變頻調速技術在中央空調系統(tǒng)節(jié)能中的應用

李 俊

（成都雙流國際機場股份有限公司，四川 成都 610202）

變頻調速技術在中央空調系統(tǒng)節(jié)能中的應用

李 俊

（成都雙流國際機場股份有限公司，四川 成都 610202）

國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使人們的生活水平得到了顯著提高。但是，部分地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展仍然以破壞環(huán)境為代價的現(xiàn)象在我國依然存在。環(huán)境的惡劣也讓人們對居住環(huán)境的要求越來越高。中央空調系統(tǒng)的出現(xiàn)正好滿足了人們對環(huán)境的要求，同時也產生了較高的能源消耗，特別是在炎熱的夏季，高頻率使用空調直接導致電量耗費比其他季節(jié)要高。中央空調系統(tǒng)在建筑能源耗費方面占有較大比重，因此中央空調系統(tǒng)的節(jié)能問題就變的十分嚴峻。本文主要講述變頻調速原理以及變頻調速技術在中央空調系統(tǒng)節(jié)能中的具體應用。

變頻調速技術；中央空調系統(tǒng)；節(jié)能

眼觀當下，我國較為發(fā)達地區(qū)的經(jīng)濟建設，其建筑物的建設主要向大﹑高方向發(fā)展。中央空調雖然能夠提供給人們舒適的環(huán)境，但因為其耗電量大，所以與我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標不符。因此，既要能夠保證建筑物內部環(huán)境的舒適，又要能夠有效降低能耗就成為了亟需解決的問題。在這種嚴峻形勢下，變頻調速技術在中央空調系統(tǒng)中的應用，很大程度上解決了能源消耗大的問題。

1 變頻調速概述

變頻器作為變頻調速技術的核心，其工作原理是將電網(wǎng)輸送的工頻交流電源變成電壓可變﹑頻率可調的交流電的變流裝置，其作用是用于交流電機變頻調速。目前使用的較為廣泛的是“交—直—交”電壓型變頻器，其基本結構見圖1。

圖1 “交—直—交”電壓型變頻器基本結構

變頻調速的原理根據(jù)是異步電動機的轉速公式：n=60f（1-s）/p，通過改變電動機工作電源的頻率從而達到改變電機轉速的目的。其基本的控制方式是在異步電動機調速過程中，保持電機中的每級磁通量Φ不變。變頻調速技術已經(jīng)深入到了人們生活的方方面面，為保證人們的正常舒適生活提供動力。

2 變頻調速技術在中央空調系統(tǒng)節(jié)能中的具體應用

使用變頻器的根本目的就是為了實現(xiàn)中央空調的節(jié)能，在選擇變頻器時，其輸出功率不能低于其驅動的電動機功率。在考慮將變頻調速技術應用于中央空調系統(tǒng)中時，最先考慮的是變頻器的安裝條件，良好的安裝條件能夠有效延長變頻器的使用年限。變頻器的安裝應該選擇無水﹑濕氣小，環(huán)境溫度在-10℃-40℃之間，相對濕度保持在20%-90%之間的環(huán)境中，周圍環(huán)境不能存在易燃易爆具有腐蝕性的氣體或液體，安裝位置應易于變頻器的拿取，為了避免出現(xiàn)故障應該避免與高次諧波干擾設備接觸。

2.1 變頻調速技術在中央空調主機中的應用

中央空調主機是整個中央空調系統(tǒng)的核心，其最重要的作用是為整個中央空調系統(tǒng)制造冷源及熱源。由于整個建筑物內部的冷量需求或熱負荷處于不斷變化的動態(tài)過程中，空調主機輸送的制冷量或制熱量就需要與建筑物內部總需冷或熱的量達到一個動態(tài)匹配的效果。為了達到這個效果，這就需要采取一定的技術手段，而變頻調速技術在實現(xiàn)這個動態(tài)結果中起到了至關重要的作用。

2.2 變頻調速技術在中央空調冷凍水﹑冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的應用

（1）利用變頻調速技術實現(xiàn)對冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制。在具體的控制過程中，為了達到節(jié)能效果，需要將整個的冷凍水循環(huán)速度合理有效的控制起來，通過變頻器調節(jié)冷凍水泵運行轉速能夠達到這個目的。實現(xiàn)對冷凍水循環(huán)系統(tǒng)控制的方式有兩種，一種是以壓力差為主﹑溫度為輔的調節(jié)控制。這種方式主要是為了能夠提供適宜的環(huán)境溫度又達到較好的節(jié)能效果。另一種則是以溫度為主﹑壓力差為輔，主要工作形式為通過溫度作為反饋信號，進行恒溫控制，再根據(jù)壓差大小對目標信號做出適當調整。此種方式主要是保證樓層較高的環(huán)境溫度較為舒適。

（2）利用變頻調速技術實現(xiàn)對冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制。一般情況下冷卻水的進水溫度代表了冷卻水塔內水溫，由于冷卻塔內的水溫會受到環(huán)境溫度的影響。因此不能僅僅只將測量水溫來判斷冷凍機組內熱量的多少。而是應該將進水溫度和回水溫度之間的溫度差作為控制的標準才比較準確。如果是出現(xiàn)溫差較大的情況，說明冷凍機組內產生的熱量較大，應該對冷卻泵的轉速進行提速，加大了冷卻水的循環(huán)速度從而降低冷卻水溫度，反之則應該降低冷卻泵的轉速和減小冷卻水的循環(huán)速度達到節(jié)能效果。通過變頻器合理調節(jié)冷卻泵的轉速，實現(xiàn)冷卻水溫精確控制，同時節(jié)約能源。

2.3 變頻調速技術在中央空調末端送風系統(tǒng)中的應用

變頻調速技術在在中央空調末端送風系統(tǒng)中的應用，不僅能夠較好的調節(jié)送風量，節(jié)約能源，還能夠降低中央空調運行的嗓音，大大提高舒適度。在對末端送風系統(tǒng)的控制方式方面，比較古老的方法是將手動型控制終端設置在室內，將變頻器中的供電設置改成由空氣開關控制，需要開啟空調時只需要在配電控制室操作即可。當外界溫度變化較為明顯時，可以采用內置PID軟件的變頻器。利用電位器設定所需溫度，變頻器通過收集反饋得到的溫度測量值，利用PID軟件自動改變輸出頻率，調整末端送風量。為考慮經(jīng)濟成本，如果變頻器中沒有內置的PID軟件，則只需要連接一個外置的PID調節(jié)器就可達到同樣的效果。如今，隨著樓宇自動控制系統(tǒng)的發(fā)展，末端送風系統(tǒng)已經(jīng)可以通過樓宇控制系統(tǒng)實現(xiàn)對變頻器的監(jiān)控與直接控制，可以更加有效的實現(xiàn)節(jié)能。為了達到更好的節(jié)能效果，應選擇節(jié)能型變頻器。在安裝條件方面變頻器不應安裝在潮濕環(huán)境中。

結語

綜上所述，想要真正達到節(jié)能效果，實現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標，在中央空調系統(tǒng)建設運行中，應該充分考慮到節(jié)能技術的運用。中央空調系統(tǒng)工作時間長﹑能耗大，不管是從中央空調的主機﹑冷凍水循環(huán)系統(tǒng)﹑冷卻水循環(huán)系統(tǒng)還是末端送風系統(tǒng)方面，都應該考慮節(jié)能效果。將變頻調速技術應用于中央空調系統(tǒng)中，不僅提高了環(huán)境的舒適度，還能夠將建筑物的能耗指標大幅度降低。

[1]魏琪航,宮少全,趙亮．淺談引風機高壓變頻器與液力耦合器調速的比較[J]．變頻器世界,2014,11（03）：109-110．

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