空调中变频调速的应用探析

2014-12-25龚千虎陈小灵身份证号码360985304身份证号码36079870348

江西建材 2014年23期

■龚千虎，陈小灵 ■.身份证号码:360985304;.身份证号码:36079870348

建筑业作为我国三大支柱产业之一，其发展日益茁壮。现阶段，建筑物大多采用高层设计，其中央空调用电所占的比重极高，几乎占了用电总量的一半，虽然，相关人员也采用了一些方法，改善却微乎其微。近几年来，能源危机逐渐成为人们生活中争相关注的问题，节约用电这一号召也得到了大力推崇。因此，对变频调速技术在空调中的应用进行研究势在必行。

1 变频调速技术概述

1．1 变频器的概念

变频调速器系统主要是由变频器、传动电动机和控制装置这三个部分组成的，属于静止的频率变换器。它的工作原理是通过电力半导体器件的通断作用，连续的将工频电源转换成为另一种频率的控制装置，具有极高的控制性能。

1．2 变频器的工作原理

变频器将交流电源变成直流电源，在这一过程中，主要是通过整流、滤波这两种方法，有效控制逆变器的导通、截断，使其向异步电动机输出电压和频率可变的电源，促使电动机的运行。变频器对于精准度和反映能力有较高的要求，仅采用变频器基本结构(如图1所示)的开环系统是远远不够的，还应通过变频器主回路加上电机侧检测所获取的信号，通过运算回路后，实现对触发回路的控制。

图1 变频器基本结构图

2 变频调速的节电原理

变频调速的节电原理应针对水泵和风机类的负载能力进行分析，两者的节电原理从本质上是相似的，却存在一定的差异。

2．1 水泵类

当空调内电动机的转速达到稳定状态时，就需要通过阀门的开度来调节，由于电动机的转速是恒定的，那么电动机所耗费的功率也较为稳定。当阀门的开度保持稳定的状态，若通过电动机的转速来改变流量，两者之间是成正比的，且节能效果尤为显著。

在空调系统中采用关小阀门的方法所耗用的功率是要远远超过采用变频降低转速的方法所耗费的功率。在此基础上，通过变频调速技术来改造水泵系统是具有一定的可行性的，也取得了一定的效果。

2．2 风机类

通过改变风机转速与调节风门来改变风量所消耗的电能要比小于调节风门改变风量所耗费的电能。当风速与转速的平方成正比、其轴功率与转速的三次方成正比的时候。当所需风量减少时，风机的转速也会相应的降低，其功率是基于转速的基础之上的，按照转速的二次方下降，如所需风量为额定风量的百分之八十，则转速也会降至相同的数值。当所需风量为额定风量的百分之五十，那么其轴功率会下降为三分之一的状态。在这一过程中，在转速降低的情况下，其效率也逐渐降低。总的来说，这种方法的节电效果是很显著的。

3 变频调速在空调中的应用原理

变频器在房间空调中的使用，可以持续性地控制笼型电动机的转速。房间空调主要可以分成房内部分和室外两部分组成:(1)室内部分。室内部分主要是有遥控、传感器、风机电动机及显示器这几个主要部分组成。它主要是以室内控制为核心，将温度和湿度的相关数据和运行模式等以设定条件通过序列信号的形式传送到室外。(2)室外部分。室外部分主要是由五个部分组成，包括整流单元、逆变单元、电流传感器、室外风机电动机及阀门的就控制部分组成，其是以控制部为中心的。

房间空调的室内需有室温传感器，应将房间设定温度和运行情况等数据及相关信息传送到室外，室外部分再对其进行整理和分析，从而对设定温度、室温的差别和变化信息等进行全方位了解。在此基础上，计算出压缩机的工作频率。在其运行时，如两者差距较大，则应采用高频运行，如两者温差相对较小，其频率也相对降低。另外，在室温产生较大的变化时，其频率也会发生大幅度的变化。室温变化差异较为缓慢时，其频率也是小幅度的调整。在保证冷气、暖气维持平衡与压缩机的输出基础上，以最快的速度达到室内温度的希望值。

4 变频空调的发展前景

目前，电子领域的发展十分迅速，而变频器由于自身的价格特点在市场上更具有竞争优势。从变频空调零售规模来看，在整个市场上占了50%份额，每年都有所增长，而随着高新科技技术的广泛应用，变频空调的发展进入快速的成长期。其主要的发展方向可以归纳为以下几个方面:(1)变频空调日益智能化、人性化。电子设备日益智能化是大势所趋，空调装置也不例外。智能空调主要是指其可根据室内人数、室内外的温度差距进行自动调节温度，最终达到预先设定的值。(2)使空调呈现双面出风的状态。合理采用上、下双面出风的变频空调有效改善了单一的送风方式，从一定程度上，规避了空调病的产生，保证了使用者的身心健康。(3)发展一拖多空调。一拖多空调主要分为两种形式，包括室内机和室外机两种:a.室外机。室外机是由几个压缩机组成的，每个压缩机分别接入对应的室内机。简单来说，就是指室内机的数量跟压缩机的数量是相同的，但是，每个室内机却是一个个体，且是分开控制的，当启动其中任意一台室内机，对应的压缩机也会启动。与传统的一拖二空调相比，原理相似，重点是在其控制部分，要先进得多。b.室外机。又称变容一拖多、VRV系统等，名称不同，但其性能是一样的，即为室外机。室外机根据其大小的不同，包容的压缩机的数量也不一样，一般来说，其压缩机的数量应控制在3台左右，室内机数量只需控制在15台之内，室内外机之间只需使用一套管路，在每台室内机之间，采用分歧管连接即可，再连接所有的室内机，最后，接到室外机，这就是中央空调的工作原理。

虽然，空调逐渐成为每个家庭的必需品，但是由于当今住所主要以一户多室为主，普通的空调已经不能满足这项要求。如安装多台空调，不仅占用了较大的室内面积，还给使用者带来了经济负担，不符合社会主义现代化建设的要求。显而易见，一拖多空调的发展，即节省了空间，还具有很高的性价比，逐渐成为消费者的首选。