(tǒng)BMS內(nèi)，安裝變頻器的實(shí)際成本則僅占表面成本的一小部分。同時(shí)，用變頻器代替其它的一些流量調(diào)節(jié)或控制裝置是最有效的節(jié)能方法。因此，這項(xiàng)解決方案可為系統(tǒng)提供最低的初期成本及最高的運(yùn)行節(jié)能率。 [b]參考文獻(xiàn) [/b]　　[1] VLT6000設(shè)計(jì)手冊(cè)[Z]. 丹佛斯有限公司. 　　作者簡(jiǎn)介 　　Andrew Cooper 丹佛斯傳動(dòng)與控制部暖通空調(diào)系統(tǒng)亞太區(qū)業(yè)務(wù)經(jīng)理, 暖通空調(diào)系統(tǒng)控制專家, 負(fù)責(zé)丹佛斯傳動(dòng)產(chǎn)品在亞太區(qū)暖通空調(diào)領(lǐng)域的推廣。曾在國(guó)內(nèi)外多家暖通雜志上發(fā)表過(guò)多篇關(guān)于暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能和運(yùn)行優(yōu)化的論文。