变频技术在制冷空调系统中的应用及节能探讨

变频技术在制冷空调系统中的应用及节能探讨

余惠敏

(广州贝龙环保热力设备股份有限公司511356)

摘要：站在建筑物整体能耗角度来说，制冷空调系统占据总能耗的75%，电能耗费量较大，为此，相关部门和工作人员需要对制冷空调系统节能工作提高重视程度。本文对变频技术在制冷空调系统中的应用现状和应用意义进行总结，并从制冷压缩机、循环水泵系统、风系统、变频空调四方面，论述了变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析。

关键词：变频技术；制冷空调系统；制冷压缩机

前言

在整个空调制冷系统之中，由于耗能设备不同，最终的能耗数量也不同。站在中央空调系统角度来说，耗能量最大的为冷水机组，其次是一些末端设备，如盘管风机等等，水泵的能耗量占整个系统能耗的15%到20%之间。因此，在整个制冷空调系统之中，工作人员可以根据系统的具体运行特点和运行情况，采用不同的措施和方法，以此来提升其节能控制效果。

1.变频技术在制冷空调系统中的应用现状和应用意义

1.1变频技术在制冷空调系统中的应用现状

随着我国经济的持续发展，人们生活水平逐步提升，相应的空调需求量也在进一步扩大，很容易对环境造成污染。因此，很多空调生产厂家开始将变频技术应用到空调制冷系统之中，配合节能技术来降低空调制冷系统的耗能，从而实现空调寿命的有效延长。现如今，我国逐步实施了节能减排措施，这主要是由于我国整体资源数量有限，其科学合理使用已经成为社会各界人士关注的焦点，对整体经济可持续发展同样具有重要意义。因此，我国在后续发展过程中，需要进一步提升对空调制冷技术的研究投入力度，从技术角度入手寻求更大突破。站在中央空调角度来说，最大负荷时间相对较短，之后的负荷量会随着温度的变化而变化，而且制冷系统会始终处于自身可接受范围内，如果人们没有做好制冷系统的调试和运作，电能浪费现象便是出现，导致整体运行成本的上升。站在实际发展角度来说，仅在空调制冷系统的应用，变频技术便取得了很大成效，不仅实现了电能耗损量的降低，在资源节约上也起到了十分重要的作用。

1.2变频技术对中央空调制冷系统自控的意义

变频技术在应用上能够呈现出很多优势，如控制性能好、使用和维护方便等，这也让变频技术成为了空调制冷系统之中的主要组成部分。在具体工作过程中，其变频器主要是对各种设备进行变速处理，电源为交流电源，通过控制电路形成对主电路的有效控制，之后将整流电路向交流电路转换。由于变频技术的不同，整个空调系统的运行方式也存在一些差异性，常见的变频器类型有电压型变频器和电流型变频器。如果是根据电动机实际转速相对应的电源频率对变频器系统进行转换，所得到的频率与系统相吻合，同时也能得到相应的输出转矩，最终实现电动机转矩的合理控制。当变频技术在空调制冷系统中发挥出作用后，在满足用户需求的同时，节约大量电能，并降低设备的损坏率。尤其是在用电高峰时段，在变频技术作用下可以降低用电总量，避免电网由于压力过大而出现各种问题[1]。

2.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析

2.1制冷压缩机

站在耗电程度角度来说，整个制冷压缩机的耗电量占整个制冷系统的45%左右。但在实际工作之中，全年平均热负荷大约占峰值的65%，此种情况之下，压缩机大部分时间均处于低负载运转状态。在中央空调等系统之中常见的压缩机类型有三种，即活塞式、螺杆式以及离心式，可以实现对能量的有效调节，从而与具体的工况相适应。例如，离心式压缩机在使用时可以根据具体的进气口导向叶片开度对进气量进行合理调节，进而控制好冷量大小和强度，人们将此过程称之为“扇门调节”，由于该种调节方式的有效作用，整个系统的节能效果更为明显，但该种方式使得整个电机负载电流大大降低，但电压和转速之间的恒定状态并没有别破坏，低负荷下效率问题不能得到真正解决。此时，人们可以将变频调速技术应用其中。由于该项技术的作用，变频器取代了系统中的节流调节方式，节能效果更加明显。据相关数据显示，通过上述改变，产品的平均节电率达到了30%，低负荷节点高达70%左右。

2.2循环水泵系统

循环水泵耗电量大约占整个系统的25%左右，从这里与可以看出，水系统节能具备很强意义。截止到目前，水系统建设主要以VMV系统为主，其运行时间可以根据系统负荷大小进行有序调节。但在现有循环水泵选择上，与制冷机组相互脱节，从而在控制效果和能源效率上产生可极大问题，让主机长期处于低负荷状态运行，引发明显的大流量、小温差问题，降低其节电效果。为了将上述节能问题解决，人们可以将变频器技术加入其中，以热量平衡关系式的应用为主，让系统中的水流量和制冷量实现同步性自动化调节，如此一来，整个年平均节点量将会提升到50%，具体控制原理如图1所示。值得注意的是，目前VMV系统中的变频器应用还存在一些技术问题，需要研究人员在后续工作之中提升研究力度。

图1VMV系统控制原理图

2.3风系统

在传统风系统运行上，对新风量的调节效果很差，而且操作过程不方便，很容易让空调处于过运转状态，耗能量居高不下。为了将这一现状改善，研究人员将AVA变频闭环节能系统应用其中，可节约30%的空调负荷以及50%的电能。空调系统主要是由不同风道结构和末端设备组合而成，控制方式多种多样，常见方式有变静法、变温度法等，通过对系统送风静压改善实现温度合理控制。例如，在中央空调变频节能控制上，可以通过冷水机组变频控制、分布式网络控制技术等对中央空调进行合理改造，让中央空调的整体耗电量随着负荷变化而变化，节点效果可以达到40%，还能通过降低噪音等优势，让空调在使用过程中具备很强的舒适性[2]。

2.4变频空调

变频空调在制作过程中主要以变压变频技术应用为主，并通过变频控制器内装，从而实现对压缩机转速的合理控制，还能根据室内外温度情况，连续调节制冷量和制热量，让整体温度范围始终随着具体的温度曲线产生变化，最终达到提升舒适度的根本目的。变频空调在应用上具有以下几方面优势：首先，变频空调的制冷制热速度很快，在每次启动过程中，先是以最大功率运行，制冷或者制热效果很突出，当接近于设定温度之后，压缩机便开始低速运行，促使整个系统保持在一个恒温状态下，避免由于压缩机的频繁停止和开启降低使用寿命，节电修效果更加明显；其次，即使系统出现了电压波动，整个系统也能保持正常运转状态，让电源电压范围始终保持在142到270V范围之内，避免空调器不能工作的问题出现。

总结：综上所述，在制冷空调系统运行过程中，主要是对节点、能耗以及控制精度等提出相关要求，只有这样，才能确保空调系统的节能效果。整体来看，通过制冷压缩机、循环水泵等应用，可以将制冷空调系统运行效率全面提升，让制冷效果得到更高保障，进而实现节能环保，提升居民生活质量。

参考文献：

[1]杨进华.变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析[J].科技资讯,2018,16(17):94+96.

[2]段国权.变频技术在长沙地铁站空调系统中的节能应用[J].建筑热能通风空调,2016,35(08):73-76.