浅谈中央空调变频节能技术

摘要：随着我国高层建筑越来越多，智能化建筑的广泛应用，与此同时，中央空调系统的应用日益普及，由此造成的能源消耗已成为影响国家能源战略的重要方面。因此，研究节约能源、提高能效的技术手段和方法迫在眉睫。文章根据实际经验，从中央空调的维护结构、冷热源、系统设计及运行方面研究并分析了促使中央空调系统节能运行，提高能源利用率的各种措施。

Research on energy saving technology of central air conditioner

Huang Yu

（College of electrical engineering of Guangxi University，Guangxi,Nanning,530004）

Abstract：With the increasing of high-rise buildings, the application of intelligent building is widely used, and the application of the central air-conditioning system is becoming more and more popular, and the energy consumption has become an important aspect of the national energy strategy. Therefore, it is urgent to study the technology and method of saving energy and improving energy efficiency. According to the practical experience, the paper studies and analyzes the maintenance structure, cold heat source, system design and operation of central air-conditioning system, and analyzes the energy saving operation of central air-conditioning system, and various measures to improve energy efficiency.

Keywords：Central air conditioning; energy saving; energy consumption; efficiency; measure

据相关数据统计，在发达国家，建筑能耗约占总能耗的30%～40%，而空调系统的耗能是建筑物能耗的主要组成部分，往往占其50%以上。建筑节能开始成为各国关注的热点。随着控制技术的提高，空调系统控制更多的由自动控制系统来实现，所以目前空调节能的一个重要角度就是实现控制节能。从控制对象来看，主要包括两部分，一部分是空调系统的一次系统侧，涉及到的主要控制技术是容量调节技术，如节流调节、转停调节、滑阀调节和变频调节控制等。第二部分是空调系统的二次系统侧，涉及到对水泵、风机等输送设备，冷盘管、热盘管等热交换设备和各种节流阀门进行控制的控制技术。

根据有关资料统计，中央空调设备97%的时间在70%负荷以下波动运行，也就是说起实际负荷无法实现满负荷，特别是在主机部分负荷的情况下。空气处理设备的能力有很大的富余，造成了大量的能源浪费。因而，运行调节具有重要的意义。如果能找出中央空调系统的最佳运行工况，研究中央空调系统节能控制策略，设计性能良好的控制系统，并通过控制系统实现能量匹配的自动调节，将大幅度降低中央空调的运行能耗。从而既能满足人们生产、生活和工作的要求，又能达到节约能源的目的，具有十分积极的意义。

中央空调系统是一个复杂的系统工程，要想使其达到最佳的节能效果，就要从整体着眼，对冷冻水、冷却水等主机系统和冷风柜、盘管等末端系统等进行全面控制，使整个系统协调运行。现阶段空调系统的节能研究大部分集中在水泵和风机的单机变频技术，由各个变频器来改变冷冻水流量及风量的大小以适应负荷的变化。显然，这种节能方案不能在空调系统整体运行中达到较好的节能效果。对于控制领域，中央空调节能控制的研究主要集中在变频器节能技术。变频技术在中央空调中的应用主要在以下几个方面：

1　中央空调末端送风的变频控制

中央空调的以水为其冷、暖输送介质，通过风机可以将末端与热交换器接触的清洁空气向室内传输，以此实现室内温度的调节。当作为输送介质的水的温度不变的条件下，通过对送风量进行调整能够达到调节室内冷风/热风量，风机转速的快慢决定了送风量的大小，以此实现对室内温度的调节。这样，就可以根据空调机上的相应设置来调节最适宜的室内温度。而变频器的作用主要是对风机进行无级变速，在变频作用下，输入端电压也会发生相应的变化，以达到更好的能源节约目的，减少系统的噪音。很明显，加入变频器的中央空调能够为人们带来更加舒适的室内环境，同时也达到了节约能源与降低成本的作用。

具体来讲，变风控制的优势主要有以下几点：一方面可以节约能源，为国家能源发展做出贡献；另一方面也可以减轻噪声，降低工作人员的工作压力。但是其缺点是需要一次性投入较多成本。

2　中央空调循环水泵变频控制

冷冻水系统的出水温度主要由蒸发器的设定值所决定，回水温度则主要由大厦的热负荷所决定。中央空调冷冻水出水与回水温度的温差不应超过5℃。现在使用的蒸发器出水与回水管上一般都装有由变频器、变送器、PID温差调节器组成闭环控制系统，其作用就是对水温进行检测。这样，在控制冷冻水温差的基础上，就可以使冷冻水泵的转速相应于热负载的变化而变化。

在冷却水系统中，因为低温冷却水温度是由环境温度和冷却塔工况共同决定的，所以在对高温冷却水温度进行控制的基础上，就能够对温差进行控制。利用由变频器、变送器、PID温差调节器组成闭环控制系统，就可以使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化。

在中央空调中应用变频技术的优势主要包括：一是可以利用变频器的调频调压功能，降低了对电网的影响，而变频无级调速使电机能够平滑启动，不会有冲击杂音，有利于延长其使用寿命；二是能尽量减少水泵的运行能耗；三是在多台水泵共同使用的情况下，能够减少水泵使用数量，并能够自动控制制冷机；四是利用变频器调节水系统的季节变化，不会出现水泵效率下降情况。

3　结论

综上所述，合理运用中央空调系统的变频节能措施，能够达到提升空调效能的作用，对于降低空调损耗，提升其能量利用率具有重要作用。同时，中央空调系统变频节能技术的使用也具有绿色环保意义，对于家庭室内空气的洁净及舒适度的提升，以及我国环境保护及绿色家园建设都具有重要意义。