变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析

贺国征

【摘要】目前空调在人们的生活中逐渐普及开来，而中央空调作为商用及大型民用建筑的首选，其市场前景也愈加明朗，但节能减排以及可持续发展化政策使得空调制造企业开始将研发重心转向节能技术，从技术层面来看，只要制冷系统正在运行，就势必会释放出热量，而想要冷却内部线圈及铁芯，就需要循环冷却装置来冷却空调的制冷系统，进而会消耗更多的电量，所以变频技术的目的便是提高空调制冷系统的效率、降低空调的功耗。鉴于此，本文对变频技术在中央空调制冷系统中的应用进行分析，以供参考。

【关键词】变频技术;中央空调;制冷系统;节能;可持续发展

如今中央空调对于能耗以及控制准确度等都有较高的要求，使用变频技术能够良好的解决问题，同时也响应了节能环保的政策，为此本文从多个角度论述了变频技术使用在中央空调上的好处，也证明了变频技术在中央空调领域未来的良好发展势头。

1、变频技术原理

变频技术的应用是相对传统空调的定频技术而言的，定频技术所控制的中央空调在整体的运行过程中始终保持着一成不变的工作频率，其原理就在于对固定机组的压缩机机组和水泵元件的运行等进行固定化的控制工作，温度的调节则是通过风门和节流阀的控制工作实现的。而变频技术的工作原理为其通过对室内温度差的测量工作进行制冷机供电频率的控制工作，也就解决了原本定频技术在不同的环境中同样的运行速率的弊端，使得运行的效率大幅度提升。例如，某一段时间内的室内温度上升较快，供电频率增加，也就使得制冷工作的效率大幅度增加，保证室内的舒适。也就可以在与温度相关的频率控制中，进行更好的节能性的工作。

2、中央空调系统部件的运行原理分析

实现中央空调制冷系统制冷的主要组成部分是在系统中添加制冷。制冷剂的工作原理主要是利用压缩机快速冷冻，在空调内部制造循环水，为中央空调主机提供主要的冷热源供应。从冷冻泵运送冷冻水，然后把它送到室内，降低室内温度。室内排出的冷冻物被运到末端设备，与空调系统的空调设备进行热交换，形成冷冻水的循环系统。因此中央空调制冷系统主要通过冷冻水运输实现室内制冷。在此过程中，冷却剂可以排出冷却系统的热量，通过冷却塔将热量排出室外。冷却塔的喷嘴通常从上到下流动冷却剂，在冷却塔风扇的作用下，系统温度越高，水分子的蒸发速度就越快。此时水温降低到冷却，冷却的冷却剂再将热循环传递到冷却主机，实现冷冻水循环。

3、中央空调目前存在的问题

3.1电机启停会影响空调寿命

对于目前绝大多数中央空调来说，在空调运行时经常会出现系统漏洞或硬件漏洞导致的频繁启停，这种过度的启停动作会导致电流波动过大，启动时电流会大幅提升，对于电子元器件以及老化硬件会造成明显且不可逆的损伤，而调电机受到高频电弧冲击也会出现难以解决的多种问题。

3.2空调规定负荷不符合使用环境

空调在使用时所面对的环境、地理位置、季节、室内外温差的较大差别，但在空调的初期设计阶段往往只能按照最大环境温度来设计，以保证空调的制冷效果，且空调的设计往往都会拥有接近一半的过载幅度。实际情况下，传统空调经常难以利用到厂家预设的过载幅度，甚至普遍存在利用率低、电能浪费的情况，想要解决问题就只能对空调的系统内自动控制提出更高的要求。

4、变频技术在中央空调中的应用分析

4.1冷却水系统应用分析

在传统中央空调中，即使空调的负荷降到相当低的水平，冷冻水的水泵因为没有变频器的影响，依然会维持工作，又或者大部分水泵被关闭，导致水泵动力不足、无法顺利循环冷却水，最终促使系统多开水泵，浪费了多余的电力。而使用变频技术的中央空调，则通过在冷却水系统中加装变频器、切换器等元器件，来实时监测空调的负荷是否和实际需求相当，一旦工作频率高于需求、造成电力浪费，控制器和切换器便会介入，实时控制水泵的运行速度和水泵的开关，同时保持多个水泵的运行速度基本一致，以保证水泵的磨损程度一致，不仅从根本角度解决了能耗问题，也一定程度上保护了中央空调的机械寿命。

4.2变频技术在电机转速改变中的应用

变频技术的普及有效地改变了电机的速度，有效地实现了高效冷却，实现了绿色冷却的重要要求。中央空调变频技术具有有效调节内部电机速度频率的智能优势。在中央空调冷却过程中，马达是很重要的部分。在传统的中央空调冷却过程中，内部的水温差小于设计值，中央空调内部的热负荷难以与设计标准相匹配，能源消耗大，高负荷低能效成为问题，严重磨损了马达，削弱了中央空调设备的使用寿命。在电机系统中安装变频模块，可以有效地调节电机内部冷却系统热负荷现象，智能调节电机供给的频率，改变电机运行速度，满足实际冷却要求。冷却系统的热负荷值低时，可以有效降低电动机运行速度，防止功耗，充分节约资源。

4.3循环水泵的应用研究

循环水泵在中央空调整体空调系统运行工作中，电力消耗了整个系统的大约四分之一，因此对循环水泵的节能研究不容忽视。对于当前市场上大多数中央空调制冷系统中最常用的虚拟机系统，该系统主要依靠系统负载进行自动调节。但是该系统在应用过程中用户和用户的隔绝现象广泛，影响循环水泵的控制效果，中央空调能耗增加，可能导致中央空调设备运行效率低下。这种情况极有可能导致虚拟机系统故障，并给中央空调系统的稳定运行带来巨大风险。为了很好地解决这些问题，可以引入变频技术。在这种情况下，可以引入变频器进行技术应用，通过变频器的热和平关系，实现水流量和制冷量的自动同步控制，在中央空调运行中有效地调节整个流量范围，达到节能目的。

4.4制冷压缩机的应用

对于中央空调空调系统，制冷压缩机起着非常重要的作用。在冷卻方面，它占总功率的40%，在运营期间的平均负载最多只有60%。这只是压缩机容量的一半。换句话说，压缩机通常在低负荷下运行。使用制冷压缩机时，一般要参考螺杆、活塞、离心力等空调的实际情况，还必须确认其结构可调节。这可以灵活地响应各种工作条件，提高系统运行效率，显着提高能源节约。

结语：

对于中央空调系统，制冷压缩机起着非常重要的作用。从冷却角度看，它占总功率的40%，而操作中的平均负载最多只有60%。这只是压缩机容量的一半。换句话说，压缩机通常在低负荷下运行。使用制冷压缩机时，一般应参考螺杆、活塞、离心力等空调机组的实际情况，并确认其结构是否可调整。这样，您就可以灵活地响应各种工作条件，提高系统运行效率，明显提高能源节约。

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