變頻節能技術在中央空調中的應用探討

羅曉輝

摘 要：為了保證建筑物室內溫度的有效調節，中央空調的應用越來越廣泛，但中央空調在使用中都是按照其所能調節的溫度極限運行的，所以，不可避免地會出現能量消耗過量的情況。變頻節能技術在中央空調中的應用有利于改善能量消耗過大這一情況。從中央空調存在的不合理之處出發，分析了變頻節能技術原理，并提出了其在中央空調中的應用，旨在促進空調的節能技術發展。

關鍵詞：變頻節能技術；中央空調；冷卻水；能量消耗

中圖分類號：TM921.51 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.152

隨著城市化的不斷加快推進和建筑行業的不斷進步，中央空調開始越來越多地出現在城市居民的生活中，中央空調主要是由空調制冷劑、冷凍水循環系統、散熱水塔、風機盤管等部分組成。由于城市居民生活水平的提高，使得中央空調的使用越來越頻繁，出現了巨大的能量消耗。為了能夠改善這一情況，在空調中使用變頻節能技術成為必然。

1 中央空調系統中存在的不足

1.1 空調負載設置不合理

中央空調的負載是空調能承載的極限，這種設置能最大程度地滿足人們的使用需求，但是會產生相當大的能量消耗，造成資源浪費等情況。人們在使用空調時，常將溫度設置為空調的極限值，導致中央空調在其運行中經常處于超量的狀態，雖然人們根據自身需要調節空調的溫度，但是由于空調本身的負載設置，水泵量的大小未根據溫度的調節而產生變化，易造成極大的浪費。為了改變這一現象，必須改善空調的運行系統，對空調內部電擊進行相關節能處理，減少消耗的產生。

1.2 冷卻水系統不合理

在進行空調冷卻水系統的設計時，為了最大程度地滿足人們的需求，通常將極限值設置到最大標準。但在實際生活中，基本上不會出現使用極限值的情況，因此，水電機在運行中超出了實際的能量使用范圍。溫度調節過低或過高、極限值設置過大，就會出現嚴重的資源浪費。冷卻水電機的運轉速度是確定的，溫度調節到極限值時，水電機轉速較高，從而推動水的流動，因此，產生了較大能量消耗。

1.3 電機的頻繁啟停

由于中央空調的設置與家庭使用空調的設置不同，如果經常開啟或停止空調，就會影響到空調的使用壽命。如果電機在運行中突然停止，就會產生相應的電流，易發生短路現象，甚至造成零部件燒毀的情況，嚴重影響空調的使用壽命。

2 變頻節能技術的原理

2.1 變頻器在中央空調中的工作原理

中央空調系統總的變頻器在空調整體的節能改造中起著至關重要的作用。空調中變頻器分為交-交、交-直-交的形式，交-交的變頻形式就是將工頻的電流直接轉換為電壓、頻率都可以調節的交流電，也可稱為直接式變頻器；交-直-交形式的變頻器是將系統內工頻交流電轉變為直流電，然后將直流電轉換成電壓、頻率都可以調節的交流電，也稱做間接式變頻器。

2.2 變頻節能的功能

在變頻使用之前的空調電機工作狀態下，功率相對固定，這導致水流流速過快、交換時間大幅縮短。由于電機內水流速度是通過電機的運轉來決定的，而電機也決定了空調功率的大小，因此，電機在其工作狀態下輸出功率與水流速度是成正比的。變頻機能技術就是通過這一原理降低水流速度，從而降低電機輸出功率的，這既能保證溫度調節的需要，還能很好地降低運行中的能量消耗。

2.3 變頻式電機的啟停功能

正常空調電機在工作狀態下突然停止時，會產生大量的電流量，導致電機承載較大的電流，易出現系統內調水管道斷裂的情況。變頻式電機的出現解決了空調的啟停問題，變頻本身具有一種軟啟動功能，在突然停止或啟動時，通過軟啟動來達到電流緩慢的上升目的，保證空調的正常運轉，減少能量消耗和電機損耗問題。

2.4 變頻技術在空調中運作的節能原理

經過空調變頻技術的不斷改善，現在的變頻式電機已經可以具備自動調節電機運轉的功能，通過對冷卻水流速度的控制，在保證空調正常運轉的功率下，避免出現了電機超負荷的情況，以保證空調能耗的降低，使空調朝著低耗的方向發展。

3 變頻節能技術在中央空調中的應用

變頻式電機在中央空調中的使用越來越受到人們的喜愛。中央空調系統中的暖和冷的輸送都是通過水來實現的，將預熱交換器的清潔空氣通過空調風機直接輸送到室內中來，達到調節溫度的目的。在水溫恒定的情況下，有效地改善帶入室內的溫度量，從而更加方便地調節室內溫度，用戶可根據自身需要來調節溫度。變頻技術的使用，可實現風機的無級變速，在空調變頻的同時，將輸送電壓改變到節能狀態。這不僅能節約能源消耗，還能有效降低空調運行產生的噪聲，有經濟性、舒適性等多個特點。變頻器的軟啟動還能夠有效地調整空調運作的平穩性，減少對系統內電網的沖擊，減少后期的維修成本。

變頻技術在電機的送風運行中可將冷風首先吹到指定位置，有效達到降溫的目的。在改變送風量和溫度時，可對室內溫度進行有效控制。對于空調冷凍水系統，出水溫度直接由蒸發器設定值來控制，溫度將直接取決于空調電機的熱負荷能力，空調的冷凍出水與回水溫差不超過6 ℃。現階段使用的蒸發器出水與回水管道上設置有由溫度變送器、變頻器和溫差調節器組成的閉環控制系統，通過對水溫的控制，使冷凍水泵的運轉通過熱負載而變化。對于冷卻水系統，由于冷凝器進水的溫度由環境溫度決定，所以，只需要嚴格控制高溫冷卻水的溫度，就可以對溫差進行有效控制。

4 結束語

變頻節能技術在中央空調中的使用有效實現了空調的節能和降耗，保證了空調的正常運轉，也實現了經濟性和舒適性共存的目標，有效促進了節能式空調的發展。

參考文獻

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