制冷空調系統中的變頻技術的應用及節能作用分析

劉堅鋒

（佛岡縣職業技術學校 511600）

摘要：制冷空調以往主要采用的是冷庫系統，制冷空調效果并不好，要達到理想的節能效果以及提升控制精度，則需要在制冷空調系統中普及變頻技術，才能大大地提高制冷空調系統的運行效率。主要對變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能進行分析。

關鍵詞：變頻技術；制冷空調系統；應用；節能

在制冷空調系統中，不同的耗能設備，能耗不同。例如在中央空調系統中，冷水機組能耗最大，其次盤管風機等末端設備，水泵占整個系統能耗的15%-20%。因此，制冷系統在進行節能控制時，要根據系統的特點和運行情況，采取不同的節能措施和方法，以達到較理想的節能效果。

1變頻技術概述

變頻技術是一門綜合性技術，主要是建立在控制技術、微電子技術、電力電子技術、計算機技術基礎上，變頻器是變頻技術的結晶，被廣泛地應用到各行業的發展中。變頻器的主要工作原理是工頻的外部電源經過三相全波整流，并給逆變電路和控制電路提供所需的直流電源，再通過直流中間電路對直流電路輸出進行平緩，得到質量較高的直流電源，最后在控制電路的控制下將電路輸出的直流電源轉換為頻率和電壓，從而達到調節電機轉速的目的，并通過電路和外部設備配合進行各種高性能的控制。在科學技術飛速發展之下，技術水平在不斷提高，也應對變頻技術進行不斷地改進和完善，這樣才能滿足當今社會的發展需求，將其應用到制冷空調中，對提升制冷空調系統的運行效率有著極大的作用。

2變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能分析

2.1制冷壓縮機的應用

制冷壓縮機是制冷空調系統的重要組成部分。在空調制冷系統運行的過程中，制冷壓縮機的耗電量大約占整個系統耗電量的40%左右，并且，在實際的工作中，每年的平均負荷大約是峰值熱負荷的60%左右，且只有壓縮機容量的50%左右，這將造成壓縮機在運行的過程中，有大部分的時間將在低負載下運轉。將制冷壓縮機應用到制冷空調系統中，應根據空調的實際情況進行合理的應用，如在大中型冷庫以及中央空調系統中，可以采用螺桿式、活塞式、離心式等類型的壓縮機，而且還應保證壓縮機結構上應有的調節功能，可以根據工況的變化對制冷壓縮機進行有效的調整，更好地適應工況的變化，從而有效地提升制冷空調系統的運行效率，更有利于系統運行的節能。

例如，在使用離心式壓縮機的過程中，該壓縮機主要采用進氣口導向葉片開度的變化來調節進氣量，以此來調節制冷量，通常我們稱為扇門調節。從當前制冷空調系統的運行情況來看，扇門調節雖然可以起到一定的節能作用，但扇門調節會造成電機的負載電流降低，使電機的電壓和轉速保持恒定，這種情況將無法徹底改變電機低負荷下效率低的問題，無法達到節能的目的。而如果采用變頻器進行調速的話，將會使電機的附在損耗、固有損耗以及其他的損耗有所下降，使得電機的電壓、電流以及轉速頻率也隨之下降，電機功耗也將隨流量降低，運行參數的控制精度也有所提高。在這種情況下，變速離心式壓縮機的平均節電量在30%以上，在低負荷時節電達到70%以上，是未來制冷空調系統運行中值得推廣的制冷技術。

2.2循環水泵的應用

循環水泵是制冷空調系統的重要組成部分，在整個制冷空調系統運行的過程中，循環水泵的耗電量大約占整個系統的25%左右。因此，制冷空調系統的節能必須要考慮到循環水泵的節能措施[3j。當前制冷空調系統主要采用VM系統（南方泵業股份有限公司的一種水泵類型），在運行的過程中主要根據系統負荷的大小來進行自動調節。但在實際的運行過程中卻發現，循環系統的水泵的選型、調控的方式與制冷機組和用戶脫節，在這種情況下，循環水泵的控制效果不佳，同時能源效率上也會產生諸多的問題，造成運行效率低問題，甚至會引發VM節能系統故障，整體的節能效果不好，制約了制冷空調系統的穩定發展。對此，必須采取有效的解決措施，將先進的變頻技術合理應用到制冷空調系統中，切實有效地解決VM系統的節能問題。如引入變頻器技術應用熱量平衡關系式，并對制冷量與水流量實施自動同步調節，從而實現在全流量范圍內進行有效的調節，平均每年可以節電達到50%左右。另外，就目前VM系統的運行情況來分析，所采用的變頻技術在控制上依舊存在一定的技術性問題，這些技術性問題函待解決，否則將會影響到制冷空調系統的整體運行效率。因此，應充分運用變頻技術改進循環水泵的運行，切實有效地提升循環水泵的工作效率。如以下是應用變頻技術后的循環水泵工作原理（如圖1所示）。同時，在科學技術飛速發展的過程中，還應不斷地對變頻技術進行改進和創新，以此來完善和改進。

3應用及節能分析

當前，中央空調的制冷系統就是完美利用變頻技術，從而使得制冷技術完美使用發揮變頻技術的巨人優點。制冷空調系統是由五大循環系統組成，它們分別是室內負荀循環、冷凍水循環、冷媒循環、冷卻水循環和室外負荷循環（通過將這五大系統整理、發展，已達成節能的作用。因此，又習于中央空調節能省電方面的應用來說，通過將五大系統采用變頻技術，已達到節能省電的作用〕3.1制冷壓縮機對于制冷空調來說，制冷壓縮機是廢電的一個關鍵環芍。想要在此環為節能，調節的關鍵就是要對壓縮機進行改造，例如，通過使用變頻器，將電流、電壓和轉速隨著其頻率一起下降，減少電機的負載+o耗，達到提高運行控制精度的作用。通過使用變頻調節，將可以節省3}%一60%的電力所以，對于整個制冷空調來說，壓縮機節能將很大的提高其系統的七能技術。

3.2風系統

傳統印固定}風員控制系統使得新風量的調芍不儀不方便而且空調的能耗居高不下。一旦引入新風VAV變頻環抽，可以調整節約30%的空調負荷，節省大約500/>的能耗。這種使用方法將改變送風尋壓以及溫度等來控制，通過變藉壓和變溫度法等來達到更加枯能、舒適等效果如今，隨著當前人們對生活要求的提高，內湯上新推出智能變頻集中式巾央空調，這種空調通過將中央空調與家用空調的優點相結合，從而得到更多的節能環保、靈活設計等方面的優勢，從而使得空調發展達到更高的水平。

3.3循環水泵

在整個制冷空調系統中，循環水泵在整個水系統節能中占有重要意義，傳統的循環水泵通過采用VMV系統，由系統負荷的大小自動調節運行時的負荷程度，將會產生能源效率和控制效果等方面的問題，通過在此系統中加人變頻器技術，利用熱量平衡關系式，最終完成節能的目的。

結論

隨著新型電力電子器件、高性能微處理器的應用和控制技術的發展，變頻技術在大容量、小體積化、高性能、多功能化、易操作的提高、壽命和可靠性、無公害化這幾個方面進一步發展，使得制冷空調系統的應用更上一個臺階，前景更光明。

參考文獻

[1]李百公，賀聚豐，劉篙陽.上海某冰雪世界制冷空調系統運行能耗分析田.制冷空調與電力機械，2014（4）.

[2]陳海峰.變容量調節技術一制冷空調系統的未來之路[J].中國建設信息（供熱制冷專刊），2012（3）.endprint