淺析變頻控制技術在空調通風系統中的節能應用

戎峻

摘 要：空調通風系統在整個空調系統中所扮演的角色都是極為重要的，可以說空調通風系統的質量將會直接對整個空調系統作用的發揮造成影響。因此相關人員必須加強對其的重視，積極的采取措施對空調通風系統的性能進行優化，為空調系統作用的發揮創造條件。隨著社會的不斷發展，人們對于空調通風系統的節能性也越來越高，節能性已經成為了衡量通風系統性能的重要指標。

關鍵詞：變頻控制技術；空調通通風系統；節能應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.243

1 前言

作為空調系統的重要組成部分之一，通風系統節能性能的提升對于整個空調系統節能目標的實現都有著極為重要的意義，在對空調通風性能進行優化的過程中，最常使用的技術就是變頻控制技術，和其他技術相比，變頻控制技術能夠實現根據實際情況的需求對風量進行控制，這對于避免風量浪費，繼而降低空調運行成本等都是極為重要的。

2 對變頻控制技術的相關分析

變頻技術是目前在空調通風系統中最常使用的節能技術之一，變頻技術的應用能夠使得整個通風系統的能耗能夠以降低的狀態所存在，這對于空調運行成本的降低有著極為重要的意義。在整個變頻控制作用發揮的過程中，起到核心作用的就是變頻器，其工作原理主要為把電網所輸送的工頻率轉變為電壓和頻率都能夠調控的交流電，變頻器的使用最重要的目的就是能夠讓交流電機實現變頻調速的目的。“交-直-交”電壓變頻器是目前使用最廣泛的變頻器之一，其基本的結構如圖1所示。

之所以變頻器可以實現對電機速度進行調節的目的，主要是因為異步電動機的轉速公式為：n=n=60f（1-s）/p，從這個公式可以看出，當電動機工作電源頻率呈現改變狀態時，電機的轉速也會出現變化，在整個調速過程中，要盡可能的保證電機中每級磁通量Φ恒定，這對于變頻節能有效性的保證有著極為終于的意義。變頻調速技術在通過對電機輸入頻率進行調整，從而使得電機的電流實現從零到額定工作電流的過渡，這種方式極大程度的降低了電機直接啟動對于電網的沖擊，這對于設備損耗的控制有極為重要的意義。此外變頻器的應用會使得整個空調系統即使達到最大電流也不會超過額定電流，這在一定程度上對電網和用電設備起到保護作用，這也對于設備壽命的延長有著一定的意義。變頻調速技術已經應用到人們生活中的各個方面，尤其在空調通風節能上扮演著極為重要的角色，因此相關人員必須加強對其的重視。

3 空調通風系統組成以及控制原理分析

VAV變風量空調通風系統是在大多數公共場合最常使用的通風類型之一，其主要是在保證通風系統送風溫度不變的基礎上，通過對空調房間內實際負荷的變化情況來對送風量進行調節，從而達到對室內溫度進行控制的目的。像我們最常接觸的地鐵車站的空調通風系統所采用的通風系統就是注重舒適性的VAV通風系統，和其他空調系統相比，其對于室內溫度的要求更加高，同時對于空調通風系統溫度波動范圍相對較小，送風溫差往往會以較大的狀態所存在，因此在這種狀態下更加適合變量通風系統的應用。下面就以地鐵空調通風系統為例，對通風系統的組成進行分析。

3.1 系統組成

地鐵車站公共區組成部分是非常多的，像站臺、站廳等都是其重要組成部分。站內公共區空調通風系統的主要部件包括新風機、回排風機、空調機等，車站每端所設置的各個部件的數量為新風機一臺、空調機組兩臺以及回排風機兩臺，為了實現節能目的，在空調風機以及回排風機要加以變頻控制器的配備，風機轉速的控制可以通過EMCS系統所實現，風機轉速的調節將會使得變風量空調能夠處于被控制的狀態。

和常規的空調通風系統相比，地鐵站內的空調通風系統具有空氣調節功能以及通風防排煙功能，系統組成圖如下所示。

3.2 控制原理分析

在對車站公共區的溫度、濕度進行自動控制與調整的過程種所此采用的控制原理主要為閉環負反饋，在整個通風系統在發揮作用的過程中，相關的人員為了能夠即使的對周圍環境有所了解，其需要在站廳、站臺等部位安裝一定數量的溫度探測器，在對所采集的數據進行加權平均處理后，才能夠把其作為車站公共區的實際溫度、濕度值。

當回風溫度和給定值相同時，空調箱內的送風機電機的頻率以及回排風機電機的頻率均保持恒定狀態，當回風溫度比給定值高的時候，空調出口的送風溫度保持不變，同時對送風機電機的輸入頻率進行提升，從而使得車站公共區域所輸入的冷風量得以提升，同理當回風溫度的值和給定溫度相比相對較低時，則可以對空調送風機電機頻率和回排風電機頻率的降低所實現。

3.3 計算公式

風量：

從公式可以看出變風量系統的基本原理就為在荷載發生變化時，T，D變量將會維持不變，從而使得G能夠得以改變。

4 變頻技術在空調通風系統節能應用要點分析

4.1 變頻技術在隧道通風系統中的應用

隧道通風系統主要指的時在站臺下部、軌道頂部所安裝的排熱通風系統，此系統中的UPE/OTE風機一般情況下會在整個地鐵運營期間一直運轉，因此和其他通風系統相比，其風機的運行時間時相對較長的。此風機的作用主要是為了能夠讓列車進站、停戰、出戰所產生的熱量能夠被排出，從而能夠使得列車所產生的熱量對于整個車站的影響。受列車遠期對數、風機排風量以及列車發熱量等多種因素的影響，為了最大程度的降低空調通風系統在作用過程中所產生的能耗，PE/OTE風機更加適合用變頻風機來達到對風量的調節，讓風量能夠根據需求以及載荷的改變而改變，這對于節能效果的提升是極為重要的。

4.2 變頻通風技術在車站通風系統中的應用

車站公共區域的通風是整個車站通風洗系統的重點，一般情況下車站公共區通風空調系統的組成部分主要由回排飛機、組合式空調箱以及空調新風機，傳統的定風量空調通風系統節能的實現主要依靠節能設備，這種能效果并不是特別樂觀。在車站公共區域通風系統進行設計的過程中注重變風量的應用是極為重要的。要想最大程度的實現風量的調節，最有效的就是采用變頻風機，和其他調速方式相比，變頻調速具有調節靈活、調速無極等優點，其可以在風量降低的狀態下保持風機效率的穩定，這對于風量的精確性控制的實現有著極為重要的意義。

4.3 變頻技術在送風系統中的應用

變頻技術在送風系統中所扮演的角色也是極為重要的，其不僅能夠使得風量得到較為有效的調節，還能夠在一定程度上使得中央空調運行的噪音進行降低，這對于空調作用的發揮有著極為重要的作用。在對送風系統的控制方式進行選擇的過程中要充分的對實際情況進行考慮。當外界溫度變化呈現較為明顯的狀態時，可以把內置PID軟件的變頻器作為核心部件，通過對電位器進行利用來完成對所需溫度的設定，變頻器通過溫度測定器對溫度進行收集后獲得相對較為準確的溫度測量值，然后PID軟件可以自動對輸出頻率進行改變，從而使得末端送風量能夠得到調整。由于內置PID成本相對比較高，因此如果條件不允許的話也可以采用外置PID調節器，兩者所起的作用時一樣的。

4.4 變頻技術在水系通過流量調控中的應用

在空調通風系統作用發揮的過程中往往也會需要水系統的支持與協調，和風系統類似，如果采用定量水載荷，那么必然會存在浪費的現象，因此在空調水系統中加以變頻器的應用是極為必要的。變頻器的應用可以使得空調系統之間耦合關系出現的幾率大大降低，這會使得空調系統的調節更加具有獨立性。

5 結束語

變頻技術在空調通風系統節能性能提升上發揮了極為重要的作用，可以說變頻技術水平的高低在一定程度上決定了空調通風系統的能耗情況，因此相關人員必須加強對其的重視，積極的采取措施對現有的通風系統變頻技術體系進行完善，把整個空調通風系統的能量浪費水平盡可能的控制在最低水平，這對于我國可持續發展目標的實現極為重要。

參考文獻：

[1]岳展鵬.變頻技術在中央空調制冷系統中的應用[J].應用科技，2015（08）：65-66.

[2]杜濤，張軍，楊明.變頻節能技術在中央空調中的應用[J].化學工程與裝備，2016（05）：137.endprint