變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)中對節(jié)能的輔助作用

陳 雷

（廈門建發(fā)城服工程管理有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

目前，中央空調(diào)水泵的節(jié)能通常采用閉環(huán)改造工作，其系統(tǒng)改造都是在變頻技術(shù)的加持下實(shí)現(xiàn)的。從使用效果分析，在制冷主機(jī)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能系統(tǒng)改造中，尤其是對于水泵的節(jié)能改造，變頻技術(shù)具有一定的優(yōu)勢。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)的基本構(gòu)成及工作原理

傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的基本構(gòu)成有制冷主機(jī)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)及末端設(shè)備，其主要工作原理如圖1所示。

對于傳統(tǒng)中央空調(diào)中各部分的工作原理及工作方式，下面以傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)中的水系統(tǒng)為例，給予簡述。

傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)中，其水系統(tǒng)的工作原理及方式如圖2 所示。

圖1 傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

在傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水循環(huán)系統(tǒng)憑借主機(jī)制冷，將產(chǎn)生的冷源循環(huán)傳遞到建筑物的各個(gè)角落，冷凍水循環(huán)攜帶冷源在系統(tǒng)運(yùn)行期間，通過冷凍泵加壓的方式，完成冷源運(yùn)輸，使用冷凍水管的冷卻水完成與室內(nèi)熱量的轉(zhuǎn)換工作，在此過程中由風(fēng)機(jī)盤管等室內(nèi)設(shè)備跟進(jìn)冷熱水轉(zhuǎn)換作業(yè)，當(dāng)內(nèi)部溫度上升后，經(jīng)過冷凍水管將發(fā)生作用后的冷水流入冷凍主機(jī)，用往復(fù)循環(huán)的方式完成冷源運(yùn)輸工作[1]。

冷卻水循環(huán)系統(tǒng)在中央空調(diào)制冷工作中，雖然不直接參與室內(nèi)調(diào)溫活動，但是其存在可以保證主機(jī)制冷系統(tǒng)順利完成工作目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)制冷劑液態(tài)轉(zhuǎn)變。在中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行期間，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)可以保證工作順利進(jìn)行，通過冷卻水加壓，實(shí)現(xiàn)冷卻處理，并利用冷卻水管完成制冷源周期傳遞，將制冷主機(jī)形成的熱量轉(zhuǎn)移，在冷卻水吸收主機(jī)制冷工作產(chǎn)生的熱源后，能量將再次回到冷卻水管的冷卻塔中，完成全周期冷卻水循環(huán)作業(yè)，從而使主機(jī)可以正常運(yùn)行，并完成制冷工作。

主機(jī)制冷系統(tǒng)是制造冷源的主基地，其工作流程通過壓縮機(jī)，將制冷劑制作成液態(tài)的制冷劑，并通過蒸發(fā)器完成冷凍水制冷工作，通過冷凍水周期循環(huán)，流至建筑的各個(gè)角落，借助主機(jī)制冷系統(tǒng)制作冷源并傳遞冷源，將冷源傳遞到建筑物的各個(gè)環(huán)境中，從而達(dá)到降溫的作用。

2 傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)中的能耗問題

在傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，制冷主機(jī)的設(shè)計(jì)容量往往偏大，配置較為保守，真實(shí)需求小于設(shè)計(jì)需求，容易出現(xiàn)大馬拉小車的狀況；有些項(xiàng)目，根據(jù)的是規(guī)范的固定框架來設(shè)計(jì)，未按照現(xiàn)場實(shí)際條件、甲方實(shí)際需求及設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)等綜合考慮，符合國標(biāo)，但并不以節(jié)能為目的來考慮設(shè)計(jì)，導(dǎo)致實(shí)際中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)能效低下，年均系統(tǒng)能效值EER 在3 W/W～4 W/W，甚至低于3 W/W；保證了供冷需求，但增加了系統(tǒng)能耗，產(chǎn)生極大的能源浪費(fèi)。

3 變頻技術(shù)對中央空調(diào)的影響

目前，在一定比例的項(xiàng)目中，存在中央空調(diào)負(fù)載設(shè)定不合理、電機(jī)啟動頻繁以及冷凍水系統(tǒng)具有一定的節(jié)能空間、冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在短板等情況，這種現(xiàn)象已經(jīng)影響到中央空調(diào)的運(yùn)行效果及能源損耗[2]。

圖2 傳統(tǒng)中央空調(diào)水系統(tǒng)的工作原理

利用變頻器變頻技術(shù)進(jìn)行整改，可以降低制冷主機(jī)、冷卻水泵、冷凍水泵等設(shè)備因負(fù)載變化對能量的消耗，同時(shí)還可以極大程度地延遲裝置內(nèi)部元件的使用壽命，使電機(jī)與其他零件的使用時(shí)間相對延長，間接地提升設(shè)備的實(shí)用價(jià)值。

4 變頻技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 變頻技術(shù)的特點(diǎn)

變頻技術(shù)的主要功能是可以降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電機(jī)轉(zhuǎn)速，由于設(shè)備負(fù)荷減少，電機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低，在空調(diào)進(jìn)行制冷的過程中能夠有效降低電量使用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，并且能夠?qū)挝坏闹评淞肯倪M(jìn)行有效減少，最大限度地提高了制冷的工作效率。目前，我國的空調(diào)生產(chǎn)制造大范圍使用的是全直流變頻技術(shù)，在使用的過程中能夠?qū)χ醒肟照{(diào)的內(nèi)部控制系統(tǒng)進(jìn)行完善，使中央空調(diào)在使用的過程中，空調(diào)的風(fēng)力、溫度和時(shí)間等調(diào)控功能變得更加的智能化。

4.2 變頻技術(shù)對主機(jī)制冷系統(tǒng)的控制

在主機(jī)制冷系統(tǒng)方面，通過熱負(fù)荷調(diào)節(jié)，變頻技術(shù)可以將制冷壓縮機(jī)限定在極限設(shè)定之下，使其在規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行。

通過在中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部安裝變頻控制器，通過內(nèi)部控制器來對壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，以此來實(shí)現(xiàn)溫度的智能調(diào)控。

變頻空調(diào)在實(shí)際應(yīng)用的過程中能夠最大化地滿足人們所需要的溫度需求，并且能夠以此為標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)溫度的有效控制，保證智能設(shè)定的溫度能夠滿足人們的實(shí)際需要。

目前，我國的變頻技術(shù)在中央空調(diào)領(lǐng)域?qū)嶋H運(yùn)行的過程中能夠有效地實(shí)現(xiàn)對高溫環(huán)境下快速制冷的效果，不僅能夠?qū)鹘y(tǒng)壓縮機(jī)的工作頻率進(jìn)行提高，而且還具備比同類空調(diào)制冷量多一倍的優(yōu)勢，因此這類優(yōu)勢也是傳統(tǒng)的中央空調(diào)并沒有辦法相比較的。

變頻空調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)自動啟動的效果，傳統(tǒng)的中央空調(diào)在使用的過程中如果遭遇停電現(xiàn)象，想要在此啟動必須通過人工進(jìn)行手動控制進(jìn)行開啟，而對于應(yīng)用了變頻技術(shù)的中央空調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)異常系統(tǒng)斷電后的自啟動效果，并且能夠自行進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，有效實(shí)現(xiàn)了空調(diào)的智能化水平。

4.3 變頻技術(shù)對冷凍水、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制

將變頻技術(shù)應(yīng)用于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中，可以提升系統(tǒng)對水泵的控制能力，可以在一定程度上改變傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)中，水泵較長時(shí)間處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況，從而降低能耗。

5 結(jié)語

在可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)布后，我國對能源的利用有了新的要求，在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的過程中，大眾生活水平直線上升，使用中央空調(diào)的用戶逐漸增多，為了降低能耗，需要遵循國家提出的節(jié)能要求，應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)優(yōu)化中央空調(diào)系統(tǒng)，變頻技術(shù)大有可為。使用變頻技術(shù)優(yōu)化中央空調(diào)系統(tǒng)后，可以在一定程度上解決傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)中的耗能問題，但是相關(guān)工作人員還應(yīng)該根據(jù)國家對節(jié)能提出的最新指示，關(guān)注現(xiàn)代技術(shù)，思考中央空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化方面的工作，借助現(xiàn)代技術(shù)，解決中央空調(diào)耗能方面的問題。