变频技术在中央空调制冷系统中的应用

陈伟奋

摘要：目前，城市建筑内许多综合性楼宇均通过中央空调来取暖或是制冷，据国家电网局的调查信息显示，中央空调的耗电量占据各建筑物总耗电量的70%。随着国家经济的增长及人类环境观念的增强，逐渐多的人来时注重空调的环保功能。本文介绍了中央空调制冷结构的基本情况，以及变频系统在中央空调制冷结构中的使用，以期能给中央空调的环保技术提供有效的借鉴依据。

关键词：变频技术；中央空调；制冷系统；运用分析

引言：

近些年，随着社会经济的迅速发展，人们的物质生活水平也在不断提高，人类开始追求更高品质的生活及标准。空调是一种常用且广泛的家用电器，各家各戶中基本上都有，不管是民用建筑或者商用建筑，均有很高的利用率。随着现今我国发展绿色环保口号的出现，能源问题已变成国家及企业关注的焦点，针对空调生产者而言，采用先进的高新科技开发节能空调能够降低能耗，为国家节能降耗工作做出贡献。因此，针对空调设计者而言，开发节能绿色系统已成为研究人员在开发阶段急需处理的问题。

1、中央空调制冷系统的基本概述

中央空调结构如图1所示。

1.1主机制冷结构

其是中央空调起到制冷作用的关键部分，主要由蒸发器、冷凝器以及冷冻主机所构成。基本原理为：冷冻机利用压缩器把制冷剂压缩为液态后传入蒸发器内与冷冻水完成热交换，制冷冷冻水后，冷冻水泵把冷冻水送入各风口机的冷却盘内，通过风机吹出冷风得到制冷的目的。

1.2冷冻水循环结构

冷冻水循环结构是衔接主机制冷结构的第二个制冷机组，其由冷冻泵和冷冻水管路组成。其中，冷冻泵的功能是加压处理由主机制冷结构送入的冷冻水，再将之传送至冷冻水管路内。冷冻水管路的功能是引导冷冻水正常进到风机盘管处，当风机盘管吹出冷风且带走室内温度后，冷冻水由于吸热而升温，这时冷冻水再次回到冷冻水管路内并重新流进冷冻主机当中，这样就建立出了冷冻水循环应用结构。

1.3冷却水循环结构

冷却水循环结构的功能是让制冷机组降温，主要由冷却塔、冷却泵和冷却水管路所构成。其中，冷却泵的目的是加压处理冷却水，方便其顺利进到冷却塔内。当冷却水进到冷却塔以后，冷却塔就会对其展开冷却处理，并将之经冷却水管路运送至制冷机组内，进而吸取制冷剂排出的热量，以达到冷冻主机制冷效果。随后，吸取热量的冷却水就再次经冷却水管路回至冷却循环结构当中。

2、中央空调变频和定频的原理介绍

变频技术是在传统空调利用的定频技术基础上出现的一种概念。而变频技术本质上是指在电力系统电压220V、频率50Hz状态下运行的一种技术。简单的说，定频技术的运行频率是恒定不变的。所以，在中央空调中采用定频技术其运行效率也是一定的，其运行原理在于通过调整压缩机结构、水泵等零部件的启停，或者调整室内送风结构内的风门与水泵系统内的节流阀开度来调整温度。由此得知，定频技术的调频方法尽管比较简单，但缺点也非常明显，如室内温度变化很大、制冷系统的应用期限很短、制冷结构能耗大等。相较于定频技术来说，变频技术就是一种结合实际状况调整制冷系统供电频率的科技。具体来讲，变频技术能够按照室内温度的浮动状况，及时调节制冷系统的配电频率，若当某一环节室内温度变化很大时，变频系统便会适当提升压缩机的配电频度并使之高速运行，进而提高制冷或制冷效果；但当室内温度变化很小时，变频系统就会调小压缩器的配电频率，进而得到保持温度不变的效果。总之，在中央空调制冷结构中采用变频技术可以得到良好的控温、减排等效果。

3、中央空调制冷结构内变频技术的应用

3.1制冷压缩器的使用

中央空调制冷结构内，制冷压缩器是十分关键的构成部分。制冷压缩器在中央空调制冷的全过程占用电量的40%，并且在具体运行环节，整年的平均负荷大概在峰值荷载的60%左右。但只占据压缩器容量的一般，这种结果表明压缩器几乎都是在低负荷状态下运行的。在中央空调制冷结构内引入制冷压缩器，要根据空调的具体应用状况进行，针对中央空调来说，主要能够采用螺杆式、活塞式以及离心式这些种类，而且要保证该种压缩器结构在设计时具有调节功能。如此方可根据实际情况适当调节压缩器，可以针对不同工况得到良好的适应，进而提升空调制冷设施的运转效率，更有助于系统运转的节能降耗。

3.2风系统

在以往的中央空调内，均是采取固定风量控制结构，造成新风量的调整不仅不方便，并且空调的能耗还很高[1]。如果中央空调采用新风VAV变频系统之后，可以调节节省30%的空调荷载，节约能耗多大50%。该种技术的应用将转变传统的送风静压与温度等进行控制，其经边静压与变温度途径来达到节能、减排的目的。

当前，随着人类生活水平的提高，变频集中型中央空调在社会上开始热销，该种空调通过结合中央空调和家庭空调的优势，进而得到更为节能低碳、灵活设计的功能，促使空调得到更高质量的发展。

3.3循环水泵的使用

循环水泵也属于中央空调制冷结构的主要构成部分，在中央空调制冷结构的整个运行阶段，循环水泵的能耗大概占整个结构的25%。因此，针对中央空调的制冷减排，需要注重循环水泵的降耗。当前的制冷空调结构常常使用VM系统，在运行环节自动调控主要根据系统荷载来决定[2]。但在具体运行阶段，能够发现循环水泵的型号、调节方法的制冷机组与用户之间产生脱节现象，造成循环水泵运行效果不好，并且，在能源利用率上也会产生诸多问题，最终导致运行效率差，甚至导致VM减排系统产生故障，使得整个系统的节能效果不好，阻碍到中央空调制冷结构的长远发展，对此，一定要采用科学的措施来处理VM系统的降耗问题。

3.4冷却水循环结构的控制运用

中央空调机组中冷却塔温度是按照环境的温度发生改变的，其单边水温无法准确的体现冷冻机运行行程的热量[3]。所以，冷却泵控制最终任然是根据进水与回水二者间的温差，得到进水与回水间的常温差控制较为适宜。若二者温差很大，表示冷冻机形成诸多热量，要求提升冷气泵运速，加快冷却水的运行速度；反之，就要减小冷却水的运行速度，得到节能的目的。

3.5冷冻水循环结构的控制

冷却系统决定着冷冻水的出水水温，由此得知，冷冻水温非常重要。所以，根据冷却水循环结构内的回水温度来判定：若回水温度大，则表示空调房内的温度很高，需要提高冷冻泵的转速，加快冷冻水运行速度；若水温偏低，则需要减小冷冻泵的转速，降低冷却水循环结构转速，由此实现恒温控制，达到降耗的目的。

结语：

总之，当前在使用中央空调制冷设备时依旧存在很多不可忽视的问题，而采用变频技术就可以更好达到节能、省电与高效运转的目的。伴随人们生活水平的提升，国家也开始注重节能降耗，所以，变频技术的开发给中央空调制冷设施的发展带来了更大的发展前景，依旧需要研究者开发出更广阔的发展空间。

参考文献：

[1]梅敏华.变频技术在制冷空调系统中的应用与发展[J].科技经济市场，2017（10）：31-32.

[2]许国雄.浅谈变频技术在中央空调制冷系统中的应用[J].科技创新导报，2017，14（27）：75-76.

[3]罗斌.变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析[J].橡塑技术与装备，2016，42（04）：30-31.