变频技术在中央空调制冷系统中的应用

变频技术在中央空调制冷系统中的应用

唐佐

成都中医药大学附属医院 610075

摘要：科学技术日新月异的发展，对提高人们的生活质量起了非常重要的作用，在人们的日常生活和工作中，空调随处可见，变频技术已经广泛的运用到人们的生活工作中，变频空调为人们带来很多的便利。基于此，文章就制冷空调系统中变频技术的应用展开分析和讨论。

关键词：中央空调；制冷系统；变频技术

前言：中央空调是现代建筑物的常用配套设施，尤其是在一些大型建筑物当中，其更是必不可少的一项设施，然而中央空调却存在着电能消耗量过大的问题。现在国家正在大力提倡节能环保，所以各行各业也应当要积极响应国家号召，提高节能环保水平。为了降低中央空调的能耗，人们发明了变频中央空调，即利用先进的变频技术来减少电能变化，得到节能降耗的目的。

1中央空调的工作原理

中央空调系统的工作过程，是对室内与室外不断进行热量交换及转换的过程，这也是其的基本工作原理。在一年四季不同时节，中央空调需要采用不同的水来进行能量交换，例如夏季需要采用冷却水进行能量交换，冬季需要采用冷温水进行能量交换。不过，虽然水不同，但是却是使用的同一个水循环系统。具体来说，冷冻水制冷是在冷冻机组中利用制冷剂并通过压缩机压缩成液态，然后送至蒸发器中，与蒸发器中的冷冻水进行热交换，再通过冷冻水泵将冷冻水送到冷却盘管中，通过风机吹送而制冷。经蒸发后制冷剂的热量释放在冷凝器当中，与冷却循环水进行热交换，冷却水则会带走冷冻机组释放的热量，再由冷却水泵将热量释放到大气当中，同时冷却塔内的冷却风机会加速冷却水与大气进行热量交换。中央空调就是通过上述系统循环来运行并达到调节室内温度作用的。

2中央空调系统当前存在的相关问题

2.1机电频繁启停，影响设备寿命

如今，市面上的多数民用中央空调系统在具体运用时，仍存在着系统漏洞或硬件配置欠妥等所引发的频繁启停现象。频繁启动停止设备运作，会短时间内大幅增大启动电流，加速制冷系统设备的硬件损耗及老化问题。长期如此，中央空调电机屡次遭受电弧冲击，同样会导致一系列负面问题的产生。

2.2空调运转低效，造成电能浪费

传统的中央空调制冷系统，多数仍采用节流阀或调节阀等设备工具进行空调内部压力、流量的监管，该方式总体而言在能源利用率方面欠佳。部分中央空调在经过安装使用后，实际运行的环境与既定使用要求或额定设计标准存在明显差异，致使空调耗电量快而实际降温效率差的情况出现，其不仅造成了资源浪费，还大大损伤了空调使用寿命。

2.3空调负荷冗余，不符实际运用

中央空调系统在设计之初，是依据最大温度环境而设定的标准，运行负荷过载空间约占30%～50%。而在现实运用之中，空调额定功率及使用方面与之定然存在差异性，地理环境、季节、室内外温差等均是不稳定的干扰因素，令空调运行过程中必然会造成能源浪费。因此，急需提升空调系统的自动调控机制与负荷控制技术。

3变频技术在中央空调制冷系统中的应用策略及节能优化效果

3.1在制冷压缩机方面

制冷压缩机是中央空调中最重要的组成部分，在制冷之时所用电量在总用量中约占45%，其性能可以直接影响空调的运行质量。应根据中央空调的实际情况，选用离心式、活塞式、螺杆式等类型，以保证压缩机结构设计能够起到优良的调节作用。当选用离心式压缩机时，能够通过扇门调节（即依托微电子控制装置，调节进气口导向叶片的运行轨迹及变动幅度），对制冷量有效调节，且该调节方式具有节能性质。但在空调具体运作当中，扇门调节通常会致使电机负荷电流降低，无法实现节能目标。而在离心式制冷压缩机中应用变频器进行调速，电机固有耗损及负载耗损能得到大幅降低，减小电机电压及转速频率，此时的中央空调运行功耗也随之降低，便能对系统参数进行精准控制。变频技术应用于离心式制冷压缩机，可达到75%以上的节能效果，不仅能够保证压缩机作业稳定性，还能起到节能效果，值得推广应用。

3.2在变频空调器方面

变频技术是一门综合性技术，包括控制、微电子、电力电子及计算机等多种技术。变频器作为变频技术运用中的核心部件，因变频空调明显比定频空调节能降耗，所以在中央空调制冷系统中得到广泛应用。首先，变频空调器的运用能让空调更好适应外部环境，即便室外温度极低或极高，都能快速正常启动制热制冷，比传统空调运转高效得多。且变频空调在实际运转中能够提高压缩机工作频率，甚而能达到同类空调器制热量的一倍多，该优势是传统中央空调所不可及的。其次，变频空调器能够让人们通过遥控器、互联网等方式进行空调温度的调节设定，当达到设定温度时，变频空调器便通过改变电流以降低电机转速和调整进气扇门，自行进入低耗能运行状态，实现恒温且降耗的效果。最后，变频空调与传统空调不同，在遭遇停电断电而后来电等状况时，传统空调器需要手动重新启用，而变频空调器能够自启动，自主进入正常运转状态，体现了其智能化特征。综上所述，可见变频空调器既能保证空调高效率运转，减少设备损伤及延长使用寿命，又能节能降耗。运用变频空调器，是实现中央空调节能优化的不二之举。

3.3在循环水泵方面

在实际运作中，循环水泵的效率较差，还会引发一系列的系统故障问题，严重阻碍着整体制冷系统的安全稳定运行。比如，传统中央空调即便在负荷降到极低的状态，因冷冻水与冷却水泵未配置变频器，仍会维持工作，致使系统耗能巨大。因此，将变频技术运用在制冷系统中，便能够利用变频器、切换器等元器件对热量平衡、水流量、制冷量范围等进行调整调节。一旦发现空调工作频率超过需求并造成电能浪费，变频器与切换器将直接介入，控制水泵转速及开关，确保多个水泵转速基本一致，平均水泵磨损程度，以延长空调机械寿命，从而进一步提升中央空调制冷系统循环水泵的高效率运行，达到节能目的。同样的，当水泵因变频调速器、PLC控制器等改变成可调换状态时，让冷冻水与冷却水系统也具备了变速控制功能，切实提高了空调机组的高效能性。然而参考市面上较为常用的VM系统（即在运行中主要依靠系统负荷进行自主调节），变频技术在空调控制层面仍有大量漏洞未补，需要将变频技术的优势发挥充分，不断升级优化循环水泵。

3.4在电机转速方面

在传统中央空调制冷过程中，因内部实际水温差比设计值小，致使中央空调内部的热负荷与设计标准之间难以匹配，从而致使能源消耗大且出现运行高负荷低效能、损坏电机及使用寿命的多种负面状况。在电机系统中安装变频模块，便能够对电机内部的制冷系统热负荷现象进行有效调整，对电机供电频率进行智能化调节，以改变电机运转速度，来满足实际制冷需求。当电机制冷系统热负荷数值再出现较低状态时，电机转速以变频装置相应降低转速，无疑高效解决了上述负面状况，达成节能目标。

结语：

综上所述，现阶段的中央空调制冷系统合理应用变频技术，能够大力弥补传统定频空调中的温度控制不佳、耗能高、噪音大等诸多不足之处。在“节能减排”的国家大号召之下，变频技术的应用无疑积极响应了该政策，有着良好的发展势头。但在未来，还应不断改善提升变频技术的高效利用，持续提高中央空调制冷系统的高效率及高质量，在推动经济社会可持续发展的同时，完成节能环保的目标。

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