一般情況下
空調機組在設計時機組的總風量都要比實際應用偏大一些，風機工頻運行時，往往都采用關小閥門的開度來調節(jié)風量，根據風機特性曲線，運行工況點向后移動，輸出流量減少，揚程增大，從而造成了風管阻力增大，大量的能源浪費在阻力損耗上。由流體傳輸設備風機的工作原理可知，風機的流量與其轉速成正比；風機的壓力（揚程）與其轉速的平方成正比，而風機的軸功率等于流量與壓力的乘積，故風機的軸功率與其轉速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）。根據上述原理可知：改變風機的轉速就可改變風機的功率。
例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50（P為電機軸功率）；將供電頻率由50Hz
降為40Hz，則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P為電機軸功率）。由以上內容可以看出，用變頻器進行流量控制時，可節(jié)約大量電能。
用閥門、自動閥調節(jié)不僅增大了系統(tǒng)節(jié)流損失，而且由于對空調的調節(jié)是階段性的，造成整個空調系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)；工頻轉換為變頻后，使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，并延長機組的使用壽命。
1 奧星北京制造中心潔凈廠房空調機組現狀 北京奧星恒迅包裝科技有限公司北京制造中心是國內醫(yī)藥包裝材料生產領先企業(yè)，主要生產輸液用膜，接口蓋等，制造中心工廠位于北京雁棲經濟開發(fā)區(qū)，共有1#，2#兩座廠房，為ISO7級和ISO8級潔凈廠房，分別由8套空調系統(tǒng)提供潔凈空氣，設計換氣次數為20次/小時。空調機組由DDC進行簡單控制溫度和濕度。全部空調機組未配置變頻 器，全部工頻運行。通過對8套空調機組設備出力調查，計算房間實際需要的送風量，發(fā)現風機的額定總風量遠遠大于實際需要的總風量。存在較嚴重的“大馬拉小車”的現象，解決這個問題，一般情況下有兩種方案，一是更換風機，配置滿足實際需要風量的風機；二是為現有風機配置變頻器，實現變頻節(jié)能。理論上講，方案1投資費用低，節(jié)能效率高，但是由于該機組是10年前的設備，必然存在設備選型難，技術改動量大，施工周期長等缺點，尤其在制藥包裝材料行業(yè)要求供貨期限精確，很難給出較長的時間進行技術改造；方案2投資費用高，節(jié)能效率也比方案1差，但是考慮該方案雖然施工工期較長，但是與老系統(tǒng)對接時間短，只需要生產停產1天時間即可完成，并且由于粗效，中效，高效過濾器的阻值隨使用時間而增加，系統(tǒng)也需要具備變風量調節(jié)的能力；綜合考慮，選擇為機組增加變頻器節(jié)能是較好的方案。經理論計算安裝變頻器一年可節(jié)約電能55萬千瓦時。
2 動力監(jiān)控系統(tǒng)的建造
綜合考慮動力各系統(tǒng)關鍵控制的自動監(jiān)視，記錄，報警需要，結合空調機組實現變頻節(jié)能，公司決策投資建造動力監(jiān)控系統(tǒng)。項目由奧星制藥設備（石家莊）有限公司承建。動力監(jiān)控系統(tǒng)采用CPU S7-313C-2DP控制系統(tǒng)，CPU 313C-2DP 是一款帶有中等規(guī)模程序量和PROFIBUS DP 主／從接口的CPU。該CPU提供了一個理想的平臺用于在軟件中實現簡單的技術功能任務，例如：運動控制、標準/模塊化PID控制運行軟件實現閉環(huán)控制任務和可以使用于過程處理相關的功能，自帶的ProfiNet接口可以實現和WinCC快速通訊，確保數據傳輸的實時性。上位監(jiān)控軟件選用SIEMENS公司的WinCC，SIMATIC WinCC（視窗控制中心）是西門子（SIEMENS）在自動化領域中的先進技術和Microsoft的強大功能相結合的產物。SIMATIC WinCC 是一個模塊化、可延展的系統(tǒng)，擴展非常靈活，能用于工業(yè)工程中的單用戶系統(tǒng)，直到復雜的多用戶解決方案。用于操作和監(jiān)控、報警、記錄、歸檔和管理等功能。該控制系統(tǒng)為8臺空調機組新安裝了變頻器，具備就地，遠程控制；自動，手動控制功能。
3 空調系統(tǒng)的再調試 空調機組安裝變頻器不能自行實現節(jié)約電能，空調系統(tǒng)的再調試才是空調系統(tǒng)真正實現節(jié)能效果的關鍵。在保持換次次數不變的前提下，逐次減少變頻器頻率，同時逐次開大各送風閥的開度，保持機組送風量不變。調整結果如下：
4 空調機組變頻節(jié)能驗證
理論上風機功率與電源頻次的三次方成正比。通過測試風機電機的運行電流進行驗證。在空調系統(tǒng)再調試中，對4#空調機組進行了數據測試。數據如下：
5 本項目節(jié)電效果及投資回報期
根據空調機組調整后的頻率數，年運行天數取300天，綜合電費取0.75元/度。經計算年節(jié)約電65萬度，電費49萬元，總節(jié)能率48.8%。本項目總投資80萬元。投資回報期=1.6年。同時本動力監(jiān)控系統(tǒng)實現了以下功能作為附加值：全部動力系統(tǒng)關鍵控制參數的自動監(jiān)視，記錄，報警；歷史數據歸檔查詢；手機短信報警；局域網遠程監(jiān)視等功能。本項目根據目前潔凈室的換氣次數=20次/小時，日常塵埃粒子檢測數據與標準對比，還有通過減少換氣次數節(jié)能的潛力。同時有在不生產期間維持最低頻率運行的節(jié)能潛力。等待進一步研究實現。
6 結語
空調機組變頻節(jié)能在今天已經普遍應用，但是一些老系統(tǒng)由于局限于當時設計理念，投資費用，技術水平的局限性，在建造時沒有配置變頻器。現在可以通過技術改造進行變頻節(jié)能。但是一些單位和運行人員對變頻器節(jié)能的基本工作原理存在理解的誤區(qū)，認為只要安裝變頻器就能實現節(jié)電。其實新安裝變頻器節(jié)電最基本的基礎是原風機存在“大馬拉小車”的現象，即風機的額定風量遠大于實際需要的送風量。變頻器安裝后一定要進行空調系統(tǒng)的再次調試，在減少運行頻率的同時，還要保證風機送風量不變，及房間換氣次數不變。
所以建議在新建項目中，空調系統(tǒng)一定要配置變頻器，單臺風機PLC(或DDC)控制，安裝基于PC機工作站的空調管理系統(tǒng)HMS（HVAC Management System），實現空調系統(tǒng)的節(jié)電。并計算定義不生產期間，為保持房間正壓的最低運行頻率。最好空調控制系統(tǒng)設置節(jié)能鍵，一鍵完成設置。
在本次空調系統(tǒng)的再調試中，還有一個意外收獲，風機總送風量與房間內實際測出的總風量存在較大差距。分別是：18168M3/H, 16319 M3/H。說明總系統(tǒng)漏風率相當嚴重，但是基于現狀，沒有很好的措施解決該問題。因此在空調風管施工過程中一定要嚴格控制風管的漏風率。嚴格按施工規(guī)范要求制作風管咬口，法蘭密封墊一定使用防漏搭接形式。并認真做好漏風測試。這些容易忽略的工作，雖然對系統(tǒng)的質量和使用影響不大，但是對于節(jié)能卻是非常關鍵。
空調機組實際總送風量與潔凈室實際獲得總送風量比較如下表：
