變頻技術在中央空調制冷系統中的應用

摘 ?要：隨著社會經濟的高速發展，以及全球化進程的加快，環境問題和能源問題成為全球性熱點問題，每個國家都在發展過程中不同程度地認識到了科學技術的重要性。空調為人們提供了冬暖夏涼的生活環境，不過，由于空調是巨大的能源消耗體，因此需要積極進行節能技術研究，以獲得長期穩定的發展。中央空調制冷節能技術中的變頻技術可以全面分析空調運行的實際情況，在中央空調制冷的各個環節中進行調節，減少能耗，達到節能減排的目的。本文首先分析了中央空調系統的構成及工作原理，以及變頻技術的原理，然后探究了變頻技術在中央空調中的應用，分別在冷卻水循環和冷凍水循環中的控制應用。

關鍵詞：變頻技術;中央空調;制冷系統

一、前言

隨著社會的高速發展，環境問題的日益惡劣，人們的環保意識逐漸加強。為了達到國家節能減排的標準，將變頻技術應用于中央空調的制冷系統中，可提高壓縮機的運行效率，減少了對電能的使用，從而達到了節能的效果。基于此，為國應加大中央空調的研發力度，將變頻技術和其他技術手段運行到實際設計環節中去，提高中央空調的使用性能，為人們帶來更加優質的住房服務。目前，變頻技術已經在中央空調制冷系統中得到了較好的應用，通過對制冷機組的運行狀態進行控制，改變電機的轉速，以此來減少電機的功耗，達到節能、環保的效果。[1]

二、中央空調系統的構成及工作原理

中央空調的系統是一個十分具有綜合性的工作系統，其核心的工作部件包括了冷凍機組、冷卻水塔、外部交換熱系統、冷卻風系統，進行內外部的熱量交換的工作，從而使得室溫達到一個比較舒適的水平。冷凍機組的工作中，壓縮機先對冷凍劑進行處理的工作，發生相變化液化處理，在通過蒸發裝置進行反應器內的冷凍水的熱交換的工作，從而將冷氣送到風機口，吹到室內，使得溫度降低。冷凝器通過制冷劑放熱量，進行循壞水的交換工作。中央空調系統通過不斷的熱交換進行工作，冷卻水和其循環系統就是熱量傳遞的樞紐，節能控制工作的要點也在于此。[2]

三、變頻技術原理

變頻技術其原理就在于對固定機組的壓縮機機組和水泵元件的運行等進行固定化的控制工作，溫度的調節則是通過風門和節流閥的控制工作實現的。而變頻技術的工作原理為其通過對室內溫度差的測量工作進行制冷機供電頻率的控制工作，也就解決了原本定頻技術在不同的環境中同樣的運行速率的弊端，使得運行的效率大幅度提升。例如，某一段時間內的室內溫度上升較快，供電頻率增加，也就使得制冷工作的效率大幅度增加，保證室內的舒適。也就可以在與溫度相關的頻率控制中，進行更好的節能性的工作。

四、變頻技術在中央空調中的應用

4.1 冷凍水循環系統的控制

在冷凍水循環系統的作用下，回水溫度會發生一定的變化，在此期間，系統內的各程序工作狀態也會受到影響。如果不能對回水溫度進行控制，在空調運行中，很難準確判斷出空調房內存在的問題。為此，技術人員在對中央空調內部系統進行改造時，需要對冷凍水循環系統內的回水溫度進行檢測與控制。當回水溫度高于正常值時，需要對冷凍泵的運行速度進行調整，從而達到降低室內溫度的效果。在這一過程中，冷凍泵的流速明顯提高。相反，當回水溫度低于正常值時，采取一定的措施，對室內溫度進行調節，減少電能的消耗率。[3]

變頻技術的使用可以使制冷壓縮機根據外部環境的溫差和相應的控制過程進行節能減排的工作。這種控制作用就較好地體現在變頻模塊對室內溫差和熱負荷的高效反饋工作方面，進行反饋性的制冷壓縮機的調節工作可以使得壓縮機的工作狀態和頻率進行調整的工作，使得運行效率與工作環境的條件相符合，減少過高能耗和強度的工作。

4.2 冷卻水循環系統的控制

在中央空調系統運行中，除了要對冷凍水系統進行控制外，還應對冷卻水循環系統進行整治。冷卻水循環系統在整個中央空調的制冷工作中起到了冷源運輸的主要工作，其消耗的能耗也是不可小覷的。在整個中央空調的制冷環節中，如果室內外的溫差比較小，也就是熱負荷比較低，如果冷凍水系統依然處于這高強度的運轉過程，就會導致冷卻水循環系統的泵運行能力不足，也就導致了空轉的現象出現，不利于能耗的高效利用，也就導致了大量能量散失。變頻技術在冷卻水循環系統中的應用也是十分關鍵的。[4]

變頻技術對冷凍水循環系統的整體控制工作，就集中體現在了溫度監測模塊對出水和回水溫度方面的監測與控制的工作，這種溫度差會直接影響到冷卻水循環系統中水泵的轉速，熱量交換的速率以及循環水的流速。例如，當溫度模塊進行檢測的工作時，遇到溫度差較大的工作運行情況，這就說明室內的溫度已經上升，熱負荷增高，變頻技術就可以進行冷凍水循環速率的提升工作，加快冷卻水的循環工作速率，使得室內的溫度得到快速的降低。與此相反，如果溫度模塊檢測到溫度差降低，這時熱負荷也不斷降低，室內已經不需要大量冷氣供應和高強度的中央空調的運作，就需要降低冷凍水的循環泵的轉速，從而保證室內熱交換的穩定性。由此可見，變頻技術通過溫度傳感器的信號傳遞進行冷凍水循環泵速的控制，可以對能耗進行有效地控制，從而起到了節能的效果。

在該系統運轉過程中，冷卻塔內的水溫一直處于動態變化當中。據了解，系統內冷卻塔溫度之所以會發生改變，其主要原因是由于外界環境溫度變化所致。在冷凍機的不停運作下，往往會產生出一定的熱量，經過冷卻泵的作用后，可以將熱量轉吸收，并實現對冷卻水循環系統的控制作用。

在這種形式下，空調周圍所處環境溫度也會發生改變，兩者之間形成溫度差。為了節省更多的電能資源，避免資源的浪費，可以將冷卻泵的轉速和冷卻水循環的速度進行控制，根據外界環境溫度，對其進行調節，夠帶給人們更多舒適的感覺，這種中央空調系統運轉形式能夠被大多數人們所信賴。

五、結束語

在現代化的社會生活與工作中，人們意識到了能源和環境，對生活的重要影響，只有提升對節能減排工作的重視程度，才能有效的對環境進行保護，同時，中央空調制冷系統變頻技術的應用也有更廣闊的前景，在中央空調的發展中，應該朝著此方面更精準化地推進工作，為人們營造更加舒適的生活環境，更高效地利用能源。

參考文獻

[1] ?孟崇林.發電廠循環水泵、凝結水泵高壓變頻技術研究與應用[D].北京：華北電力大學（河北），2004.

[2] ?譚激 . 大型公共建筑中央空調節能設計控制策略探析 [J].智能建筑與智慧城市，2018（11）：44-45.

[3] ?梁富君 . 高層建筑中央空調的節能技術 [J]. 智能城市，2018，4（18）：114-115.

[4] ?王吉龍.基于變頻技術的液壓調速系統控制方案的仿真研究[D].大連：大連海事大學，2006.

作者簡介：吳洋，男，1986.01.21，山東省微山縣南陽鎮東渡口村，研究方向（寫作方向）：制冷與空調技術專業，專科，助理工程師。