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

摘 ?要：隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，以及全球化進程的加快，環(huán)境問題和能源問題成為全球性熱點問題，每個國家都在發(fā)展過程中不同程度地認(rèn)識到了科學(xué)技術(shù)的重要性?？照{(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)制冷節(jié)能技術(shù)中的變頻技術(shù)可以全面分析空調(diào)運行的實際情況，在中央空調(diào)制冷的各個環(huán)節(jié)中進行調(diào)節(jié)，減少能耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的。本文首先分析了中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，以及變頻技術(shù)的原理，然后探究了變頻技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用，分別在冷卻水循環(huán)和冷凍水循環(huán)中的控制應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù);中央空調(diào);制冷系統(tǒng)

一、前言

隨著社會的高速發(fā)展，環(huán)境問題的日益惡劣，人們的環(huán)保意識逐漸加強。為了達(dá)到國家節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)，將變頻技術(shù)應(yīng)用于中央空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，可提高壓縮機的運行效率，減少了對電能的使用，從而達(dá)到了節(jié)能的效果。基于此，為國應(yīng)加大中央空調(diào)的研發(fā)力度，將變頻技術(shù)和其他技術(shù)手段運行到實際設(shè)計環(huán)節(jié)中去，提高中央空調(diào)的使用性能，為人們帶來更加優(yōu)質(zhì)的住房服務(wù)。目前，變頻技術(shù)已經(jīng)在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中得到了較好的應(yīng)用，通過對制冷機組的運行狀態(tài)進行控制，改變電機的轉(zhuǎn)速，以此來減少電機的功耗，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的效果。[1]

二、中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

中央空調(diào)的系統(tǒng)是一個十分具有綜合性的工作系統(tǒng)，其核心的工作部件包括了冷凍機組、冷卻水塔、外部交換熱系統(tǒng)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)，進行內(nèi)外部的熱量交換的工作，從而使得室溫達(dá)到一個比較舒適的水平。冷凍機組的工作中，壓縮機先對冷凍劑進行處理的工作，發(fā)生相變化液化處理，在通過蒸發(fā)裝置進行反應(yīng)器內(nèi)的冷凍水的熱交換的工作，從而將冷氣送到風(fēng)機口，吹到室內(nèi)，使得溫度降低。冷凝器通過制冷劑放熱量，進行循壞水的交換工作。中央空調(diào)系統(tǒng)通過不斷的熱交換進行工作，冷卻水和其循環(huán)系統(tǒng)就是熱量傳遞的樞紐，節(jié)能控制工作的要點也在于此。[2]

三、變頻技術(shù)原理

變頻技術(shù)其原理就在于對固定機組的壓縮機機組和水泵元件的運行等進行固定化的控制工作，溫度的調(diào)節(jié)則是通過風(fēng)門和節(jié)流閥的控制工作實現(xiàn)的。而變頻技術(shù)的工作原理為其通過對室內(nèi)溫度差的測量工作進行制冷機供電頻率的控制工作，也就解決了原本定頻技術(shù)在不同的環(huán)境中同樣的運行速率的弊端，使得運行的效率大幅度提升。例如，某一段時間內(nèi)的室內(nèi)溫度上升較快，供電頻率增加，也就使得制冷工作的效率大幅度增加，保證室內(nèi)的舒適。也就可以在與溫度相關(guān)的頻率控制中，進行更好的節(jié)能性的工作。

四、變頻技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用

4.1 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制

在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的作用下，回水溫度會發(fā)生一定的變化，在此期間，系統(tǒng)內(nèi)的各程序工作狀態(tài)也會受到影響。如果不能對回水溫度進行控制，在空調(diào)運行中，很難準(zhǔn)確判斷出空調(diào)房內(nèi)存在的問題。為此，技術(shù)人員在對中央空調(diào)內(nèi)部系統(tǒng)進行改造時，需要對冷凍水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的回水溫度進行檢測與控制。當(dāng)回水溫度高于正常值時，需要對冷凍泵的運行速度進行調(diào)整，從而達(dá)到降低室內(nèi)溫度的效果。在這一過程中，冷凍泵的流速明顯提高。相反，當(dāng)回水溫度低于正常值時，采取一定的措施，對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié)，減少電能的消耗率。[3]

變頻技術(shù)的使用可以使制冷壓縮機根據(jù)外部環(huán)境的溫差和相應(yīng)的控制過程進行節(jié)能減排的工作。這種控制作用就較好地體現(xiàn)在變頻模塊對室內(nèi)溫差和熱負(fù)荷的高效反饋工作方面，進行反饋性的制冷壓縮機的調(diào)節(jié)工作可以使得壓縮機的工作狀態(tài)和頻率進行調(diào)整的工作，使得運行效率與工作環(huán)境的條件相符合，減少過高能耗和強度的工作。

4.2 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制

在中央空調(diào)系統(tǒng)運行中，除了要對冷凍水系統(tǒng)進行控制外，還應(yīng)對冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進行整治。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)在整個中央空調(diào)的制冷工作中起到了冷源運輸?shù)闹饕ぷ?，其消耗的能耗也是不可小覷的。在整個中央空調(diào)的制冷環(huán)節(jié)中，如果室內(nèi)外的溫差比較小，也就是熱負(fù)荷比較低，如果冷凍水系統(tǒng)依然處于這高強度的運轉(zhuǎn)過程，就會導(dǎo)致冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的泵運行能力不足，也就導(dǎo)致了空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象出現(xiàn)，不利于能耗的高效利用，也就導(dǎo)致了大量能量散失。變頻技術(shù)在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用也是十分關(guān)鍵的。[4]

變頻技術(shù)對冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的整體控制工作，就集中體現(xiàn)在了溫度監(jiān)測模塊對出水和回水溫度方面的監(jiān)測與控制的工作，這種溫度差會直接影響到冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中水泵的轉(zhuǎn)速，熱量交換的速率以及循環(huán)水的流速。例如，當(dāng)溫度模塊進行檢測的工作時，遇到溫度差較大的工作運行情況，這就說明室內(nèi)的溫度已經(jīng)上升，熱負(fù)荷增高，變頻技術(shù)就可以進行冷凍水循環(huán)速率的提升工作，加快冷卻水的循環(huán)工作速率，使得室內(nèi)的溫度得到快速的降低。與此相反，如果溫度模塊檢測到溫度差降低，這時熱負(fù)荷也不斷降低，室內(nèi)已經(jīng)不需要大量冷氣供應(yīng)和高強度的中央空調(diào)的運作，就需要降低冷凍水的循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，從而保證室內(nèi)熱交換的穩(wěn)定性。由此可見，變頻技術(shù)通過溫度傳感器的信號傳遞進行冷凍水循環(huán)泵速的控制，可以對能耗進行有效地控制，從而起到了節(jié)能的效果。

在該系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，冷卻塔內(nèi)的水溫一直處于動態(tài)變化當(dāng)中。據(jù)了解，系統(tǒng)內(nèi)冷卻塔溫度之所以會發(fā)生改變，其主要原因是由于外界環(huán)境溫度變化所致。在冷凍機的不停運作下，往往會產(chǎn)生出一定的熱量，經(jīng)過冷卻泵的作用后，可以將熱量轉(zhuǎn)吸收，并實現(xiàn)對冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制作用。

在這種形式下，空調(diào)周圍所處環(huán)境溫度也會發(fā)生改變，兩者之間形成溫度差。為了節(jié)省更多的電能資源，避免資源的浪費，可以將冷卻泵的轉(zhuǎn)速和冷卻水循環(huán)的速度進行控制，根據(jù)外界環(huán)境溫度，對其進行調(diào)節(jié)，夠帶給人們更多舒適的感覺，這種中央空調(diào)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)形式能夠被大多數(shù)人們所信賴。

五、結(jié)束語

在現(xiàn)代化的社會生活與工作中，人們意識到了能源和環(huán)境，對生活的重要影響，只有提升對節(jié)能減排工作的重視程度，才能有效的對環(huán)境進行保護，同時，中央空調(diào)制冷系統(tǒng)變頻技術(shù)的應(yīng)用也有更廣闊的前景，在中央空調(diào)的發(fā)展中，應(yīng)該朝著此方面更精準(zhǔn)化地推進工作，為人們營造更加舒適的生活環(huán)境，更高效地利用能源。

參考文獻

[1] ?孟崇林.發(fā)電廠循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵高壓變頻技術(shù)研究與應(yīng)用[D].北京：華北電力大學(xué)（河北），2004.

[2] ?譚激 . 大型公共建筑中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計控制策略探析 [J].智能建筑與智慧城市，2018（11）：44-45.

[3] ?梁富君 . 高層建筑中央空調(diào)的節(jié)能技術(shù) [J]. 智能城市，2018，4（18）：114-115.

[4] ?王吉龍.基于變頻技術(shù)的液壓調(diào)速系統(tǒng)控制方案的仿真研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2006.

作者簡介：吳洋，男，1986.01.21，山東省微山縣南陽鎮(zhèn)東渡口村，研究方向（寫作方向）：制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)，?？?，助理工程師。