羅斌

（邵陽學(xué)院機械與能源工程系，湖南 邵陽 422000）

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

Application of frequency conversion technology in central air conditioning and refrigeration systems

羅斌

（邵陽學(xué)院機械與能源工程系，湖南 邵陽 422000）

隨著當前中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國在注重發(fā)展科技技術(shù)的同時提倡節(jié)能環(huán)保，從能源角度來講，節(jié)能減排是國家提倡的經(jīng)濟發(fā)展口號。如何在發(fā)展經(jīng)濟的過程中促進高效節(jié)能，將口號變得具體可行。本文從中央空調(diào)制冷系統(tǒng)出發(fā)，提出變頻技術(shù)在其中的應(yīng)用，以此更進一步的探討節(jié)能途徑。

變頻技術(shù)；中央空調(diào)；制冷系統(tǒng)；應(yīng)用分析

當前隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，國民生活水平在逐漸提高，人們要求有更高的生活質(zhì)量與生活標準?？照{(diào)作為一項常用以及普及的家用電器，走進了千千萬萬戶的生活，無論是在民用還是商用建筑中都具有較高的使用效率。隨著當前我國發(fā)展節(jié)能減排口號的提出，能源問題已成為國家與企業(yè)關(guān)心的問題，對于空調(diào)生產(chǎn)者來說，利用先進的科技技術(shù)發(fā)展節(jié)能空調(diào)可以節(jié)省用電，為國家節(jié)能減排事業(yè)做貢獻。所以，對于空調(diào)設(shè)計者來說，開發(fā)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計已成為研究者在開發(fā)過程中急需解決的問題。

1 現(xiàn)有的中央空調(diào)存在的問題

制冷系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水塔系統(tǒng)是現(xiàn)有的中央空調(diào)系統(tǒng)五大組成部分，其主要是由一系列的熱交換器和流體機械系統(tǒng)相應(yīng)組合而成。雖然傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)在使用過程中結(jié)合了這些系統(tǒng)相應(yīng)而成，但其在使用過程中存在大量的漏洞與弊端。

1.1 電機起停頻繁，影響設(shè)備的長期使用

對于系統(tǒng)運作來說，過度頻繁的起停，會帶來過度的機械沖擊和承重現(xiàn)象，這些都會給相應(yīng)的硬件機械設(shè)備帶來疲勞損傷，從而對設(shè)備的長期運行帶來不利影響。同時，在通常情況下，起動電流是額定值的5倍左右，過度頻繁的起動還會由于巨大電流產(chǎn)生的影響導(dǎo)致電弧的沖擊，嚴重時還會對電網(wǎng)帶來沖擊。所以，現(xiàn)行的電機起停頻繁如果得不到解決，將會直接影響設(shè)備的長期使用。

1.2 通過節(jié)流閥等調(diào)節(jié)流量等，存在大流量小溫差現(xiàn)象

在傳統(tǒng)的系統(tǒng)使用中，都是利用調(diào)節(jié)閥和節(jié)流閥等來調(diào)節(jié)壓力和流量的，這種方法存在著較大的誤差，不僅會使得空調(diào)在運行時不按照額定設(shè)計運行，而且還會造成浪費大量電能等情況。因此，這些都會給設(shè)備的運行帶來不利的影響，從而導(dǎo)致較大電流損失和大流量小溫差等現(xiàn)象的發(fā)生。

1.3 空調(diào)負荷要求的不均勻性

空調(diào)在使用過程中要考慮季節(jié)、溫度等的變化，在中央空調(diào)設(shè)計使用中，要保證即使是在大氣溫度最高的情況下也能使用，但是按照這種情況設(shè)計出來的空調(diào)具有50%的富裕量，但是在平常的使用過程中，是不能達到這些滿負荷的。因此，存在著大量的能量浪費的現(xiàn)象。所以，在每年的氣象條件具有周期性變化規(guī)律的今天，我們可以通過改變系統(tǒng)模式以使得空調(diào)負荷要求更加均勻，節(jié)省更多的能源。

2 變頻器結(jié)構(gòu)及原理

所謂的變頻器技術(shù)，其不是單一的系統(tǒng)理論體系，它是建立在微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)等基礎(chǔ)之上的，因此，就目前的市場前景來看，其具有較大的發(fā)展?jié)摿褪褂脙r值。

其工作的重點是通過將外部電流流經(jīng)三個控制電路，首先經(jīng)過整流電路，通過整流給逆變電路和直流中間電路提供直流電源，直流中間電路為通過將輸出過程中的直流電路進行平滑，最終得到質(zhì)量較好的直流電源。最終，通過三個步驟的緊密配合，組成的控制電路將平滑電路輸出轉(zhuǎn)化為頻率和電壓都可以任意改變的交流電源，以最后完成調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的目的，實現(xiàn)設(shè)備的高性能發(fā)展。

近年來，隨著當前社會對變頻器的需要，變頻器控制系統(tǒng)具有了更多的效用與功能。其與傳統(tǒng)的交流系統(tǒng)相比，在使用過程中不僅工作運行程序簡單，而且調(diào)整速度快，調(diào)控結(jié)構(gòu)簡單，通過簡單、方便的操作，使得變頻技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。當前，隨著中央空調(diào)性能要求提高的整體需要，變頻器技術(shù)在制冷系統(tǒng)中的使用逐漸成為趨勢。

3 應(yīng)用及節(jié)能分析

當前，中央空調(diào)的制冷系統(tǒng)就是完美利用變頻技術(shù)，從而使得制冷技術(shù)完美使用，發(fā)揮變頻技術(shù)的巨大優(yōu)點。制冷空調(diào)系統(tǒng)是由五大循環(huán)系統(tǒng)組成，它們分別是室內(nèi)負荷循環(huán)、冷凍水循環(huán)、冷媒循環(huán)、冷卻水循環(huán)和室外負荷循環(huán)。通過將這五大系統(tǒng)整理、發(fā)展，已達成節(jié)能的作用。因此，對于中央空調(diào)節(jié)能省電方面的應(yīng)用來說，通過將五大系統(tǒng)采用變頻技術(shù)，已達到節(jié)能省電的作用。

3.1 制冷壓縮機

對于制冷空調(diào)來說，制冷壓縮機是廢電的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。想要在此環(huán)節(jié)節(jié)能，調(diào)節(jié)的關(guān)鍵就是要對壓縮機進行改造，例如，通過使用變頻器，將電流、電壓和轉(zhuǎn)速隨著其頻率一起下降，減少電機的負載損耗，達到提高運行控制精度的作用。通過使用變頻調(diào)節(jié)，將可以節(jié)省35%～60%的電力。所以，對于整個制冷空調(diào)來說，壓縮機節(jié)能將很大的提高其系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)。

3.2 風系統(tǒng)

傳統(tǒng)的固定風量控制系統(tǒng)使得新風量的調(diào)節(jié)不僅不方便而且空調(diào)的能耗居高不下。一旦引入新風VAV變頻環(huán)節(jié)，可以調(diào)整節(jié)約30%的空調(diào)負荷，節(jié)省大約50%的能耗。這種使用方法將改變送風靜壓以及溫度等來控制，通過變靜壓和變溫度法等來達到更加節(jié)能、舒適等效果。

如今，隨著當前人們對生活要求的提高，市場上新推出智能變頻集中式中央空調(diào)，這種空調(diào)通過將中央空調(diào)與家用空調(diào)的優(yōu)點相結(jié)合，從而得到更多的節(jié)能環(huán)保、靈活設(shè)計等方面的優(yōu)勢，從而使得空調(diào)發(fā)展達到更高的水平。

3.3 循環(huán)水泵

在整個制冷空調(diào)系統(tǒng)中，循環(huán)水泵在整個水系統(tǒng)節(jié)能中占有重要意義，傳統(tǒng)的循環(huán)水泵通過采用VMV系統(tǒng)，由系統(tǒng)負荷的大小自動調(diào)節(jié)運行時的負荷程度，將會產(chǎn)生能源效率和控制效果等方面的問題，通過在此系統(tǒng)中加入變頻器技術(shù)，利用熱量平衡關(guān)系式，最終完成節(jié)能的目的。

4 總結(jié)

對于當前中央空調(diào)制冷系統(tǒng)來說，其在使用中存在著一系列的不容忽視的問題，因此，通過使用變頻技術(shù)，已達到節(jié)能、省點、提高控制精度和運行效率，并達到環(huán)保等目的。

隨著當前人們對生活質(zhì)量的要求逐漸提高，國家對節(jié)能減排重視程度的逐漸加深，新型的變頻技術(shù)由于具有一些適合當前政策及人們生活需要的使用優(yōu)點，因此具有良好的發(fā)展平臺。無公害化、易操作化及高性能和小體積化等，都將會為中央空調(diào)制冷技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展提供更好的應(yīng)用條件。

［1]潘金文，汪瓊珍. 變頻控制技術(shù)在中央空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］. 工程建設(shè)與設(shè)計，2014.

［2]何先成，徐南波. 變頻技術(shù)在制冷空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用及節(jié)能分析［J］. 機電工程技術(shù)，2012.

［3]胡書琴，張九根. 變頻節(jié)能技術(shù)在中央空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［J］. 電氣應(yīng)用，2013.

（P-01）

TB657

1009-797X（2016）04-0030-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.04.013

羅斌（1994-），男，本科在讀，研究方向為制冷與空調(diào)。

2015-12-28