中央空調(diào)的變頻控制設(shè)計及其節(jié)能探討

莊立群（江蘇省宜興中等專業(yè)學校,江蘇 宜興 214200）

中央空調(diào)的變頻控制設(shè)計及其節(jié)能探討

莊立群
（江蘇省宜興中等專業(yè)學校,江蘇 宜興 214200）

隨著我國經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，中央空調(diào)也得到了普及。節(jié)約能耗是中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。文章主要對中央空調(diào)系統(tǒng)的各個部分的變頻控制進行了分析，并進行了節(jié)能分析。

中央空調(diào); 變頻控制設(shè)計; 節(jié)能

隨著人們生活水平的不斷提高，中央空調(diào)的應(yīng)用也更加廣泛，并為人們創(chuàng)造了舒適的環(huán)境。但中央空調(diào)的高能耗也是中央空調(diào)發(fā)展中需要解決的重要問題。應(yīng)有效應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來降低空調(diào)的運行成本。

1 中央空調(diào)的工作原理

中央空調(diào)系統(tǒng)的類型主要有冷熱水機、風管機等，根據(jù)其類型可進行工作原理的區(qū)分。風管機主要是利用室內(nèi)機的制冷劑蒸發(fā)的原理來進行制冷。制冷時，室外的制冷機組將氣體制冷劑進行吸收，然后壓縮，輸送到各機組，然后通過回風口吸入冷空氣，再通過散流器將其輸送到室內(nèi)。冷熱水機組的工作原理主要是通過熱媒水和冷媒水來進行制熱和制冷。制熱時，對熱媒水升溫，制冷時，對冷媒水降溫。

2 主機制冷系統(tǒng)變頻控制設(shè)計

主機在制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。一般主機制冷循環(huán)系統(tǒng)的能量消耗是中央空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗的百分之六十以上。因此要達到節(jié)能的效果主要是在中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中達到節(jié)省主機制冷循環(huán)系統(tǒng)的能耗。主機制冷系統(tǒng)的重要部分是壓縮機，因此設(shè)計時主要壓縮機的變頻控制進行合理的設(shè)計。充分發(fā)揮變頻控制的作用能夠很好的降低壓縮機的振動，能夠降低機器的溫度并且避免噪音的出現(xiàn)。并且變頻設(shè)計可以使主機系統(tǒng)進行負載變化的檢測，并減小啟動電流，實現(xiàn)軟啟動和軟制動。在設(shè)計中壓縮機的變頻參數(shù)是固定的，需要通過設(shè)備的實際運行情況進行調(diào)整，優(yōu)化壓縮機的變頻控制設(shè)計，使得中央空調(diào)系統(tǒng)在運行時達到好的運行狀態(tài)。同時還要根據(jù)實際情況來進行中央空調(diào)機組運行參數(shù)的修改，減小設(shè)備功耗量。并且壓縮機可以采用多機并聯(lián)制冷方式，在開機時，可以先讓所有的壓縮機都投入工作，將冷凍水的出口溫度降低到八攝氏度以下，在運行一到一點五個小時后將部分壓縮機關(guān)閉，由剩余的壓縮機變頻來進行制冷量的維持，冷凍水的出口溫度會在九攝氏度到十二攝氏度之間波動，并且這種工作狀態(tài)的取得的制冷效果很好，節(jié)能效果也很顯著。

3 送風系統(tǒng)變頻設(shè)計

中央空調(diào)系統(tǒng)的送風系統(tǒng)需要送風設(shè)備來進行完成相應(yīng)的變頻控制設(shè)計，送風設(shè)備主要包括變風量風機、盤管風機、新風機、回風機等。送風系統(tǒng)中的變頻器用來完成地風機的轉(zhuǎn)速，使得風機能夠正常穩(wěn)定的運行。同時保證變頻控制的工作效率，防止冷凍水從頂棚溢出，提高系統(tǒng)控制效率，保證系統(tǒng)的節(jié)能效果。并且送風系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計是實現(xiàn)節(jié)能的重要途徑。并且中央空調(diào)的溫度控制區(qū)域?qū)κ孢m性的要求較高，實現(xiàn)變頻風機的變頻控制需要恒溫PID，在進行實際設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)用戶的一些需求來調(diào)整。若是大型中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計，在設(shè)計時為解決負荷過大的問題，應(yīng)采用多段變風量的控制方式，通過使用這種控制方式來進行風量的估算，然后對主機微控制器編程來實現(xiàn)估算。若系統(tǒng)需要較小的風量，可以通過控制吹風機轉(zhuǎn)速來減少風量，減少風機能耗。

4 水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計

水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計也是中央空調(diào)的變頻設(shè)計的重要部分。水循環(huán)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速技術(shù)，通過調(diào)整速度運行冷凍水和冷卻水。但在調(diào)速的過程中應(yīng)做好水泵電機的轉(zhuǎn)速的控制，使得電機輸送過程中能量能夠得到很好的利用。同時應(yīng)結(jié)合實際情況對待水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計原則。水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計。冷卻水系統(tǒng)變頻控制的設(shè)計一般是通過水溫和機組形成閉合的控制系統(tǒng)，發(fā)揮變頻調(diào)節(jié)的作用。若室溫較低，空調(diào)在制冷時就不會有太大的負荷，并且通過變頻控制能夠減少冷凍水泵轉(zhuǎn)速達到降低能耗的作用，若室內(nèi)溫度很高，設(shè)備制冷時的負荷就會較大，需要提升冷凍水泵的轉(zhuǎn)速來降低室內(nèi)溫度。由此可知，在進行變頻控制設(shè)計時要結(jié)合實際進行考慮。并且冷凍機組的配置應(yīng)以最大負荷來進行考慮，設(shè)計時要做好百分之十到百分之二十的設(shè)計余量。因此在進行中央空調(diào)的節(jié)能設(shè)計中要很好的分析電機電源的頻率，并進行合理的調(diào)整，改變電機轉(zhuǎn)速，做好泵的流量、軸功率及轉(zhuǎn)速的控制。對于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計，需要通過溫度床來進行水溫和水量的控制，同時將傳感器安裝在水管冷凍水的回水管處， 并將結(jié)合PID調(diào)節(jié)器和變頻器，形成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。同時需要修正頻率來進行冷凍水的溫差的控制，使得電機轉(zhuǎn)速能夠有效的保持在穩(wěn)定的數(shù)值。在冷凍水循環(huán)的運行過程中，由風機組件調(diào)節(jié)出水量，使得水泵電機的功率能夠得到有效的降低。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的制冷模式為，若室溫較低，在制冷的過程中，產(chǎn)生的負荷就不會太大，并且通過變頻控制能夠有效降低水泵轉(zhuǎn)速來減少能耗。若室內(nèi)的溫度很高，設(shè)備在制冷時會產(chǎn)生較大的負荷，這時需要將冷凍水泵的轉(zhuǎn)速進行適當?shù)脑黾樱员氵_到使室內(nèi)溫度快速降低的目的。因此當室內(nèi)溫度值不穩(wěn)定，不斷發(fā)生波動時，中央空調(diào)的冷凍水泵的轉(zhuǎn)速也會隨之發(fā)生一定的調(diào)整，不斷發(fā)生變換。并且當一臺電機達不到其工作所需要的功率值時，需要增加第二臺電機的投入使用，以此類推不斷增加使用，直到達到相應(yīng)的要求為準。

總之，中央空調(diào)系統(tǒng)的高能耗是目前亟需解決的問題，并且會限制中央空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展。需要采取變頻技術(shù)來很好的降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

[1]馬德杰.中央空調(diào)的變頻控制設(shè)計及節(jié)能分析[M].城市建設(shè)理論研究,2014,08（22）:39-40.

[2]丘呈龍.中央空調(diào)的變頻控制設(shè)計及節(jié)能分析[J].科技創(chuàng)新導報，2012,05（31）:78-79.

[3]朱里.淺析變頻器發(fā)展和應(yīng)用趨勢[DB].http://www.zytxs.com/ paper/pp10743.html.