變頻節(jié)能技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用探討

羅曉輝

摘 要：為了保證建筑物室內(nèi)溫度的有效調(diào)節(jié)，中央空調(diào)的應(yīng)用越來越廣泛，但中央空調(diào)在使用中都是按照其所能調(diào)節(jié)的溫度極限運(yùn)行的，所以，不可避免地會(huì)出現(xiàn)能量消耗過量的情況。變頻節(jié)能技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用有利于改善能量消耗過大這一情況。從中央空調(diào)存在的不合理之處出發(fā)，分析了變頻節(jié)能技術(shù)原理，并提出了其在中央空調(diào)中的應(yīng)用，旨在促進(jìn)空調(diào)的節(jié)能技術(shù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變頻節(jié)能技術(shù)；中央空調(diào)；冷卻水；能量消耗

中圖分類號(hào)：TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.152

隨著城市化的不斷加快推進(jìn)和建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步，中央空調(diào)開始越來越多地出現(xiàn)在城市居民的生活中，中央空調(diào)主要是由空調(diào)制冷劑、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、散熱水塔、風(fēng)機(jī)盤管等部分組成。由于城市居民生活水平的提高，使得中央空調(diào)的使用越來越頻繁，出現(xiàn)了巨大的能量消耗。為了能夠改善這一情況，在空調(diào)中使用變頻節(jié)能技術(shù)成為必然。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)中存在的不足

1.1 空調(diào)負(fù)載設(shè)置不合理

中央空調(diào)的負(fù)載是空調(diào)能承載的極限，這種設(shè)置能最大程度地滿足人們的使用需求，但是會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的能量消耗，造成資源浪費(fèi)等情況。人們?cè)谑褂每照{(diào)時(shí)，常將溫度設(shè)置為空調(diào)的極限值，導(dǎo)致中央空調(diào)在其運(yùn)行中經(jīng)常處于超量的狀態(tài)，雖然人們根據(jù)自身需要調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度，但是由于空調(diào)本身的負(fù)載設(shè)置，水泵量的大小未根據(jù)溫度的調(diào)節(jié)而產(chǎn)生變化，易造成極大的浪費(fèi)。為了改變這一現(xiàn)象，必須改善空調(diào)的運(yùn)行系統(tǒng)，對(duì)空調(diào)內(nèi)部電擊進(jìn)行相關(guān)節(jié)能處理，減少消耗的產(chǎn)生。

1.2 冷卻水系統(tǒng)不合理

在進(jìn)行空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，為了最大程度地滿足人們的需求，通常將極限值設(shè)置到最大標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際生活中，基本上不會(huì)出現(xiàn)使用極限值的情況，因此，水電機(jī)在運(yùn)行中超出了實(shí)際的能量使用范圍。溫度調(diào)節(jié)過低或過高、極限值設(shè)置過大，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。冷卻水電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是確定的，溫度調(diào)節(jié)到極限值時(shí)，水電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，從而推動(dòng)水的流動(dòng)，因此，產(chǎn)生了較大能量消耗。

1.3 電機(jī)的頻繁啟停

由于中央空調(diào)的設(shè)置與家庭使用空調(diào)的設(shè)置不同，如果經(jīng)常開啟或停止空調(diào)，就會(huì)影響到空調(diào)的使用壽命。如果電機(jī)在運(yùn)行中突然停止，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流，易發(fā)生短路現(xiàn)象，甚至造成零部件燒毀的情況，嚴(yán)重影響空調(diào)的使用壽命。

2 變頻節(jié)能技術(shù)的原理

2.1 變頻器在中央空調(diào)中的工作原理

中央空調(diào)系統(tǒng)總的變頻器在空調(diào)整體的節(jié)能改造中起著至關(guān)重要的作用。空調(diào)中變頻器分為交-交、交-直-交的形式，交-交的變頻形式就是將工頻的電流直接轉(zhuǎn)換為電壓、頻率都可以調(diào)節(jié)的交流電，也可稱為直接式變頻器；交-直-交形式的變頻器是將系統(tǒng)內(nèi)工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡缓髮⒅绷麟娹D(zhuǎn)換成電壓、頻率都可以調(diào)節(jié)的交流電，也稱做間接式變頻器。

2.2 變頻節(jié)能的功能

在變頻使用之前的空調(diào)電機(jī)工作狀態(tài)下，功率相對(duì)固定，這導(dǎo)致水流流速過快、交換時(shí)間大幅縮短。由于電機(jī)內(nèi)水流速度是通過電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來決定的，而電機(jī)也決定了空調(diào)功率的大小，因此，電機(jī)在其工作狀態(tài)下輸出功率與水流速度是成正比的。變頻機(jī)能技術(shù)就是通過這一原理降低水流速度，從而降低電機(jī)輸出功率的，這既能保證溫度調(diào)節(jié)的需要，還能很好地降低運(yùn)行中的能量消耗。

2.3 變頻式電機(jī)的啟停功能

正?？照{(diào)電機(jī)在工作狀態(tài)下突然停止時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的電流量，導(dǎo)致電機(jī)承載較大的電流，易出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)調(diào)水管道斷裂的情況。變頻式電機(jī)的出現(xiàn)解決了空調(diào)的啟停問題，變頻本身具有一種軟啟動(dòng)功能，在突然停止或啟動(dòng)時(shí)，通過軟啟動(dòng)來達(dá)到電流緩慢的上升目的，保證空調(diào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少能量消耗和電機(jī)損耗問題。

2.4 變頻技術(shù)在空調(diào)中運(yùn)作的節(jié)能原理

經(jīng)過空調(diào)變頻技術(shù)的不斷改善，現(xiàn)在的變頻式電機(jī)已經(jīng)可以具備自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的功能，通過對(duì)冷卻水流速度的控制，在保證空調(diào)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的功率下，避免出現(xiàn)了電機(jī)超負(fù)荷的情況，以保證空調(diào)能耗的降低，使空調(diào)朝著低耗的方向發(fā)展。

3 變頻節(jié)能技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用

變頻式電機(jī)在中央空調(diào)中的使用越來越受到人們的喜愛。中央空調(diào)系統(tǒng)中的暖和冷的輸送都是通過水來實(shí)現(xiàn)的，將預(yù)熱交換器的清潔空氣通過空調(diào)風(fēng)機(jī)直接輸送到室內(nèi)中來，達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。在水溫恒定的情況下，有效地改善帶入室內(nèi)的溫度量，從而更加方便地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，用戶可根據(jù)自身需要來調(diào)節(jié)溫度。變頻技術(shù)的使用，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的無級(jí)變速，在空調(diào)變頻的同時(shí)，將輸送電壓改變到節(jié)能狀態(tài)。這不僅能節(jié)約能源消耗，還能有效降低空調(diào)運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲，有經(jīng)濟(jì)性、舒適性等多個(gè)特點(diǎn)。變頻器的軟啟動(dòng)還能夠有效地調(diào)整空調(diào)運(yùn)作的平穩(wěn)性，減少對(duì)系統(tǒng)內(nèi)電網(wǎng)的沖擊，減少后期的維修成本。

變頻技術(shù)在電機(jī)的送風(fēng)運(yùn)行中可將冷風(fēng)首先吹到指定位置，有效達(dá)到降溫的目的。在改變送風(fēng)量和溫度時(shí)，可對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行有效控制。對(duì)于空調(diào)冷凍水系統(tǒng)，出水溫度直接由蒸發(fā)器設(shè)定值來控制，溫度將直接取決于空調(diào)電機(jī)的熱負(fù)荷能力，空調(diào)的冷凍出水與回水溫差不超過6 ℃。現(xiàn)階段使用的蒸發(fā)器出水與回水管道上設(shè)置有由溫度變送器、變頻器和溫差調(diào)節(jié)器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過對(duì)水溫的控制，使冷凍水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)通過熱負(fù)載而變化。對(duì)于冷卻水系統(tǒng)，由于冷凝器進(jìn)水的溫度由環(huán)境溫度決定，所以，只需要嚴(yán)格控制高溫冷卻水的溫度，就可以對(duì)溫差進(jìn)行有效控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

變頻節(jié)能技術(shù)在中央空調(diào)中的使用有效實(shí)現(xiàn)了空調(diào)的節(jié)能和降耗，保證了空調(diào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性和舒適性共存的目標(biāo)，有效促進(jìn)了節(jié)能式空調(diào)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]杜濤，張軍，楊明.變頻節(jié)能技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2011，05（02）.

[2]王鹍鵬.變頻節(jié)能在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].智能建筑電氣技術(shù)，2015，01（11）.

[3]曹開，楊小東.變頻式電機(jī)在中央空調(diào)中的節(jié)能應(yīng)用[J].江西建材，2015，20（05）.

[4]屈文斌.變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2013，15（09）.