关于电机对风机盘管机组节能影响的研究

赵成龙

（珠海格力电器股份有限公司 珠海 519070）

引言

采用水系统中央空调的建筑中，中央空调的运行能耗占总能耗的60 %以上。统计数据表明，中央空调末端设备运行能耗高于冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的能耗，占中央空调能耗的比例高达1/3[1]，风机盘管机组作为中央空调主流末端，研究其能耗对中央空调系统节能具有深远意义。

风机盘管机组的能耗主要是在两方面，水力部分的能耗和电机的能耗[2]。其中降低电机能耗主要通过合理匹配机组的电机，减小对机组输入功率的影响，因此，本文对比单体交流电机、直流电机以及搭载在风机盘管机组上测试两者对输入功率的影响，从而得出不同类型电机对风机风管机组节能的影响结论。

1 单体电机功耗测试

1.1 测试方法

将交流电机、直流电机分别安装在电机性能测试台上，电机的轴通过联轴器与测功机相连：①针对风机盘管现有电机，先在测功机上调整转速，调整到高中低档的转速，在测功机上测出电机的输入功率和输出功率；②第二步，对于无刷直流电机，在测功机上调整输出功率同交流电机一致，并调整无刷直流电机的转速同交流电机一致，然后测出电机的输入功率。

1.2 测试结果分析

分别调档至高、中、低（分别为560 rpm、760 rpm和930 rpm），对比相同转速和输出功率调节下，交流电机和直流电机的输入功率情况，从而得出交流电机和直流电机的节能率（交流电机和直流电机的相同转速下，节能率=（交流电机输入功率-直流电机输入功率）/交流电机输入功率，试验结果见表1和图1。

图1 单体电机性能对比图

表1 单体电机性能数据

1）在相同低档转速和相同输出功率条件下，同比交流电机，直流电机输入功率降低44.7 W，节能率达79.5 %。

2）在相同中档转速和相同输出功率条件下，同比交流电机，直流电机输入功率降低42 W，节能率达63.2 %。

3）在相同高档转速和相同输出功率条件下，同比交流电机，直流电机输入功率降低38.6 W，节能率达49 %。

2 风机盘管性能测试

2.1 测试方法及工况

风机盘管机组按照GB/T 19232-2019规定的测试方案，按照表2所示的工况进行试验。

表2 试验工况

2.2 试验要求[3]

试验结果合格应满足如下要求：

1）风量不低于额定风量的95 %，输入功率不大于规定值的110 %。

2）供冷量不低于额定值的95 %。

3）在整个试验过程中，机组箱体表面、风口应无凝露水滴下；暗装机组箱体表面应无凝露水外滴。接水盘等接水部件接水良好，排水顺畅，风道内不允许有水滴吹出和漏水现象，凝露水不能顺导线、面板流入电器盒中。

2.3 试验结果分析

1）风量试验结果见表3和图2。

图2 供冷下的风盘输入功率对比图

表3 风量测试结果

2）安装直流电机的风机盘管的风量不低于额定风量的95 %，输入功率不大于规定值的110 %。

3）在低档转速下，同比交流电机，安装直流电机的风机盘管输入功率降低70.7 W，节能率达69.3 %。

4）在中档转速下，同比交流电机，直流电机的风机盘管输入功率降低64.9 W，节能率达51.1 %。

5）在高档转速下，同比交流电机，直流电机的风机盘管输入功率降低70.6 W，节能率达42.2 %。

凝露试验合格，具体情况：机组额定电压，频率，低风档运行，在凝露工况下稳定运行4 h后观察凝露现象，静压0 Pa，进出水6/9 ℃，底盘上部边缘有凝结水没有滴落现象，机组上钣金件盖板靠出风口端凝结有凝露水珠，无滴落，机组左右两边钣金件上凝结有大量凝结水，并滑落到接水盘，机组进出水口钣金有大量凝结水珠，并顺势滑落到接水盘，接水盘接水良好排水顺畅，打开电器盒查看内部无凝结水，停机转高风档运行10 min，期间观察机组出风口没有凝露水吹出现象并且四周钣金没有结凝露水，无异常。

3 耗电量检测

选取某办公楼A室，不同位置分别安装2台风机盘管机组，其中一台为原装交流电机，另一台为直流电机，并保证直流电机在高、中、低档下的转速与交流电机完全一致，现通过云控表连接机电检测分别采用交流电机和直流电机的风机盘管实时运用功率和耗电量。

3.1 检测结果

实时功率监测结果见表4和图3。

表4 实时功率监测结果

图3 实时功率消耗对比图

1）在低档转速下，同比交流电机，风机盘管的直流电机的消耗功率降低89.2 W，节能率达88.3 %。

2）在中档转速下，同比交流电机，风机盘管的直流电机的消耗功率降低101.2 W，节能率达85.5 %。

3）在高档转速下，同比交流电机，风机盘管的直流电机的消耗功率降低125.2 W，节能率达83.4 %。

耗电量监测结果见表5和图4。

图4 耗电量对比图

表5 耗电量监测结果

实施检测期间，同比交流电机，直流电机风机盘管消耗电量降低49.63度，节电率达88.6 %。

4 总结

采用无刷直流电机替代风机盘管用的交流电机，对比测试分析结果总结如下：

1）单体电机试验结果表明：同比交流电机，直流电机输入功率降低（38.6 ～44.7）W，功耗下降率（49～79.5）%。

2）风机盘管性能试验结果表明：直流电机的风机盘管风量的满足要求，且同比交流电机，直流电机的风机盘管功率消耗下降（51.1～70.7）W，功耗下降率（42.2～69.3）%。

3）供冷量试验结果表明：同比交流电机，直流电机的风机盘管的供冷量提高481 W,提升了5.2 %；同时功耗降低95.9 W，功耗下降率达55.1 %。

4）噪声试验结果表明：直流电机的风机盘管比国标噪声限值低3.1 dB（A），且同比交流电机，直流电机风盘的高档运行时噪声降低2 dB（A），中档运行时噪声降低4.3 dB（A），低档运行时噪声降低6.3 dB（A）。

5）分别对办公室的直流电机风机盘管和交流电机风机盘管的耗电量（10月15日至12月1日期间）进行监测，结果显示：同比交流电机，直流电机风机盘管消耗电量降低49.63度，节电率达88.6 %。