變頻技術(shù)在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

于大衛(wèi) 孫曉玲

冰輪環(huán)境技術(shù)股份有限公司 山東煙臺(tái) 264000

當(dāng)下全球性的環(huán)境和能源問題十分突出，每個(gè)國家都在發(fā)展過程中不同程度地認(rèn)識(shí)到了技能技術(shù)的重要性。空調(diào)為人們提供了冬暖夏涼的生活環(huán)境，不過由于空調(diào)是巨大的能源消耗體，因此需要積極進(jìn)行節(jié)能技術(shù)研究，以獲得長期穩(wěn)定的發(fā)展。中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的變頻技術(shù)可以全面分析空調(diào)運(yùn)行的實(shí)際情況，在中央空調(diào)制冷的各個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少能耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1 概述

1.1 中央空調(diào)制冷系統(tǒng)

中央空調(diào)水系統(tǒng)主要由制冷循環(huán)、冷凍水循環(huán)和冷卻水循環(huán)三部分組成。水系統(tǒng)中以水為傳熱介質(zhì)，冷凍水循環(huán)中的高溫回水通過與蒸發(fā)器中的低溫制冷劑進(jìn)行換熱后成為低溫冷凍水，經(jīng)由末端空氣處理設(shè)備與房間空氣進(jìn)行熱交換。同時(shí)，制冷機(jī)組的高溫制冷劑通過冷凝器與冷卻水循環(huán)中的低溫回水換熱，換熱后的高溫水經(jīng)由冷卻塔與外界空氣進(jìn)行熱交換，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的制冷功能。

1.2 變頻技術(shù)

改變電流頻率即是變頻，應(yīng)用變頻技術(shù)過程中，需要對(duì)變頻器進(jìn)行有效的應(yīng)用[1]。電源板、主板以及電機(jī)電容是變頻器的主要部分。應(yīng)用變頻技術(shù)的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體設(shè)備，對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，即是應(yīng)用其他電能控制的設(shè)備轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電源，交流電被替換為直流電。一般情況下，應(yīng)用變頻技術(shù)主要是以下的流程。應(yīng)用整流器，轉(zhuǎn)變交流電為直流電，隨后調(diào)整直流電的頻率，即可對(duì)交流電有效控制，最終輸出電動(dòng)機(jī)。同時(shí)在對(duì)變頻技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要經(jīng)過不同控制電路的作用，如整流器、逆變器等，對(duì)逆變器應(yīng)用能夠促進(jìn)交流電的轉(zhuǎn)變，而應(yīng)用整流器則可以有效調(diào)整控制交流電，從而保證電流頻率的有效轉(zhuǎn)變。對(duì)于大部分的中央空調(diào)系統(tǒng)而言，電力應(yīng)用必不可少，對(duì)變頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電流頻率的有效轉(zhuǎn)變，促進(jìn)輸出的設(shè)備控制工作，保證設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定性，對(duì)現(xiàn)階段的生活需求有效滿足。

2 變頻技術(shù)在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 主機(jī)制冷系統(tǒng)

變頻技術(shù)的應(yīng)用就體現(xiàn)在主機(jī)制冷系統(tǒng)的控制方面，尤其是對(duì)制冷壓縮機(jī)的控制方面。由于制冷壓縮機(jī)是中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的重要工作部件，也是重要的能量損耗的部件，能耗在整體系統(tǒng)中占有重大的比重。如果制冷壓縮機(jī)不能通過熱負(fù)荷進(jìn)行自身運(yùn)行工作的調(diào)節(jié)，而一直處于著熱負(fù)荷的工作狀態(tài)中進(jìn)行規(guī)定運(yùn)行參數(shù)的運(yùn)行，也就使得機(jī)器處于極限運(yùn)行的狀態(tài)，當(dāng)外界溫差并沒有那么大時(shí)，壓縮機(jī)的處理工作量就處于了浪費(fèi)的狀態(tài)。當(dāng)熱負(fù)荷相對(duì)比較低，壓縮機(jī)的高強(qiáng)度工作狀態(tài)也是對(duì)自身機(jī)械方面的損害，能耗也在不斷的流失，不利于長期穩(wěn)定的運(yùn)行工作[2]。變頻技術(shù)的使用可以使制冷壓縮機(jī)根據(jù)外部環(huán)境的溫差和相應(yīng)的控制過程進(jìn)行節(jié)能減排的工作。這種控制作用就較好地體現(xiàn)在變頻模塊對(duì)室內(nèi)溫差和熱負(fù)荷的高效反饋工作方面，進(jìn)行反饋性的制冷壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)工作可以使得壓縮機(jī)的工作狀態(tài)和頻率進(jìn)行調(diào)整的工作，使得運(yùn)行效率與工作環(huán)境的條件相符合，減少過高能耗和強(qiáng)度的工作。

2.2 變頻空調(diào)器

變頻空調(diào)控制制冷及制熱的主要方式便是通過變頻器來改變電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，將交流電轉(zhuǎn)換成可控制電流的直流電，同時(shí)借助編程控制板內(nèi)部的預(yù)設(shè)程序和傳感器來調(diào)節(jié)制冷和制熱的控制，從而用更節(jié)能的方式來為室內(nèi)提供舒適的溫度。同時(shí)變頻空調(diào)器的使用也讓空調(diào)能夠更好的適應(yīng)室內(nèi)外環(huán)境，讓空調(diào)即使在外部溫度極低的情況下也能正常快速啟動(dòng)制熱，速度相比傳統(tǒng)空調(diào)要提高100%甚至更多；除此之外，變頻空調(diào)器讓人們可通過遙控器乃至物聯(lián)網(wǎng)的方式對(duì)空調(diào)的溫度進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)空調(diào)達(dá)到指定溫度時(shí)，變頻空調(diào)器便會(huì)通過改變電流來降低電機(jī)轉(zhuǎn)速、調(diào)整進(jìn)氣扇門，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)恒溫的效果；最后，變頻空調(diào)器還能夠有效減少電機(jī)啟停對(duì)空調(diào)壽命帶來的影響，同時(shí)也能降低電量的消耗，提高能效比。

2.3 變頻變?nèi)菁夹g(shù)

變頻變?nèi)菁夹g(shù)是近年來應(yīng)用在多聯(lián)式中央空調(diào)上的一種新技術(shù)，采用該技術(shù)的壓縮機(jī)，有兩個(gè)氣缸，在低負(fù)荷情況下單缸運(yùn)行，在高負(fù)荷情況下雙缸運(yùn)行，該技術(shù)能有效降低中央空調(diào)制冷能耗[3]。變頻變?nèi)菁夹g(shù)是為解決多聯(lián)式中央空調(diào)的運(yùn)行效率不高的問題而研發(fā)的技術(shù)。搭載變頻變?nèi)輭嚎s機(jī)的多聯(lián)機(jī)，運(yùn)用單雙缸切換的運(yùn)行模式，使壓縮機(jī)能夠滿足不同工況下的運(yùn)行要求，減小最小制冷量，提升低負(fù)荷能效。該系統(tǒng)具有兩種運(yùn)行模式，在室外溫度較高或較多室內(nèi)機(jī)運(yùn)行的情況下，采用雙缸運(yùn)行模式，兩個(gè)氣缸同時(shí)運(yùn)行，滿足中、高負(fù)荷需求。在室外溫度較低或是只有一臺(tái)室內(nèi)機(jī)運(yùn)行的情況下，采用單缸運(yùn)行模式，僅一個(gè)氣缸運(yùn)行，滿足低負(fù)荷需求，在滿足用戶正常制冷需求的同時(shí)，最大限度地降低了能源消耗，避免了大馬拉小車的現(xiàn)象，解決家用多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品最小輸出過大、低負(fù)荷能效低這兩大突出問題。在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，壓縮機(jī)單缸模式運(yùn)行，運(yùn)行噪聲更低，同時(shí)避免了空調(diào)頻繁開停機(jī)造成的溫度波動(dòng)，舒適性更高。

3 結(jié)語

隨著人民生活水平的日益提高，中央空調(diào)作為現(xiàn)代建筑的必需品，其能量消耗不斷攀升中。作為一種新型技術(shù)，變頻技術(shù)在現(xiàn)代發(fā)揮著獨(dú)特的作用，能夠避免資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，且在不同規(guī)模不同設(shè)備上的應(yīng)用都具有一定的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用的范圍也定將越來越寬。在變頻技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)下，我國的中央空調(diào)制冷系統(tǒng)一定會(huì)有更好的發(fā)展方向和前景。