变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析

变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析

高慧冬

身份证号： 370911198712036836

摘要：现阶段，随着我国社会经济及大众物质生活水平的提升，特别是在城市热岛效应的影响下，使得城市超高层综合体、大型购物商场及写字楼等对于中央空调具有较高需求。但是，面对可持续发展及节能减排能源政策的相继出台，针对中央空调制冷系统电能消耗过大的现状，因而需要在空调制冷系统中运用变频技术，从而实现控制精度及运行效率的双重提升。本文主要从中央空调制冷系统入手，对变频技术的多种运用方式进行详细分析。

关键词：变频技术；制冷系统；应用；节能

引言

目前来看，中央空调在商用建筑及民用建筑的应用愈发广泛，并且表现出较好的市场需求前景。但是，随着节能减排政策的出台，使得我国空调企业也开始将目光投放至技术节能领域。从中央空调设计者的视角来看，制冷系统在制冷及加热的工作过程中，其内部的线圈及铁芯都会释放出一定的热量，并需要强油循环冷却装置来保障空调制冷系统的稳定运行，客观上会消耗大量的电力能源。为此，这就更加需要运用变频技术来实现中央空调制冷系统的高效升级及效率提升。

1中央空调系统的构成及工作原理

中央空调系统是一个复杂的综合性系统，其核心部件就是冷冻机组、冷却水塔、外部热交换系统及冷却风机等。在冷冻机组中，压缩机会将制冷剂进行处理，相变之后形成液态，然后在蒸发器这个反应装置内，利用冷冻水进行换热，将其制冷，后将它送至每个风机口冷却盘管，风机会将冷空气吹入室内，造成温度的降低。在冷凝器中制冷剂放出热量，也会与循环水进行换热，这时候就是一个典型的放热过程。

由此可见，中央空调系统的核心就是不断地进行热交换。在此，冷冻水和冷却水循环系统是实现热量传递的枢纽，因此必须要严密的调控冷冻水和冷却水循环系统。

2变频器结构及基本原理

总的来说，变频技术主要是集控制、微电子、电力电子、计算机等多种技术于一门的综合性技术。为此，变频器作为变频技术运用的核心部件，在中央空调制冷系统当中更是得到了广泛应用。从工作原理的角度来看，主要是将外部电源的电流通过整流电路、逆变电路及直流中间电路三个控制电路，从而输出质量相对较好的直流电源。随后，通过外部电源、电路及设备之间的有效配合，还能够有效地提升冷区系统电机的转速及控制精度。所以，通过将变频器与传统的空调交流系统相比较会发现，变频器的内部构造较为简单，便于快速调整冷却系统的电机转速，能够满足中央空调系统的高效率性能控制的要求。

3变频技术在中央空调制冷系统中的应用

3.1制冷压缩机的应用

中央空调的制冷系统中，制冷压缩机是非常重要的组成部分。制冷压缩机在中央空调整个制冷工作过程中占耗电量的40%左右，而且在实际的运行过程之中，每年的平均负荷估计大约是在峰值负荷的60%左右，但是仅占压缩机容量的50%,这样的结果就是压缩机基本上都是在低负荷载的情况下运转。将制冷压缩机应用到中央空调制冷的系统中，要按照空调实际使用情况进行应用，对于中央空调而言主要就可以使用螺杆式、活塞式和离心式这几种类型，并且需要确保这种压缩机结构设计上配有调节功能。这样才能够按照实际的工况对压缩机进行变化调整，能够对工况的不同做出更好的适应，从而将制冷空调系统的运行效率提高，更加有益于系统运行的节能。

例如，在使用离心式的压缩机的时候，这种压缩机的工作方式主要是通过进气口导向叶片的变化对进气量调节变化，从而实现对制冷量的调节，一般我们都叫做扇门调节。根据目前的制冷空调系统的工作状况而言，扇门调节虽然具有一定的节能作用，但同时也会带来电机负载电流降低，使得电机的电压和转速都保持稳定，因此导致电机在低负荷下效率低的问题无法彻底解决，不能够达到根本的节能目的。假如使用变频器进行调速的话，则可以降低电机的附在损耗、固有损耗以及其他损耗，随着电机的电压、电流和转速频率也会跟着下降，因此电机功耗自然就降低，运行参数的控制精度将会提升。在此种情况下，变速离心式压缩机节能效果能够提升30%以上，尤其是在低负荷的情况下节电能够达到70%以上，是将来中央空调制冷技术的核心，值得推广。

3.2风系统

在传统的中央空调中，都是使用固定风量控制系统，导致新风量的调节既不方便，而且空调的能耗又高。一旦中央空调引入新风VAV变频技术以后，能够调节节约30%的空调负荷，节省能耗高达50%。这种技术的使用将改变以前的送风静压和温度等来控制，而是通过变静雅和变温度的方法实现节能、舒适的目的。

如今，随着人们生活质量的不断提升，变频集中式中央空调在市场上逐渐热销，这种空调通过将中央空调与家用空调的优点结合，从而实现更加节能环保、灵活设计等方面的优点，使得空调发展具有更好水准。

3.3循环水泵的应用

循环水泵也是中央空调制冷系统的重要组成部分，在整个空调系统制冷运行的工作之中，循环水泵的耗电量估计占整个系统的25%。所以对于中央空调的制冷节能，就需要对循环水泵节能重视。目前的制冷空调系统常用的就是VM系统，在工作的过程中自动调节主要是依照系统负荷决定。但是在实际的运行过程之中，可以得知循环系统的水泵选型、调控方式的制冷机组和用户之间出现脱节的情形，导致循环水泵控制效果差，而且在能源效率上也会出现许多问题，结果运行效率低，甚至还会造成VM节能系统出现问题，造成整体的节能效果差，不利于整个中央空调制冷系统的稳定发展，所以必须釆取有效的措施才能够解决VM系统的节能问题。例如，引入变频器技术应用热量平和关系式，而且自动同步调节制冷量和水流量，由此达到全流量范围内的有效调节，这样一年下来节电能够达到50%左右。此外，依照当前的VM系统运行状况而言，使用的变频技术在控制上还是存在一些技术性的问题需要及时解决，不然将会造成整个中央空调制冷系统的运行效率，因此要充分应用变频技术改进循环水泵的运行，真正地将循环水泵的工作效率提高。

3.4冷却水循环系统的控制应用

中央空调系统的冷却塔的水温是根据环境的温度不断变化的，其单侧水温是不能够精准地反映冷冻机工作产出的热量。因此冷却泵控制依据最后就是按照进水和回水两者之间的温度差，达到进水和回水间的恒温差控制比较合理。如果两者温差大，表明冷冻机组产生大量热量，需要提高冷气泵的转速，加快冷切水的循环速度；反之就是降低冷切水的循环速度，达到省电的目的。

3.5冷冻水循环系统的控制

冷却机组决定了冷冻水的出水温度，由此可见冷冻的温度很重要。因此依据冷却水循环系统中的回水温度进行判断：假如回水温度高，则表明空调房中的温度比较高，需要对冷冻泵的流速提升，促进冷冻水的循环速度；如果水温比较低，则需要降低冷冻泵的流速，减慢冷却水循环系统流速，以此达到恒温控制，实现节电的目的。

4结语

现阶段，由于中央空调系统对节电、能耗以及运行的性能和控制的精度等都应提出一定的要求，通过使用变频技术，已达到节能、省电、提高控制精度和运行效率，还达到了环保的目的。为此，本文经过对中央空调制冷系统中的制冷压缩机、循环水泵、变频空调器等多方面的分析，证明了变频技术能够有效地实现中央空调制冷系统工作效率与节能减排的双重提升，在提升制冷空调系统运行效率的基础上，达到节能减排的最终目的。

参考文献

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