变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析

杨进华

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

中图分类号：TB657.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（b）-0094-02

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 现阶段中央空调系统存在的实际问题

1.1 电机频繁启停，降低设备使用寿命

对于市面上大多数的民用中央空调系统来说，基本上都是包括制冷系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统、冷却循环系统及水塔系统五个基本元件构成。目前来看，虽然以外的中央空调系统所使用的冷库系统也能够有效发挥流体机械及热交换器装置的功能，但在具体运用时也频频出现因系统漏洞导致的频繁起停问题。比如说，中央空调系统在长期运行期间必须要避免过度的系统起停，主要原因在于系统设备的过度频繁启动，会在短时间内大幅提升启动电流，进而加速制冷系统设备老化及硬件损伤。长期以往，中央空调电机在频繁遭受电弧冲击的同时，也会随之出现一系列的相关问题。

1.2 空调运用电能浪费严重，存在“大流量小温差”现象

就传统的中央空调制冷系统来说，大多还是采用节流阀或调节阀等设备工具实现空调内部压力及流量的监控，但总体上仍然存在一定的能源浪费现象。比如说，部分中央空调系统经过采购及安装使用以后，由于运行环境及使用要求与额定设计标准存在显著差异性，因而很容易出现“大流量小温差”的现象，不仅提升了电流的流速，更是降低了空调系统的整体使用寿命。

1.3 中央空调负荷要求不科学

中央空调在额定功率及使用范围方面存在一定的不同，这主要由使用季节、室内外温差等因素所决定。但是，由于中央空调系统在预期设计阶段，主要是按照最大温度环境标准而设定，因此具有大约30%～50%的运行负荷过载空间。但是，在现实操作过程中，仍然还是存在空调能源浪费的情况，这对于系统控制模式及制冷系统的负荷控制技术同样也提出了较高要求。

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的应用及节能分析

3.1 制冷压缩机的运用

从现有的中央空调制冷系统能源消耗比例情况来看，制冷压缩机在实际工作中的能耗主要占40%～60%的左右。但是，在具体的实际运行过程中，却发现制冷压缩机的运行负荷只能够达到额度设计的50%左右，长期处于一种低负荷的运载。为此，这就需要根据中央空调系统的外部环境及其他因素，从而适当地采用离心式、螺杆式的制冷压缩机，在保证制冷压缩机现有调节功能不变的情况下，能够灵活地根据制冷空调系统的现实工况，既能够提升制冷空调机的系统运行效率，同时还能够达到“节能运行”的实际效果。

以离心式制冷压缩机运用为例，由于该型号的制冷压缩机在调节进气量的过程中，主要还是依靠微电子控制装置调节进气口导向叶片的运动轨迹及变动幅度，因而也普遍被称之为“扇门调节”。但是，离心式制冷压缩机虽然能够实现扇门叶片的速度控制，但必须在电机转速不变的前提下进行，并且会导致负载电流的进一步降低，无法解决压缩机内部电机的损耗及效率较低的问题。比如说，若是将离心式制冷压缩机与变频器相结合，虽然能够实现空调制冷系统电机运行进度及功率的实时控制，但也会不可避免的造成电机机械疲劳、固有损耗等情况。相比之下，变频器工具的运用，实际上却能够降低了电机的电流、电压及扇叶转速等参数，进而提升了制冷压缩机的实际控制精度。客观来看，根据空调制造厂家进行的设备检验及数据统计，发现变速离心式制冷压缩机在低负荷运转时，所消耗的电量仅占据以往设备的30%左右，因而在未来的中央空调制冷系统发展过程中具有明显的优势。

3.2 变频空调器的運用

通常来说，变频空调主要是借助内部系统的变频器来改变电机的转速，并且在编程程序器的影响下，有效调节制冷及制热控制的方式，以更好地营造室内的健康舒适办公环境。例如，在外部严重低温的环境下，运用变频技术能够实现快速启动制热控制开关，并达到传统中央空调系统的一倍以上。此外，变频技术的运用也实现了无线控制及远程操控的束缚，并且以最大额功率来启动制冷或制热工作，在达到预定温度标准时，还能够通过降低电机转速及调整扇门的一系列措施，在低效率的工作状态下维持室内的恒温环境。另外，变频空调器的运用还能有效解决系统电机频繁启动的现实问题，达到降低消耗及提升使用寿命的目的。

3.3 循环水泵的应用

目前来看，循环水泵同压缩制冷器、变频空调器一样作为空调制冷系统的主要部分，能源消耗大约占据整体系统的1/4。但在实际运行过程中，循环水泵却存在运行效率较低、能耗程度较高、引发系统故障等一系列问题，严重制约了空调制冷系统的稳定运行。为此，通过将变频技术运用在制冷系统当中，完全可以运用变频器来调整热量平衡、水流量及制冷量范围内的调节。对于提升中央空调制冷系统循环水泵的运行效率具有重要作用。

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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