变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析

罗斌

（邵阳学院机械与能源工程系，湖南 邵阳 422000）

变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析

Application of frequency conversion technology in central air conditioning and refrigeration systems

罗斌

（邵阳学院机械与能源工程系，湖南 邵阳 422000）

随着当前中国经济的快速发展，我国在注重发展科技技术的同时提倡节能环保，从能源角度来讲，节能减排是国家提倡的经济发展口号。如何在发展经济的过程中促进高效节能，将口号变得具体可行。本文从中央空调制冷系统出发，提出变频技术在其中的应用，以此更进一步的探讨节能途径。

变频技术；中央空调；制冷系统；应用分析

当前随着经济的快速发展，国民生活水平在逐渐提高，人们要求有更高的生活质量与生活标准。空调作为一项常用以及普及的家用电器，走进了千千万万户的生活，无论是在民用还是商用建筑中都具有较高的使用效率。随着当前我国发展节能减排口号的提出，能源问题已成为国家与企业关心的问题，对于空调生产者来说，利用先进的科技技术发展节能空调可以节省用电，为国家节能减排事业做贡献。所以，对于空调设计者来说，开发节能系统设计已成为研究者在开发过程中急需解决的问题。

1 现有的中央空调存在的问题

制冷系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统、冷却水循环系统和冷却水塔系统是现有的中央空调系统五大组成部分，其主要是由一系列的热交换器和流体机械系统相应组合而成。虽然传统的中央空调系统在使用过程中结合了这些系统相应而成，但其在使用过程中存在大量的漏洞与弊端。

1.1 电机起停频繁，影响设备的长期使用

对于系统运作来说，过度频繁的起停，会带来过度的机械冲击和承重现象，这些都会给相应的硬件机械设备带来疲劳损伤，从而对设备的长期运行带来不利影响。同时，在通常情况下，起动电流是额定值的5倍左右，过度频繁的起动还会由于巨大电流产生的影响导致电弧的冲击，严重时还会对电网带来冲击。所以，现行的电机起停频繁如果得不到解决，将会直接影响设备的长期使用。

1.2 通过节流阀等调节流量等，存在大流量小温差现象

在传统的系统使用中，都是利用调节阀和节流阀等来调节压力和流量的，这种方法存在着较大的误差，不仅会使得空调在运行时不按照额定设计运行，而且还会造成浪费大量电能等情况。因此，这些都会给设备的运行带来不利的影响，从而导致较大电流损失和大流量小温差等现象的发生。

1.3 空调负荷要求的不均匀性

空调在使用过程中要考虑季节、温度等的变化，在中央空调设计使用中，要保证即使是在大气温度最高的情况下也能使用，但是按照这种情况设计出来的空调具有50%的富裕量，但是在平常的使用过程中，是不能达到这些满负荷的。因此，存在着大量的能量浪费的现象。所以，在每年的气象条件具有周期性变化规律的今天，我们可以通过改变系统模式以使得空调负荷要求更加均匀，节省更多的能源。

2 变频器结构及原理

所谓的变频器技术，其不是单一的系统理论体系，它是建立在微电子技术、电力电子技术、控制技术和计算机技术等基础之上的，因此，就目前的市场前景来看，其具有较大的发展潜力和使用价值。

其工作的重点是通过将外部电流流经三个控制电路，首先经过整流电路，通过整流给逆变电路和直流中间电路提供直流电源，直流中间电路为通过将输出过程中的直流电路进行平滑，最终得到质量较好的直流电源。最终，通过三个步骤的紧密配合，组成的控制电路将平滑电路输出转化为频率和电压都可以任意改变的交流电源，以最后完成调节电机转速的目的，实现设备的高性能发展。

近年来，随着当前社会对变频器的需要，变频器控制系统具有了更多的效用与功能。其与传统的交流系统相比，在使用过程中不仅工作运行程序简单，而且调整速度快，调控结构简单，通过简单、方便的操作，使得变频技术在各个领域得到了广泛的应用。当前，随着中央空调性能要求提高的整体需要，变频器技术在制冷系统中的使用逐渐成为趋势。

3 应用及节能分析

当前，中央空调的制冷系统就是完美利用变频技术，从而使得制冷技术完美使用，发挥变频技术的巨大优点。制冷空调系统是由五大循环系统组成，它们分别是室内负荷循环、冷冻水循环、冷媒循环、冷却水循环和室外负荷循环。通过将这五大系统整理、发展，已达成节能的作用。因此，对于中央空调节能省电方面的应用来说，通过将五大系统采用变频技术，已达到节能省电的作用。

3.1 制冷压缩机

对于制冷空调来说，制冷压缩机是废电的一个关键环节。想要在此环节节能，调节的关键就是要对压缩机进行改造，例如，通过使用变频器，将电流、电压和转速随着其频率一起下降，减少电机的负载损耗，达到提高运行控制精度的作用。通过使用变频调节，将可以节省35%～60%的电力。所以，对于整个制冷空调来说，压缩机节能将很大的提高其系统的节能技术。

3.2 风系统

传统的固定风量控制系统使得新风量的调节不仅不方便而且空调的能耗居高不下。一旦引入新风VAV变频环节，可以调整节约30%的空调负荷，节省大约50%的能耗。这种使用方法将改变送风静压以及温度等来控制，通过变静压和变温度法等来达到更加节能、舒适等效果。

如今，随着当前人们对生活要求的提高，市场上新推出智能变频集中式中央空调，这种空调通过将中央空调与家用空调的优点相结合，从而得到更多的节能环保、灵活设计等方面的优势，从而使得空调发展达到更高的水平。

3.3 循环水泵

在整个制冷空调系统中，循环水泵在整个水系统节能中占有重要意义，传统的循环水泵通过采用VMV系统，由系统负荷的大小自动调节运行时的负荷程度，将会产生能源效率和控制效果等方面的问题，通过在此系统中加入变频器技术，利用热量平衡关系式，最终完成节能的目的。

4 总结

对于当前中央空调制冷系统来说，其在使用中存在着一系列的不容忽视的问题，因此，通过使用变频技术，已达到节能、省点、提高控制精度和运行效率，并达到环保等目的。

随着当前人们对生活质量的要求逐渐提高，国家对节能减排重视程度的逐渐加深，新型的变频技术由于具有一些适合当前政策及人们生活需要的使用优点，因此具有良好的发展平台。无公害化、易操作化及高性能和小体积化等，都将会为中央空调制冷技术系统的发展提供更好的应用条件。

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［2]何先成，徐南波. 变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析［J］. 机电工程技术，2012.

［3]胡书琴，张九根. 变频节能技术在中央空调水系统中的应用研究［J］. 电气应用，2013.

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TB657

1009-797X（2016）04-0030-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.04.013

罗斌（1994-），男，本科在读，研究方向为制冷与空调。

2015-12-28