變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能分析

李杰 李風旭 田文俊

摘要：目前，我國的經濟在快速發展，社會在不斷進步，制冷空調系統在建筑整體能耗上約占75%左右，能耗較大，尤其是耗費大量的電能。因此，相關部門必須將重視冷空調系統的節能工作，不斷地運用先進的變頻技術改造空調系統，提升其運行效率。以往主要采用的是冷庫系統，制冷空調效果并不好，要達到理想的節能效果以及提升控制精度，則需要在制冷空調系統中普及變頻技術，才能大大地提高制冷空調系統的運行效率。主要對變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能進行分析。

關鍵詞：變頻技術;制冷空調系統;應用;節能

引言

在制冷的空調系統中，不同的消耗設備，其能源消耗也會有著很大程度上不同，例如：在中央空調制冷系統中，冷水機組能耗是非常大，其次就是盤管風機等末端設備，水泵占整個系統能耗的15-20%。因此，在我國制冷的空調系統不斷發展的過程中，利用變頻技術、制定良好的節能方案，從而實現制冷的空調系統的節能效果。同時，利用高效的保溫材料、這樣可以在一定程度上提升隔熱的效果，并且對其相關的設備進行定期的清晰，以此醫生吱聲的傳熱系數，降低對能源的消耗，這對該行業經濟效益提升，也是有著一定助益的。

1變頻技術在制冷空調系統中的應用狀況

隨著我國經濟的不斷發展，人們生活水平的不斷提升，人們對空調的需求量不斷加大，而空調所產生的環境污染和對資源造成浪費，因此越來越多的廠家將變頻技術應用于制冷空調系統中，將節能技術應用于空調制冷系統中，可以有效幫助空調制冷系統降低能量，節省能源并且對延長空調壽命都有非常重要的意義。我國不斷提出要節能減排的口號，社會各界也紛紛響應，空調制冷技術中的變頻技術成為人們關注的重點技術問題。由于我國目前的資源還是相對來說比較緊缺，因此合理用電和科學用電已經成為我國社會所要共同關心的話題和首先要解決的問題，緩解能源資源的壓力對于我國經濟的可持續發展具有非常重要的現實意義。因此我們要加大對空調制冷技術的技術投入，要在技術上達到更大程度地突破，增強其市場競爭力。而發展變頻技術就可以極大地改善這些問題，因而變頻技術在制冷空調中的應用成為必然。中央空調系統最大負荷處于的時間相對較短，就僅僅只有十幾天，之后的負荷量會隨著溫度的不斷變化而變化，空調的制冷系統一般會在自身可以承受的范圍內進行運作，系統記錄的數據也會以制冷系統的最大負荷來計算的。如果沒有對空調制冷系統進行很好地運作和調試將會使得空調制冷系統的輸出率大于其最大功率的承受，可能會造成電能的浪費，增加其運營者的運營成本。

2變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能

2.1循環水泵的應用

循環水泵是制冷空調系統的重要組成部分，在整個制冷空調系統運行的過程中，循環水泵的耗電量大約占整個系統的25%左右。因此，制冷空調系統的節能必須要考慮到循環水泵的節能措施。當前制冷空調系統主要采用VM系統（南方泵業股份有限公司的一種水泵類型），在運行的過程中主要根據系統負荷的大小來進行自動調節。但在實際的運行過程中卻發現，循環系統的水泵的選型、調控的方式與制冷機組和用戶脫節，在這種情況下，循環水泵的控制效果不佳，同時能源效率上也會產生諸多的問題，造成運行效率低問題，甚至會引發VM節能系統故障，整體的節能效果不好，制約了制冷空調系統的穩定發展。對此，必須采取有效的解決措施，將先進的變頻技術合理應用到制冷空調系統中，切實有效地解決VM系統的節能問題。如引入變頻器技術應用熱量平衡關系式，并對制冷量與水流量實施自動同步調節，從而實現在全流量范圍內進行有效的調節，平均每年可以節電達到50%左右。另外，就目前VM系統的運行情況來分析，所采用的變頻技術在控制上依舊存在一定的技術性問題，這些技術性問題亟待解決，否則將會影響到制冷空調系統的整體運行效率。因此，應充分運用變頻技術改進循環水泵的運行，切實有效地提升循環水泵的工作效率。如以下是應用變頻技術后的循環水泵工作原理。

2.2變頻空調器應用分析

變頻空調控制制冷及制熱的主要方式便是通過變頻器來改變電機的運轉狀態，將交流電轉換成可控制電流的直流電，同時借助編程控制板內部的預設程序和傳感器來調節制冷和制熱的控制，從而用更節能的方式來為室內提供舒適的溫度。同時變頻空調器的使用也讓空調能夠更好的適應室內外環境，讓空調即使在外部溫度極低的情況下也能正常快速啟動制熱，速度相比傳統空調要提高100%甚至更多;除此之外，變頻空調器讓人們可以通過遙控器乃至物聯網的方式對空調的溫度進行設定，當空調達到指定溫度時，變頻空調器便會通過改變電流來降低電機轉速、調整進氣扇門，進而實現恒溫的效果;最后，變頻空調器還能夠有效減少電機啟停對空調壽命帶來的影響，同時也能降低電量的消耗，提高能效比。

2.3制冷壓縮機

制冷壓縮機的耗電量約占制冷空調系統的45%左右。然而，在實際工作的過程中，若是平均熱負荷大約的峰值熱負荷得60-70%，即只有壓縮機容量的50%-60%，造成壓縮機在大部分時間在低負載下運轉。因此，對于大型的制冷空調系統，在制定節能方案的時候，可以利用活塞式、螺旋式、離心式等類型壓縮機，并且根據制冷空調系統運行的狀態，做出相應的調節，滿足不同環境對制冷空調系統的需求。若是利用變頻技術對其制冷速度進行相應的調節，電機的負載損耗、固有損耗和其它損耗有所下降，這樣電機的電流和電壓運轉的速度也會有所下降，運行參數的準確性，也會有著很大程度上的提升。

2.4節能角度分析

空調系統的制冷系統不能排除在滿負荷的情況下還可以長時間運行的可能性，所以一般設計制冷系統的時候要按照總負荷的最大容量來進行設計。在實際的運行過程中，要提高系統的運行效率，盡可能地降低損耗。在系統輕載運行時候容量所占的比例是最高的，如果可以提高輕載運作時的工作效率，那么對于提高節能的可能性是非常大的。

3結語

在制冷空調系統運行的過程中，對節電、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，這樣才能保證空調系統的節能。通過對制冷壓縮機的應用、循環水泵的應用、變頻空調的應用等幾方面的分析，以此提升制冷空調系統運行的效率，提升制冷空調系統運行的制冷效果，從而達到節能環保的目的。

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（作者單位：青島恒華機房設備工程有限公司1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?青島恒華機房設備工程有限公司沈陽分公司2）