變頻技術在中央空調制冷系統中的應用分析

羅斌

（邵陽學院機械與能源工程系，湖南 邵陽 422000）

變頻技術在中央空調制冷系統中的應用分析

Application of frequency conversion technology in central air conditioning and refrigeration systems

羅斌

（邵陽學院機械與能源工程系，湖南 邵陽 422000）

隨著當前中國經濟的快速發展，我國在注重發展科技技術的同時提倡節能環保，從能源角度來講，節能減排是國家提倡的經濟發展口號。如何在發展經濟的過程中促進高效節能，將口號變得具體可行。本文從中央空調制冷系統出發，提出變頻技術在其中的應用，以此更進一步的探討節能途徑。

變頻技術；中央空調；制冷系統；應用分析

當前隨著經濟的快速發展，國民生活水平在逐漸提高，人們要求有更高的生活質量與生活標準。空調作為一項常用以及普及的家用電器，走進了千千萬萬戶的生活，無論是在民用還是商用建筑中都具有較高的使用效率。隨著當前我國發展節能減排口號的提出，能源問題已成為國家與企業關心的問題，對于空調生產者來說，利用先進的科技技術發展節能空調可以節省用電，為國家節能減排事業做貢獻。所以，對于空調設計者來說，開發節能系統設計已成為研究者在開發過程中急需解決的問題。

1 現有的中央空調存在的問題

制冷系統、冷凍水循環系統、風機盤管系統、冷卻水循環系統和冷卻水塔系統是現有的中央空調系統五大組成部分，其主要是由一系列的熱交換器和流體機械系統相應組合而成。雖然傳統的中央空調系統在使用過程中結合了這些系統相應而成，但其在使用過程中存在大量的漏洞與弊端。

1.1 電機起停頻繁，影響設備的長期使用

對于系統運作來說，過度頻繁的起停，會帶來過度的機械沖擊和承重現象，這些都會給相應的硬件機械設備帶來疲勞損傷，從而對設備的長期運行帶來不利影響。同時，在通常情況下，起動電流是額定值的5倍左右，過度頻繁的起動還會由于巨大電流產生的影響導致電弧的沖擊，嚴重時還會對電網帶來沖擊。所以，現行的電機起停頻繁如果得不到解決，將會直接影響設備的長期使用。

1.2 通過節流閥等調節流量等，存在大流量小溫差現象

在傳統的系統使用中，都是利用調節閥和節流閥等來調節壓力和流量的，這種方法存在著較大的誤差，不僅會使得空調在運行時不按照額定設計運行，而且還會造成浪費大量電能等情況。因此，這些都會給設備的運行帶來不利的影響，從而導致較大電流損失和大流量小溫差等現象的發生。

1.3 空調負荷要求的不均勻性

空調在使用過程中要考慮季節、溫度等的變化，在中央空調設計使用中，要保證即使是在大氣溫度最高的情況下也能使用，但是按照這種情況設計出來的空調具有50%的富裕量，但是在平常的使用過程中，是不能達到這些滿負荷的。因此，存在著大量的能量浪費的現象。所以，在每年的氣象條件具有周期性變化規律的今天，我們可以通過改變系統模式以使得空調負荷要求更加均勻，節省更多的能源。

2 變頻器結構及原理

所謂的變頻器技術，其不是單一的系統理論體系，它是建立在微電子技術、電力電子技術、控制技術和計算機技術等基礎之上的，因此，就目前的市場前景來看，其具有較大的發展潛力和使用價值。

其工作的重點是通過將外部電流流經三個控制電路，首先經過整流電路，通過整流給逆變電路和直流中間電路提供直流電源，直流中間電路為通過將輸出過程中的直流電路進行平滑，最終得到質量較好的直流電源。最終，通過三個步驟的緊密配合，組成的控制電路將平滑電路輸出轉化為頻率和電壓都可以任意改變的交流電源，以最后完成調節電機轉速的目的，實現設備的高性能發展。

近年來，隨著當前社會對變頻器的需要，變頻器控制系統具有了更多的效用與功能。其與傳統的交流系統相比，在使用過程中不僅工作運行程序簡單，而且調整速度快，調控結構簡單，通過簡單、方便的操作，使得變頻技術在各個領域得到了廣泛的應用。當前，隨著中央空調性能要求提高的整體需要，變頻器技術在制冷系統中的使用逐漸成為趨勢。

3 應用及節能分析

當前，中央空調的制冷系統就是完美利用變頻技術，從而使得制冷技術完美使用，發揮變頻技術的巨大優點。制冷空調系統是由五大循環系統組成，它們分別是室內負荷循環、冷凍水循環、冷媒循環、冷卻水循環和室外負荷循環。通過將這五大系統整理、發展，已達成節能的作用。因此，對于中央空調節能省電方面的應用來說，通過將五大系統采用變頻技術，已達到節能省電的作用。

3.1 制冷壓縮機

對于制冷空調來說，制冷壓縮機是廢電的一個關鍵環節。想要在此環節節能，調節的關鍵就是要對壓縮機進行改造，例如，通過使用變頻器，將電流、電壓和轉速隨著其頻率一起下降，減少電機的負載損耗，達到提高運行控制精度的作用。通過使用變頻調節，將可以節省35%～60%的電力。所以，對于整個制冷空調來說，壓縮機節能將很大的提高其系統的節能技術。

3.2 風系統

傳統的固定風量控制系統使得新風量的調節不僅不方便而且空調的能耗居高不下。一旦引入新風VAV變頻環節，可以調整節約30%的空調負荷，節省大約50%的能耗。這種使用方法將改變送風靜壓以及溫度等來控制，通過變靜壓和變溫度法等來達到更加節能、舒適等效果。

如今，隨著當前人們對生活要求的提高，市場上新推出智能變頻集中式中央空調，這種空調通過將中央空調與家用空調的優點相結合，從而得到更多的節能環保、靈活設計等方面的優勢，從而使得空調發展達到更高的水平。

3.3 循環水泵

在整個制冷空調系統中，循環水泵在整個水系統節能中占有重要意義，傳統的循環水泵通過采用VMV系統，由系統負荷的大小自動調節運行時的負荷程度，將會產生能源效率和控制效果等方面的問題，通過在此系統中加入變頻器技術，利用熱量平衡關系式，最終完成節能的目的。

4 總結

對于當前中央空調制冷系統來說，其在使用中存在著一系列的不容忽視的問題，因此，通過使用變頻技術，已達到節能、省點、提高控制精度和運行效率，并達到環保等目的。

隨著當前人們對生活質量的要求逐漸提高，國家對節能減排重視程度的逐漸加深，新型的變頻技術由于具有一些適合當前政策及人們生活需要的使用優點，因此具有良好的發展平臺。無公害化、易操作化及高性能和小體積化等，都將會為中央空調制冷技術系統的發展提供更好的應用條件。

［1]潘金文，汪瓊珍. 變頻控制技術在中央空調水系統中的應用［J］. 工程建設與設計，2014.

［2]何先成，徐南波. 變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能分析［J］. 機電工程技術，2012.

［3]胡書琴，張九根. 變頻節能技術在中央空調水系統中的應用研究［J］. 電氣應用，2013.

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TB657

1009-797X（2016）04-0030-02

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10.13520/j.cnki.rpte.2016.04.013

羅斌（1994-），男，本科在讀，研究方向為制冷與空調。

2015-12-28