淺析變頻控制技術在空調(diào)通風系統(tǒng)中的節(jié)能應用

戎峻

摘 要：空調(diào)通風系統(tǒng)在整個空調(diào)系統(tǒng)中所扮演的角色都是極為重要的，可以說空調(diào)通風系統(tǒng)的質(zhì)量將會直接對整個空調(diào)系統(tǒng)作用的發(fā)揮造成影響。因此相關人員必須加強對其的重視，積極的采取措施對空調(diào)通風系統(tǒng)的性能進行優(yōu)化，為空調(diào)系統(tǒng)作用的發(fā)揮創(chuàng)造條件。隨著社會的不斷發(fā)展，人們對于空調(diào)通風系統(tǒng)的節(jié)能性也越來越高，節(jié)能性已經(jīng)成為了衡量通風系統(tǒng)性能的重要指標。

關鍵詞：變頻控制技術；空調(diào)通通風系統(tǒng)；節(jié)能應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.243

1 前言

作為空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分之一，通風系統(tǒng)節(jié)能性能的提升對于整個空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能目標的實現(xiàn)都有著極為重要的意義，在對空調(diào)通風性能進行優(yōu)化的過程中，最常使用的技術就是變頻控制技術，和其他技術相比，變頻控制技術能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)實際情況的需求對風量進行控制，這對于避免風量浪費，繼而降低空調(diào)運行成本等都是極為重要的。

2 對變頻控制技術的相關分析

變頻技術是目前在空調(diào)通風系統(tǒng)中最常使用的節(jié)能技術之一，變頻技術的應用能夠使得整個通風系統(tǒng)的能耗能夠以降低的狀態(tài)所存在，這對于空調(diào)運行成本的降低有著極為重要的意義。在整個變頻控制作用發(fā)揮的過程中，起到核心作用的就是變頻器，其工作原理主要為把電網(wǎng)所輸送的工頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷汉皖l率都能夠調(diào)控的交流電，變頻器的使用最重要的目的就是能夠讓交流電機實現(xiàn)變頻調(diào)速的目的?！敖?直-交”電壓變頻器是目前使用最廣泛的變頻器之一，其基本的結構如圖1所示。

之所以變頻器可以實現(xiàn)對電機速度進行調(diào)節(jié)的目的，主要是因為異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為：n=n=60f（1-s）/p，從這個公式可以看出，當電動機工作電源頻率呈現(xiàn)改變狀態(tài)時，電機的轉(zhuǎn)速也會出現(xiàn)變化，在整個調(diào)速過程中，要盡可能的保證電機中每級磁通量Φ恒定，這對于變頻節(jié)能有效性的保證有著極為終于的意義。變頻調(diào)速技術在通過對電機輸入頻率進行調(diào)整，從而使得電機的電流實現(xiàn)從零到額定工作電流的過渡，這種方式極大程度的降低了電機直接啟動對于電網(wǎng)的沖擊，這對于設備損耗的控制有極為重要的意義。此外變頻器的應用會使得整個空調(diào)系統(tǒng)即使達到最大電流也不會超過額定電流，這在一定程度上對電網(wǎng)和用電設備起到保護作用，這也對于設備壽命的延長有著一定的意義。變頻調(diào)速技術已經(jīng)應用到人們生活中的各個方面，尤其在空調(diào)通風節(jié)能上扮演著極為重要的角色，因此相關人員必須加強對其的重視。

3 空調(diào)通風系統(tǒng)組成以及控制原理分析

VAV變風量空調(diào)通風系統(tǒng)是在大多數(shù)公共場合最常使用的通風類型之一，其主要是在保證通風系統(tǒng)送風溫度不變的基礎上，通過對空調(diào)房間內(nèi)實際負荷的變化情況來對送風量進行調(diào)節(jié)，從而達到對室內(nèi)溫度進行控制的目的。像我們最常接觸的地鐵車站的空調(diào)通風系統(tǒng)所采用的通風系統(tǒng)就是注重舒適性的VAV通風系統(tǒng)，和其他空調(diào)系統(tǒng)相比，其對于室內(nèi)溫度的要求更加高，同時對于空調(diào)通風系統(tǒng)溫度波動范圍相對較小，送風溫差往往會以較大的狀態(tài)所存在，因此在這種狀態(tài)下更加適合變量通風系統(tǒng)的應用。下面就以地鐵空調(diào)通風系統(tǒng)為例，對通風系統(tǒng)的組成進行分析。

3.1 系統(tǒng)組成

地鐵車站公共區(qū)組成部分是非常多的，像站臺、站廳等都是其重要組成部分。站內(nèi)公共區(qū)空調(diào)通風系統(tǒng)的主要部件包括新風機、回排風機、空調(diào)機等，車站每端所設置的各個部件的數(shù)量為新風機一臺、空調(diào)機組兩臺以及回排風機兩臺，為了實現(xiàn)節(jié)能目的，在空調(diào)風機以及回排風機要加以變頻控制器的配備，風機轉(zhuǎn)速的控制可以通過EMCS系統(tǒng)所實現(xiàn)，風機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)將會使得變風量空調(diào)能夠處于被控制的狀態(tài)。

和常規(guī)的空調(diào)通風系統(tǒng)相比，地鐵站內(nèi)的空調(diào)通風系統(tǒng)具有空氣調(diào)節(jié)功能以及通風防排煙功能，系統(tǒng)組成圖如下所示。

3.2 控制原理分析

在對車站公共區(qū)的溫度、濕度進行自動控制與調(diào)整的過程種所此采用的控制原理主要為閉環(huán)負反饋，在整個通風系統(tǒng)在發(fā)揮作用的過程中，相關的人員為了能夠即使的對周圍環(huán)境有所了解，其需要在站廳、站臺等部位安裝一定數(shù)量的溫度探測器，在對所采集的數(shù)據(jù)進行加權平均處理后，才能夠把其作為車站公共區(qū)的實際溫度、濕度值。

當回風溫度和給定值相同時，空調(diào)箱內(nèi)的送風機電機的頻率以及回排風機電機的頻率均保持恒定狀態(tài)，當回風溫度比給定值高的時候，空調(diào)出口的送風溫度保持不變，同時對送風機電機的輸入頻率進行提升，從而使得車站公共區(qū)域所輸入的冷風量得以提升，同理當回風溫度的值和給定溫度相比相對較低時，則可以對空調(diào)送風機電機頻率和回排風電機頻率的降低所實現(xiàn)。

3.3 計算公式

風量：

從公式可以看出變風量系統(tǒng)的基本原理就為在荷載發(fā)生變化時，T，D變量將會維持不變，從而使得G能夠得以改變。

4 變頻技術在空調(diào)通風系統(tǒng)節(jié)能應用要點分析

4.1 變頻技術在隧道通風系統(tǒng)中的應用

隧道通風系統(tǒng)主要指的時在站臺下部、軌道頂部所安裝的排熱通風系統(tǒng)，此系統(tǒng)中的UPE/OTE風機一般情況下會在整個地鐵運營期間一直運轉(zhuǎn)，因此和其他通風系統(tǒng)相比，其風機的運行時間時相對較長的。此風機的作用主要是為了能夠讓列車進站、停戰(zhàn)、出戰(zhàn)所產(chǎn)生的熱量能夠被排出，從而能夠使得列車所產(chǎn)生的熱量對于整個車站的影響。受列車遠期對數(shù)、風機排風量以及列車發(fā)熱量等多種因素的影響，為了最大程度的降低空調(diào)通風系統(tǒng)在作用過程中所產(chǎn)生的能耗，PE/OTE風機更加適合用變頻風機來達到對風量的調(diào)節(jié)，讓風量能夠根據(jù)需求以及載荷的改變而改變，這對于節(jié)能效果的提升是極為重要的。

4.2 變頻通風技術在車站通風系統(tǒng)中的應用

車站公共區(qū)域的通風是整個車站通風洗系統(tǒng)的重點，一般情況下車站公共區(qū)通風空調(diào)系統(tǒng)的組成部分主要由回排飛機、組合式空調(diào)箱以及空調(diào)新風機，傳統(tǒng)的定風量空調(diào)通風系統(tǒng)節(jié)能的實現(xiàn)主要依靠節(jié)能設備，這種能效果并不是特別樂觀。在車站公共區(qū)域通風系統(tǒng)進行設計的過程中注重變風量的應用是極為重要的。要想最大程度的實現(xiàn)風量的調(diào)節(jié)，最有效的就是采用變頻風機，和其他調(diào)速方式相比，變頻調(diào)速具有調(diào)節(jié)靈活、調(diào)速無極等優(yōu)點，其可以在風量降低的狀態(tài)下保持風機效率的穩(wěn)定，這對于風量的精確性控制的實現(xiàn)有著極為重要的意義。

4.3 變頻技術在送風系統(tǒng)中的應用

變頻技術在送風系統(tǒng)中所扮演的角色也是極為重要的，其不僅能夠使得風量得到較為有效的調(diào)節(jié)，還能夠在一定程度上使得中央空調(diào)運行的噪音進行降低，這對于空調(diào)作用的發(fā)揮有著極為重要的作用。在對送風系統(tǒng)的控制方式進行選擇的過程中要充分的對實際情況進行考慮。當外界溫度變化呈現(xiàn)較為明顯的狀態(tài)時，可以把內(nèi)置PID軟件的變頻器作為核心部件，通過對電位器進行利用來完成對所需溫度的設定，變頻器通過溫度測定器對溫度進行收集后獲得相對較為準確的溫度測量值，然后PID軟件可以自動對輸出頻率進行改變，從而使得末端送風量能夠得到調(diào)整。由于內(nèi)置PID成本相對比較高，因此如果條件不允許的話也可以采用外置PID調(diào)節(jié)器，兩者所起的作用時一樣的。

4.4 變頻技術在水系通過流量調(diào)控中的應用

在空調(diào)通風系統(tǒng)作用發(fā)揮的過程中往往也會需要水系統(tǒng)的支持與協(xié)調(diào)，和風系統(tǒng)類似，如果采用定量水載荷，那么必然會存在浪費的現(xiàn)象，因此在空調(diào)水系統(tǒng)中加以變頻器的應用是極為必要的。變頻器的應用可以使得空調(diào)系統(tǒng)之間耦合關系出現(xiàn)的幾率大大降低，這會使得空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)更加具有獨立性。

5 結束語

變頻技術在空調(diào)通風系統(tǒng)節(jié)能性能提升上發(fā)揮了極為重要的作用，可以說變頻技術水平的高低在一定程度上決定了空調(diào)通風系統(tǒng)的能耗情況，因此相關人員必須加強對其的重視，積極的采取措施對現(xiàn)有的通風系統(tǒng)變頻技術體系進行完善，把整個空調(diào)通風系統(tǒng)的能量浪費水平盡可能的控制在最低水平，這對于我國可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)極為重要。

參考文獻：

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