變頻器在中央空調中的應用

李夢瑤

摘要：隨著社會的發(fā)展，中央空調應用場合越來越廣。中央空調僅有一臺室外機，是暗藏式結構，節(jié)約屋內(nèi)空間。中央空調相比于壁掛普通空調，能給人們提供較舒適的居住環(huán)境，制冷制暖效果明顯，相對來說節(jié)能效果明顯。家用中央空調市場占有份額出現(xiàn)了持續(xù)增長的態(tài)勢，中央空調是一種趨勢，未來壁掛空調雖不可能完全被中央空調所替代，但使用會越來越廣泛。但中央空調的缺點是耗電高，現(xiàn)在應用的最多的節(jié)能方法是變頻技術。采用變轉矩變頻器，再加上溫濕度傳感器和微機閉環(huán)控制，既可以滿足空調需要，又可節(jié)電30%～60%，延長了空調機的壽命。

關鍵詞：變頻器；中央空調；變轉矩變頻器；節(jié)能

1中央空調系統(tǒng)的工作原理

1.1系統(tǒng)構成

中央空調系統(tǒng)由于運行效率高，使用方便，使得它的應用越來越廣泛。而使用變頻器構成的空調系統(tǒng)由于功能豐富、操作簡便、能耗低、成本低，越來越受到用戶的歡迎。集中制冷，集中通風，壓力溫度雙變量控制使采用變頻器為核心控制器的中央空調有較優(yōu)的優(yōu)越性。中央空調電動機一般為380V，15-55kW，由三相供電，也可單相輸入，三相輸出。

中央空調是一個獨立的小型化空調系統(tǒng)。中央空調由一臺主機、多個末端出風口組成，主機和出風口通過風管或冷熱水管連接；出風口將空調主機產(chǎn)生的冷暖氣送到不同區(qū)域，進而調節(jié)室內(nèi)空氣溫度。中央空調廣泛地應用于別墅、公寓、家庭住宅和各種工業(yè)、商業(yè)等場所。

中央空調機包括：（1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，由冷凍泵和冷水管構成，通過低溫冷凍水進入室內(nèi)進行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，降低房間內(nèi)的溫度。（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，由冷卻泵、冷卻管和冷卻塔組成，冷凍水和室內(nèi)進行熱交換，帶走熱量的同時熱能傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高；冷卻泵將升溫過后的冷卻水送入冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)升溫后的冷卻水和空氣進行熱交換降低冷卻水溫度，然后將降溫后的冷卻水送回主機。（3）主機。包括制冷機、室內(nèi)風機和溫濕度傳感器等。

1.2中央空調的工作原理

通過制冷機給冷凍水制冷，冷凍水由冷凍水泵送至每個風機風口處的冷卻管中，通過風機吹送冷風從而降低房間內(nèi)溫度。冷卻水和冷凍水進行熱量傳遞，冷卻水溫度升高，升溫過后的冷卻水被送入冷卻塔將熱量散發(fā)到空氣中。這是一個循環(huán)，中央空調不間斷進行這個循環(huán)，來達到降低溫度的目的。

2中央空調節(jié)能分析

中央空調系統(tǒng)通過對冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的能量自動控制來實現(xiàn)節(jié)能。中央空調中的水泵和風機都是平方轉矩負載，在中央空調中使用變頻器。變頻器根據(jù)冷卻水泵和冷凍水泵的負載變化來調節(jié)水泵電動機的轉速，在滿足中央空調系統(tǒng)正常工作情況下，使冷卻水泵和冷凍水泵做出調節(jié)，以達到節(jié)能的目的。

3中央空調變頻控制系統(tǒng)

冷凍泵、冷卻泵、水塔風扇采用開環(huán)控制，由維護人員根據(jù)季節(jié)的變換和負荷大小變化進行調節(jié)；采用溫度閉環(huán)控制對風機進行控制，溫度傳感器的溫度差（設定溫度和實際溫度的差值）作為溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋值，進而調節(jié)風機的轉速，從而使被控環(huán)境的實際溫度跟隨設定溫度變化而變化。

冷卻水系統(tǒng)采用變頻控制，節(jié)電效果也較為顯著。在保證冷卻塔有一定冷卻水流出的情況下，通過控制變頻器的輸出功率來調節(jié)冷卻水流量。當中央空調冷卻水出水溫度較低時，減少冷卻水流量；當中央空調冷卻水出水溫度過高時，增大冷卻水流量。從而保證中央空調機組正常工作的前提下達到節(jié)能增效的目的。

變頻器的參數(shù)中，“下限頻率”不能設置為零，因為這樣水泵電機有可能停轉。空調循環(huán)水一旦停止流動，溫度傳感器檢測出的溫度值就喪失了實用意義。“下限頻率”參數(shù)設置的原則是：水泵電機在‘下限頻率”持續(xù)運行，制熱時尚不足以使空調房間的溫度達到需要的溫度，同樣制冷時不能使房間溫度降到合適值，這時，實時溫度和設定溫度的溫差值增大，溫差儀輸出的控制信號增大，變頻器輸出頻率上升，循環(huán)水流量增加，室內(nèi)溫度得到調節(jié)。其后，變頻器根據(jù)出水、回水溫差的變化，溫差儀輸出信號的大小，隨時調整水泵的轉速和流量，控制空調房間溫度的穩(wěn)定。

4結論

使用變頻器控制空調可以達到以下效果：節(jié)能效果明顯；壓縮機開關機損耗減少；舒適性改善；啟動電流減小。endprint