變頻技術(shù)在制冷空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用及節(jié)能解析

（寧波康韓瑞電器有限公司，浙江慈溪 315314）

在人們生活水平不斷提升的背景下，家用制冷空調(diào)可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，提高人們的居住質(zhì)量，這種情況下，使空調(diào)的需求量逐漸增加，但是隨之而來(lái)的是環(huán)境污染以及能源消耗等問(wèn)題，這些情況如果不能得到及時(shí)解決，不僅會(huì)影響人們的生活質(zhì)量，也會(huì)增加能源損耗，無(wú)法實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展及資源保護(hù)的目的。因此，在家用制冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)識(shí)到變頻技術(shù)使用的重要性，通過(guò)變頻技術(shù)的有效運(yùn)用，在滿足人們基本需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，為當(dāng)前社會(huì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1.變頻技術(shù)

變頻技術(shù)在使用的過(guò)程中，需要有控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電力電子等技術(shù)作為支撐，實(shí)際運(yùn)用中，具有節(jié)能效果顯著、可控性好以及承載力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，將其作為制冷空調(diào)系統(tǒng)中的技術(shù)形式，可以充分展現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)。對(duì)于變頻技術(shù)而言，其核心是通過(guò)外部電源的綜合運(yùn)用，進(jìn)行三相全波整流，也就是將直流電源傳輸給控制電路以及逆變電路，通過(guò)電流使用狀態(tài)的調(diào)節(jié)，提高電流的使用質(zhì)量，而且，空調(diào)系統(tǒng)在變頻技術(shù)控制之下，可以逐步完善電壓及頻率的轉(zhuǎn)化，為空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能使用提供參考[1]。

2.變頻技術(shù)在制冷空調(diào)系統(tǒng)中的運(yùn)用現(xiàn)狀

在當(dāng)前社會(huì)生態(tài)環(huán)境發(fā)展的背景下，節(jié)能減排作為人們關(guān)注的重點(diǎn)，通過(guò)節(jié)能理念的運(yùn)用，不僅得到了廣大人們?nèi)罕姷恼J(rèn)可，也為資源的可持續(xù)發(fā)展提供了支持。結(jié)合制冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，通過(guò)變頻技術(shù)的使用，可以緩解資源緊缺的問(wèn)題。在制冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中，其最大負(fù)荷為十幾天，之后隨著溫度的變化系統(tǒng)的負(fù)荷量也會(huì)發(fā)生改變，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)荷載量，空調(diào)制冷系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行異常，會(huì)增加最大功率的傳輸范圍，這種情況下會(huì)增加電能損耗，而通過(guò)變頻技術(shù)的使用，可以及時(shí)改變上述問(wèn)題，在降低能源損耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。因此，將變頻技術(shù)運(yùn)用在空調(diào)系統(tǒng)中，可以改變傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的節(jié)能問(wèn)題，通過(guò)熱量平衡關(guān)系的協(xié)調(diào)，系統(tǒng)的優(yōu)化匹配，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冷媒量的自動(dòng)協(xié)調(diào)，降低功耗，這一技術(shù)可以節(jié)約制冷空調(diào)系統(tǒng)的用電量[2]。

3.變頻技術(shù)在制冷空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用及節(jié)能分析

3.1 制冷空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

3.1.1 制冷壓縮機(jī)

對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)中的制冷壓縮機(jī)，其耗電量占據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的45%，實(shí)際工作中，受到平均熱負(fù)荷數(shù)值的影響，最高耗電量可以到達(dá)60%～70%[3]。在家用制冷空調(diào)系統(tǒng)中，通常會(huì)采用活塞式、離心式的壓縮機(jī)，將這些壓縮機(jī)融入空調(diào)系統(tǒng)中，可以加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及控制效果，而且也會(huì)根據(jù)系統(tǒng)工況的變化進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整，使系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)刻處于恒定的狀態(tài)，保證電壓及轉(zhuǎn)速保持恒定，但是，這種方法并不能在根本上改變耗電問(wèn)題。通過(guò)變頻技術(shù)的運(yùn)用，電機(jī)中的負(fù)載損耗、固有損耗等都會(huì)逐漸降低，同時(shí)電機(jī)中的電流、電壓等也會(huì)降低，與之相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)會(huì)相對(duì)提高，也就是說(shuō)，將變頻技術(shù)融入在制冷空調(diào)系統(tǒng)中，可以到達(dá)節(jié)能降耗的目的[4]。

3.1.2 節(jié)流元件

節(jié)流元件主要是指液體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，如果遇到小孔或是閥孔現(xiàn)象，局部系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的阻力，這種阻力會(huì)使壓力下降，而且，在制冷系統(tǒng)中冷凝器中的制冷裝置通常處于高壓狀態(tài)，為了提升系統(tǒng)的運(yùn)行效果，需要融入節(jié)流元件，以便提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在變頻空調(diào)系統(tǒng)中，通過(guò)節(jié)流元件的使用，可以根據(jù)系統(tǒng)兩端壓差情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，存在著高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，而且，在該種原件配置中，故障發(fā)生率相對(duì)較低[5]。另外，加強(qiáng)節(jié)流原件的精確調(diào)節(jié)，可以提升系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，更有利于壓縮機(jī)的功耗降低，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.1.3 風(fēng)系統(tǒng)

根據(jù)家用制冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用特點(diǎn)，通過(guò)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以在新風(fēng)量調(diào)節(jié)及控制中，提高系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也可以避免不良運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題的出現(xiàn)，但是，在以往的新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)用中，由于空調(diào)系統(tǒng)不同風(fēng)道及末端結(jié)構(gòu)的差異性，實(shí)際的控制方法相對(duì)多樣，系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行中，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行協(xié)調(diào)，充分體現(xiàn)出制冷空調(diào)系統(tǒng)的舒適性、節(jié)能性，但是，仍然存在著不節(jié)能的問(wèn)題。通過(guò)變頻技術(shù)的使用，市場(chǎng)上突出了智能變頻集中式空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)于這一系統(tǒng)而言，充分發(fā)揮了家用空調(diào)、中央空調(diào)的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際的使用中，可以達(dá)到精準(zhǔn)控溫、高效節(jié)能的目的，而且噪音小，具有十分明顯的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)[6]。

3.2 變頻空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

對(duì)變頻空調(diào)而言，主要是將變頻技術(shù)作為核心，系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)置了變頻控制器，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)實(shí)現(xiàn)改變空調(diào)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，之后根據(jù)室外的溫度進(jìn)行室內(nèi)冷熱溫度的調(diào)節(jié)，并將人體的舒適度作為調(diào)節(jié)的最終目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、舒適及降噪的目的，人們通過(guò)這種空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用，可以提高生活舒適度。結(jié)合變頻空調(diào)的使用特點(diǎn)，其優(yōu)勢(shì)如下：第一，在低溫環(huán)境下，變頻空調(diào)具有較高的制熱能力，尤其應(yīng)用現(xiàn)有的渦輪增壓技術(shù)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)壓縮機(jī)的功率狀態(tài)提高制熱量。第二，空調(diào)啟動(dòng)自動(dòng)功能之后，系統(tǒng)會(huì)改變以往的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，如，在突然停電的情況下，變頻空調(diào)會(huì)在來(lái)電之后自動(dòng)進(jìn)入到正常的運(yùn)行軌跡，充分保證空調(diào)系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。第三，變頻空調(diào)的制冷、制熱速度較快，空調(diào)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)以最大額的啟動(dòng)功率為主，通過(guò)風(fēng)量的冷熱控制，迅速達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度，有效降低空調(diào)系統(tǒng)的電源能耗，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的使用目的[7]。

筆者認(rèn)為，空調(diào)節(jié)能現(xiàn)有技術(shù)主要在換熱器優(yōu)化、高耗功器件如壓縮機(jī)及電機(jī)降功耗、風(fēng)道優(yōu)化等，在現(xiàn)有技術(shù)水平上，要進(jìn)一步提升節(jié)能，變頻驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化可以進(jìn)一步優(yōu)化壓縮機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的耗功水平，提升系統(tǒng)綜合效率。優(yōu)化變頻驅(qū)動(dòng)，可以抑制電動(dòng)機(jī)在低速度時(shí)的振動(dòng)，且降低電動(dòng)機(jī)在中速度時(shí)的電流波動(dòng)，還可以在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在高速度時(shí)自動(dòng)調(diào)整直流電壓，給系統(tǒng)提供最適當(dāng)?shù)碾妷海M(jìn)一步提高系統(tǒng)的綜合效率。

4.結(jié)語(yǔ)

在節(jié)能領(lǐng)域發(fā)展中，為了提高制冷空調(diào)系統(tǒng)的使用效果，設(shè)計(jì)人員一定要認(rèn)識(shí)到變頻技術(shù)使用的重要性，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及對(duì)能源損耗等問(wèn)題的分析，完善空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)各項(xiàng)節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，發(fā)揮變頻技術(shù)與制冷空調(diào)系統(tǒng)的融合優(yōu)勢(shì)，為環(huán)境資源的保護(hù)以及節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用提供支持。一般情況下，在制冷系統(tǒng)中的變頻技術(shù)運(yùn)用中，應(yīng)該結(jié)合變頻技術(shù)的特點(diǎn)，通過(guò)制冷壓縮機(jī)、循環(huán)水泵等綜合系統(tǒng)的運(yùn)用，提高制冷空調(diào)系統(tǒng)的使用效果，為行業(yè)的高質(zhì)量及節(jié)能環(huán)保發(fā)展提供參考。