一般冷却水塔係採用并联运转方式加装变频器,并以维持冷却水塔出水温度与外气湿球温度为 一固定之趋近温度(一般为3~5oC),控制冷却水塔风扇转速,以达到节能之目地。一般冷却水塔系统架构图如图5所示。其动作原理说明如下:
(1)冷却水系统进出水端之温度感测器(T1,T2),我们蒐集侦测其散热度,通过冷凝器的温度差控制,可使冷却水泵浦转速相对应于出水和回水温差之热负载的变化而变化。
(2)当冷却水低于设定值,则开旁通阀省下不必
要之冷却水流经散热风扇,以节约能源。
(3) 经由PLC之PID自动运算控制功能,自动调整最适当的频率及增减冷却水塔的最佳
运转台数及变频加/卸载,不仅满足散热风量,并可达成能源之最低损耗。变频节能原理关于AHU及冷却水塔之节能动作原理,皆藉由调节风车流量大小来达到节能功效。调节流量的方式有很多种,但採用变频调节流量最能发挥节能效率。其省能原理兹简短
说明如下:
如图6所示,为一表示排风流量Q与排风压力H关係之曲线图。其中,Hn1 为额定速度下之泵性能曲线,R1及R2表示不同的风道阻力曲线。因此,A点即表示在R1风道阻力及额定转速之运转条件下。而其排风流量与排气压力分别为Qa与Ha。
图5 冷却水塔系统架构图
图6 H-Q特性曲线图
泵浦轴功率可表示为:
其中, K:常数; η:泵效率而A点之运转条件为在R1风道阻力及额定转速, 而对应之排风量与排气压力分别为Qa与Ha。
此时A点泵浦轴功率可表示为:
若採用节流控制使流量由Qa降低为Q',则造成风道阻力曲线由R1提高至R2表示,与Hn1相交出B点运转条件,而排气压力会提高至Hb,。
此时B点泵浦轴功率可表示为:
若采用变频控制直接降低转速,此时泵性能曲线改由Hn2表示之,若流量由Qa降低为Q’时,可与Hn2相交出C点运转条件,此时排气压力降低为Hc。
而C点泵浦轴功率可表示为:
因此节流控制与变频控制同样将流量由Qa降低至Q',但由于变频方式不会造成风道阻力上升而产生更高的排风压力。
因此变频方式与节流方式之间的功率差可表示为:
此差值亦为节省之能源。