變頻控制技術(shù)在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用分析

摘要：作為空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分之一，通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能性能的提升對于整個空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能目標的實現(xiàn)都有著極為重要的意義，在對空調(diào)通風(fēng)性能進行優(yōu)化的過程中，最常使用的技術(shù)就是變頻控制技術(shù)，和其他技術(shù)相比，變頻控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)實際情況的需求對風(fēng)量進行控制，這對于避免風(fēng)量浪費，繼而降低空調(diào)運行成本等都是極為重要的。

關(guān)鍵詞：變頻控制技術(shù)；空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)；節(jié)能應(yīng)用

1分析采用變頻技術(shù)的優(yōu)缺點

變頻技術(shù)是通過改變交流電頻率的方式實現(xiàn)交流電控制的技術(shù)。變頻技術(shù)最明顯的優(yōu)點在于節(jié)約電能，同時實現(xiàn)了電動機的軟起軟停，能消除電機啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，減少了啟動電流的線路損耗，并可避免電機因過載而引起的故障，強有效的保護功能可保護電機正常工作。消除了電動機因啟停所產(chǎn)生的慣動量對設(shè)備的機械沖擊，大大降低了機械磨損，減少了設(shè)備的維修，延長了設(shè)備的使用壽命。變頻技術(shù)也有一定的缺點，變頻技術(shù)的應(yīng)用往往使得應(yīng)用系統(tǒng)的費用上漲，一般價位較高；其次，低壓變頻器輸出波形為脈沖形式，會產(chǎn)生一些干擾，而高壓變頻設(shè)備干擾性很小，輸出電壓波形近似正弦波形，但是設(shè)備體積較大，安裝調(diào)試比較復(fù)雜；變頻技術(shù)的閉環(huán)控制方法，為了避免系統(tǒng)不穩(wěn)定，犧牲了一定的響應(yīng)速度，當(dāng)負荷變化較大時，會造成調(diào)節(jié)的滯后。變頻技術(shù)增加了系統(tǒng)的調(diào)試難度，需要比較專業(yè)人員對系統(tǒng)進行調(diào)試。

2空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中變頻控制技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用分析

2.1變風(fēng)量控制

使用變頻控制技術(shù)來達到降低空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能的技術(shù)方案有三種。第一種是僅排熱風(fēng)機變頻；第二種為排熱風(fēng)機與大系統(tǒng)均變頻；第三種為排熱風(fēng)機與組合空調(diào)器、水泵等變頻。根據(jù)地鐵站的負荷特點，風(fēng)機運行的時間一般都要比制冷機長，而且地鐵站內(nèi)部空間較大，因此，風(fēng)機的功率往往要比一般的建筑空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機功率大。所以為了最大限度的達到節(jié)能效果，應(yīng)將地鐵車站節(jié)能重點放在風(fēng)系統(tǒng)變頻節(jié)能上。

2.1.1隧道通風(fēng)系統(tǒng)

運行列車的軌道頂部和站臺以下的排熱系統(tǒng)主要的運行使用的時間為車站運行開始直至運行結(jié)束，排熱系統(tǒng)需要長期運行，通風(fēng)系統(tǒng)的主要作用是排出列車出站、停站、進站過程中的熱量，盡可能的減少列車在運行過程中的熱量，降低高熱量給車站內(nèi)部造成的不良影響。變頻風(fēng)機的風(fēng)量需要根據(jù)地鐵運行的實際情況進行調(diào)節(jié)，對風(fēng)機的排風(fēng)量進行合理的控制。

2.1.2車站通風(fēng)系統(tǒng)

車站為公共區(qū)域，其空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)組成上，主要包括組合式空調(diào)箱、回風(fēng)機、排風(fēng)機等。考慮到早晚兩個客流高峰，如果采取定風(fēng)量系統(tǒng)，必須要滿足早晚兩個客流高峰的風(fēng)量需求，這樣在非峰值，風(fēng)量浪費嚴重，因此，采取變風(fēng)量系統(tǒng)非常有必要。變風(fēng)量系統(tǒng)主要應(yīng)用變頻控制技術(shù)，變頻調(diào)速的優(yōu)點在于調(diào)節(jié)靈活，能夠使風(fēng)機的效率不會受風(fēng)量減少的影響，使得風(fēng)量能夠得到準確的控制，進而達到節(jié)能的目的。此外，利用變頻控制技術(shù)進行運行速度的控制，還可以使啟動電流從零開始，這大大減輕了空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)對電網(wǎng)的沖擊，延長變風(fēng)系統(tǒng)的使用壽命。

2.2空調(diào)水系統(tǒng)流量調(diào)控

空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中水系統(tǒng)是整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵，水系統(tǒng)中的冷卻水泵以及冷凍水泵的容量常常是根據(jù)車站最大的負荷而設(shè)計的。在空調(diào)水系統(tǒng)實際運行的過程中，只處于低負荷的運行狀態(tài)，就能夠產(chǎn)生極大的能量耗損，而在使用中加用變頻器能夠調(diào)控水流量，起到節(jié)約能源減少污染排放量的作用。如果在冷凍水泵中使用變頻器進行調(diào)控，能夠有效避免空調(diào)各個系統(tǒng)相互影響。

2.3空調(diào)系統(tǒng)運行模式變頻調(diào)控

地鐵車站中的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在實際運行過程中，對風(fēng)量以及水量進行變頻控制，而且在不同的季節(jié)采取不同運行模式，可以達到良好的節(jié)能效果。地鐵車站的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)往往根據(jù)系統(tǒng)最大負荷及標準進行，然而事實上，最大負荷往往只有在特殊的情況下出現(xiàn)，因此，在平常空調(diào)負荷較小。在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中使用變頻控制技術(shù)，綜合空調(diào)系統(tǒng)負荷及工作情況，對設(shè)備進行合理調(diào)節(jié)，可以達到節(jié)能及降低運營成本的目的。

3水泵節(jié)能改造的方案

3.1冷凍（媒）水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制

3.1.1制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制

該方案在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減，控制方式是：冷凍回水溫度大于設(shè)定溫度時頻率無極上調(diào)。

3.1.2制熱模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制

這個模式主要在中中央空調(diào)里的熱泵進行運轉(zhuǎn)的時候冷凍水泵系統(tǒng)去進行控制的方案。和制冷的模式控制的方法是相同的，在保障最尾端的設(shè)備冷凍水流的量供給的情況之下，確認冷凍泵的變頻器所工作的最小的工作頻率，然后將它設(shè)定成最小的限頻率然后鎖定，變頻的冷凍水泵中的頻率調(diào)節(jié)是從安裝在冷凍水的系統(tǒng)中回水主管中的溫度傳感器去檢查冷凍水的回水溫度，然后參照溫度控制器設(shè)置的溫度去進行控制變頻器的頻率增長和減少。不一樣的是：冷凍回水溫度假如小于設(shè)定溫度的時候頻率無極上調(diào)，如果是溫度傳感檢測到的冷凍水回水溫比較高的時候，那么變頻器的輸出頻率就會越低

3.2冷卻水系統(tǒng)的閉環(huán)控制

目前，在冷卻水系統(tǒng)進行改造的方案最為常見，節(jié)電效果也較為顯著。該方案同樣在保證冷卻塔有一定的冷卻水流出的情況下，通過控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)冷卻水流量，當(dāng)中中央空調(diào)冷卻水出水溫度低時，減少冷卻水流量；當(dāng)中中央空調(diào)冷卻水出水溫度高時，加大冷卻水流量，從而達到在保證中中央空調(diào)機組正常工作的前提下達到節(jié)能增效的目的。

4結(jié)語

總之，變頻技術(shù)在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能性能提升上發(fā)揮了極為重要的作用，可以說變頻技術(shù)水平的高低在一定程度上決定了空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗情況，因此，相關(guān)人員必須加強對其的重視，積極的采取措施對現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)變頻技術(shù)體系進行完善，把整個空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能量浪費水平盡可能的控制在最低水平，這對于我國可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)極為重要。

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作者簡介：白明強（1986.7-），男，湖北武漢人，武漢科技大學(xué)環(huán)境工程碩士，工程師，單位：美好置業(yè)集團股份有限公司，研究方向：暖通空調(diào)。

（作者單位：美好置業(yè)集團股份有限公司）