變頻技術在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應用

周鋒

摘要：隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展，房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展到了新的階段，加之全球氣候變暖，使用中央空調(diào)的范圍逐漸增大，主要是工商業(yè)以及民用的建筑領域中。現(xiàn)階段，可持續(xù)發(fā)展的理念已經(jīng)成為社會發(fā)展的共識，電能節(jié)約的能力是對可持續(xù)發(fā)展進行衡量的主要標準，不但要在技術上進行保障，還要加強市場化刺激，加強變頻技術的應用，只有這樣才能推動我國的進一步發(fā)展。本文對變頻技術在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應用進行探討。

關鍵詞：變頻技術;中央空調(diào);制冷系統(tǒng);應用

當前，可持續(xù)發(fā)展理念是社會達成的一種共識，對電能的節(jié)約能力是衡量可持續(xù)發(fā)展的一大標準，這不僅要技術上的強力支持，還要市場的不斷刺激，在實現(xiàn)節(jié)能的手段中變頻技術無疑是十分重要的。在將變頻調(diào)速技術引入中央空調(diào)之后，不但提升了房間的舒適度，降低了噪音的干擾，還實現(xiàn)了自動化升級，降低了能源損耗，減弱了對電網(wǎng)的傷害，增加了部件的壽命，意義極為重大。

1.現(xiàn)階段中央空調(diào)系統(tǒng)存在的實際問題

1.1.電機頻繁啟停，降低設備使用壽命

對于市面上大多數(shù)的民用中央空調(diào)系統(tǒng)來說，基本上都是包括制冷系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)及水塔系統(tǒng)五個基本元件構(gòu)成。目前來看，雖然以外的中央空調(diào)系統(tǒng)所使用的冷庫系統(tǒng)也能夠有效發(fā)揮流體機械及熱交換器裝置的功能，但在具體運用時也頻頻出現(xiàn)因系統(tǒng)漏洞導致的頻繁起停問題。比如說，中央空調(diào)系統(tǒng)在長期運行期間必須要避免過度的系統(tǒng)起停，主要原因在于系統(tǒng)設備的過度頻繁啟動，會在短時間內(nèi)大幅提升啟動電流，進而加速制冷系統(tǒng)設備老化及硬件損傷。

1.2空調(diào)運用電能浪費嚴重，存在“大流量小溫差”現(xiàn)象

就傳統(tǒng)的中央空調(diào)制冷系統(tǒng)來說，大多還是采用節(jié)流閥或調(diào)節(jié)閥等設備工具實現(xiàn)空調(diào)內(nèi)部壓力及流量的監(jiān)控，但總體上仍然存在一定的能源浪費現(xiàn)象。比如說，部分中央空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)過采購及安裝使用以后，由于運行環(huán)境及使用要求與額定設計標準存在顯著差異性，因而很容易出現(xiàn)“大流量小溫差”的現(xiàn)象，不僅提升了電流的流速，更是降低了空調(diào)系統(tǒng)的整體使用壽命。

1.3中央空調(diào)負荷要求不科學

中央空調(diào)在額定功率及使用范圍方面存在一定的不同，這主要由使用季節(jié)、室內(nèi)外溫差等因素所決定。但是，由于中央空調(diào)系統(tǒng)在預期設計階段，主要是按照最大溫度環(huán)境標準而設定，因此具有大約30%～50%的運行負荷過載空間。但是，在現(xiàn)實操作過程中，仍然還是存在空調(diào)能源浪費的情況，這對于系統(tǒng)控制模式及制冷系統(tǒng)的負荷控制技術同樣也提出了較高要求。

2.變頻器結(jié)構(gòu)及基本原理

總的來說，變頻技術主要是集控制、微電子、電力電子、計算機等多種技術于一門的綜合性技術。為此，變頻器作為變頻技術運用的核心部件，在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)當中更是得到了廣泛應用。從工作原理的角度來看，主要是將外部電源的電流通過整流電路、逆變電路及直流中間電路三個控制電路，從而輸出質(zhì)量相對較好的直流電源。所以，通過將變頻器與傳統(tǒng)的空調(diào)交流系統(tǒng)相比較會發(fā)現(xiàn)，變頻器的內(nèi)部構(gòu)造較為簡單，便于快速調(diào)整冷卻系統(tǒng)的電機轉(zhuǎn)速，能夠滿足中央空調(diào)系統(tǒng)的高效率性能控制的要求。

3.變頻技術在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的應用及節(jié)能分析

3.1制冷壓縮機的運用

從現(xiàn)有的中央空調(diào)制冷系統(tǒng)能源消耗比例情況來看，制冷壓縮機在實際工作中的能耗主要占40%～60%的左右。但是，在具體的實際運行過程中，卻發(fā)現(xiàn)制冷壓縮機的運行負荷只能夠達到額度設計的50%左右，長期處于一種低負荷的運載。為此，這就需要根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)的外部環(huán)境及其他因素，從而適當?shù)夭捎秒x心式、螺桿式的制冷壓縮機，在保證制冷壓縮機現(xiàn)有調(diào)節(jié)功能不變的情況下，能夠靈活地根據(jù)制冷空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)實工況，既能夠提升制冷空調(diào)機的系統(tǒng)運行效率，同時還能夠達到“節(jié)能運行”的實際效果。

以離心式制冷壓縮機運用為例，由于該型號的制冷壓縮機在調(diào)節(jié)進氣量的過程中，主要還是依靠微電子控制裝置調(diào)節(jié)進氣口導向葉片的運動軌跡及變動幅度，因而也普遍被稱之為“扇門調(diào)節(jié)”。但是，離心式制冷壓縮機雖然能夠?qū)崿F(xiàn)扇門葉片的速度控制，但必須在電機轉(zhuǎn)速不變的前提下進行，并且會導致負載電流的進一步降低，無法解決壓縮機內(nèi)部電機的損耗及效率較低的問題。比如說，若是將離心式制冷壓縮機與變頻器相結(jié)合，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)制冷系統(tǒng)電機運行進度及功率的實時控制，但也會不可避免的造成電機機械疲勞、固有損耗等情況。相比之下，變頻器工具的運用，實際上卻能夠降低了電機的電流、電壓及扇葉轉(zhuǎn)速等參數(shù)，進而提升了制冷壓縮機的實際控制精度。客觀來看，根據(jù)空調(diào)制造廠家進行的設備檢驗及數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)變速離心式制冷壓縮機在低負荷運轉(zhuǎn)時，所消耗的電量僅占據(jù)以往設備的30%左右，因而在未來的中央空調(diào)制冷系統(tǒng)發(fā)展過程中具有明顯的優(yōu)勢。

3.2變頻空調(diào)器的運用

通常來說，變頻空調(diào)主要是借助內(nèi)部系統(tǒng)的變頻器來改變電機的轉(zhuǎn)速，并且在編程程序器的影響下，有效調(diào)節(jié)制冷及制熱控制的方式，以更好地營造室內(nèi)的健康舒適辦公環(huán)境。例如，在外部嚴重低溫的環(huán)境下，運用變頻技術能夠?qū)崿F(xiàn)快速啟動制熱控制開關，并達到傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的一倍以上。此外，變頻技術的運用也實現(xiàn)了無線控制及遠程操控的束縛，并且以最大額功率來啟動制冷或制熱工作，在達到預定溫度標準時，還能夠通過降低電機轉(zhuǎn)速及調(diào)整扇門的一系列措施，在低效率的工作狀態(tài)下維持室內(nèi)的恒溫環(huán)境。另外，變頻空調(diào)器的運用還能有效解決系統(tǒng)電機頻繁啟動的現(xiàn)實問題，達到降低消耗及提升使用壽命的目的。

3.3循環(huán)水泵的應用

目前來看，循環(huán)水泵同壓縮制冷器、變頻空調(diào)器一樣作為空調(diào)制冷系統(tǒng)的主要部分，能源消耗大約占據(jù)整體系統(tǒng)的1/4。但在實際運行過程中，循環(huán)水泵卻存在運行效率較低、能耗程度較高、引發(fā)系統(tǒng)故障等一系列問題，嚴重制約了空調(diào)制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為此，通過將變頻技術運用在制冷系統(tǒng)當中，完全可以運用變頻器來調(diào)整熱量平衡、水流量及制冷量范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。對于提升中央空調(diào)制冷系統(tǒng)循環(huán)水泵的運行效率具有重要作用。

3.4變頻技術在電機轉(zhuǎn)速改變中的應用

在這一過程中應用能夠?qū)χ评錂C組的工作狀態(tài)進行有效地控制。變頻技術應用在中央空調(diào)的制冷系統(tǒng)當中，有助于系統(tǒng)整體工作效率的提高，并且可以達到節(jié)能減排的目的。一般而言，中央空調(diào)變頻技術是對電機轉(zhuǎn)速進行控制的，電機則是對空調(diào)的制冷系統(tǒng)進行影響的主要因素。將定頻控制技術應用在中央空調(diào)的制冷系統(tǒng)當中，會產(chǎn)生能源耗費，一般都是在運行過程中水溫差比設計值小。因此能夠得出，中央空調(diào)運行的熱負荷很難與設計標準之間相滿足，當選擇定頻技術時，就會形成高負荷和低能效的問題。

4.結(jié)語

現(xiàn)階段，由于中央空調(diào)系統(tǒng)對節(jié)電、能耗以及運行的性能和控制的精度等都應提出一定的要求，通過使用變頻技術，已達到節(jié)能、省電、提高控制精度和運行效率，還達到了環(huán)保的目的。為此，本文經(jīng)過對中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的制冷壓縮機、循環(huán)水泵、變頻空調(diào)器等多方面的分析，證明了變頻技術能夠有效地實現(xiàn)中央空調(diào)制冷系統(tǒng)工作效率與節(jié)能減排的雙重提升，在提升制冷空調(diào)系統(tǒng)運行效率的基礎上，達到節(jié)能減排的最終目的。

參考文獻

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