浅谈变频技术在制冷空调系统中的应用

【摘要】目前，在我国市场经济的不断发展进步中，无论是居住区还是商业区都会涉及到制冷系统的安装及使用，而且据调查在建筑整体的耗能比例中，制冷空调系统已经接近80%，也就是说制冷空调系统不仅能耗较大，而且还会消耗大量的电能。对此，相关部门要更加关注制冷空调系统的节能效果，积极引进相应的变频技术对空调进行改造和升级，以促进其运行的效率。在传统的制冷空调系统中，用到最多的则是冷库系统，但是这种系统的效果并不是很理想，要想确保空调系统能够达到高效节能的目的，并且能够使其运行中的精度得到有效的控制，那么变频技术的应用就显得极为关键，不仅能够实现能源的节约，而且还能促进系统运行效率的上升。文章主要围绕变频技术在制冷空调系统中的应用进行了详细的分析和阐述。

【关键词】变频技术;制冷空调系统;应用;节能

引言

目前在各类常见的制冷空调系统中，由于设备的功率以及参数上的差异，其在运行过程中的能源消耗水平也存在巨大的差异，例如，我们生活中最熟悉的中央空调制冷系统中，其中能源消耗最大的就是冷机组部分，盘管风机等一些末端设备的耗能相对较小，而水泵的耗能则快要突破1/5。所以，在科技的不断发展中，为了能够促进节能目标的实现，应将变频技术的作用充分发挥出来，制定完善且合理的应用方案，进而使制冷空调的节能效果更加显著。而且，通过采用一些保温效果比较好的材料，能够有效促进系统隔热性的提升，最关键的还应按时清洗相应的设备，以此保证系统能够获得更好的传热效果，减少能源消耗量，这对于制冷空调行业的发展来说也是极为关键的，更能促进行业效益的提升。

1、变频空调的工作模式

在制冷空调中，重点应用了变频手段的空调就是我们常见的变频空调，在变频运行的状态下，能够有效实现对电源频率的控制，这样就能是压缩机运转的速度控制的合理的范围内。与以往的定频空调进行比较，变频空调无论是在能源的控制上还是运行的效率上都呈现出了比较突出的效果。当定频空调处在工作状态下，压缩机的转速以及制冷剂的往复循环则会一直保持在一种相对恒定的状态下，如果想要室内的温度达到一个理想的效果，通常都是通过空调设备的开启并对设定温度进行调节所达到的。要明确的是，定频空调系统中的“开”和“启”并不是同一个系统，因此室内的实际温度与所设定的温度之间是存在一定的波动的。然而变频技术的应用就不会出现这种问题，这主要是因为变频技术能够实现对室内温度与设定温度的控制，使其能够更加协调，同时还能及时向压缩机发出相应的调整信号，使其能够始终处在高速运转的状态下，并且能够有效的完成相应的指令任务，对空调的热负荷进行优化。在应用变频空调时，其功能的发挥与变频器这一组件是密不可分的，同时还能协助系统对外界环境的实际情况进行感知，有效实现了空调压缩机在运行过程中的高频切换效率，使其能够保证室内的温度和湿度始终保持在一种恒定的范围之内，免去了温度调节的过程，实现了能源的节约，同时，具备了高效、快速等多方面的优点。当变频空调处在运行状态下时，得益于温湿度传感器的应用，可以对外界环境的具体数据进行监测，在运转速度调节方面具有显著的灵活性特征，同时还能在一定程度上对电压的过度依赖，也就是说，即使当电压处在一种不稳定特殊状态下，空调系统也能保持平稳运行。

2、变频技术在制冷空调系统中的应用状况

在社会经济的快速发展下，人们对精神层面的需求变得更加明显，对于空调等很多电子产品的需求也在不断上升，但是在这些电气设备的实际运行过程中，必然会给生态环境带来一定的压力，导致能源的消耗量增加。对此，针对于空调系统，开始有越来越多的生产厂商关注到了对制冷空调系统的节能设计，而变频技术的引入和应用给制冷空调的节能效果提供了强有力的助力，在空调制冷系统中，有效地运用节能技术，能够有效实现对空调制冷系统能量消耗的降低，节省了大量的能源同时还能在很大程度上延长空調的使用年限。近几年来，节能降耗的理念在各个领域不断深入，社会各界也都在严格遵循，因此针对常用的空调系统也开始注重变频和节能。由于当前阶段，我国各类资源都处在严重消耗的阶段，在这样的背景环境下，国家开始助力于对合理用电以及科学用电技术的研究，同时针对资源消耗总量大的问题也在不断研究新的策略予以缓解，同时必须要及时采取有效的措施予以缓解，这不仅能够促进能源的节约，同时也助力了经济的发展。对此，我国的相关部门也应不断加强对空调制冷系统相关技术的严打力度和资金投入，确保能够在短时间内实现技术的上的巨大突破，增强其自身的行业竞争力。从目前的研究成果来看，在制冷空调系统中，合理地运用变频技术，能够很好地实现这一效果，也正是因此，在未来的发展中，变频技术必然成为带动行业进步的主流技术。中央空调系统中，只有很短的时间内会产生较大的负荷，而且不会维持太久，在这之后负荷量就会在温度变化的影响下递增或递减。空调的制冷系统在运行的过程中，往往都是在一个标准的范围内，系统几率的数据也是依据最大的负荷参数所得出来的。如果在其运行中没有做好相应的调试工作，就必然会使得空调制冷系统的实际输出率超过设定的标准，这样就极有可能使大量的电能被浪费，进而造成运营企业成本的加大。

3、变频技术在制冷空调系统中的应用及节能

3.1循环泵的应用

在整个空调制冷系统中，循环泵是一个不可忽视的组成构建，当整个空调系统穿在一个工作的状态下，循环泵运行所产生的电能消耗通常会占据整个系统的25%左右。所以，在制冷空调系统的设计过程中，要更加注重对节能技术的应用，并且要增加对该技术研发的力度，加大这方面的资金投入。如今在设计中，应用最广泛的就是VM系统，这也是一种比较新型的水泵类型，其运行的主要原理就是，利用系统负荷的大小来实现对其自身工作状态的实时调节。然而，在应用的过程中，却产生了这样的问题，就是循环系统中对于所选择的水泵的参数、调节和控制的手段能都与用户之间产生了严重的不协调性，基于这样的因素，循环手泵在运行中也很难实现效果的发挥，甚至会给能源结构造成很多难以解决的问题，阻碍运行效率的提升，更严重者则会使VM节能系统产生不同程度的故障，使其节能作用无法有效发挥，与之前所设定的目标之间也相差甚远，这对整个制冷空调系统的发展来说是极为不利的。针对以上种种问题，研究人员必须要积极制定出合理改善措施，并且要在系统优化设计中，引入当前比较先进的变频技术，使上述所发生的问题都能够得到有效地控制和解决，进而实现系统的节能性。如，在热量平衡关系式中，如果设计人员能够将变频技术有效利用，同时再对制冷量和水流量进行实时的自动调节，这样就会很容易达到全流量范围内对能源消耗进行控制和调节的目的，而且长时间运行中，平均每一年都能够节约电能超过一半以上。除此之外，在VM系统的实际应用现状来看，虽然取得了一定的效果，但是在其整体的控制方面还需要进一步的完善，在完善的过程中必然会涉及到很多技术性的内容，需要技术人员深入分析，及时处理，否则必然会造成整个制冷空调系统的运行效率与预期效果相差甚远。所以，目前的首要工作就是在循环泵运行中，有效运用变频技术实现对其状态的控制，提升其工作的效率。

3.2变频空调器应用分析

在应用变频空调时，变频器的主要功能就是对空调制冷或制热的方式进行调节，通过自身的功能性特征，实现对电机运行状态的控制，使电流之间能够进行转化，同时在通过相应的内设程序及传感系统等，对空调系统的制热效果和制冷效果进行自主调节，这样的方式不仅能够更好地实现节能的目的，而且能够使室内的温服更加舒适。同时，变频空调还有一个比较突出的优势就是能够快速适应室外温度，即使是在天气比较寒冷的情况下，空调系统也能快速产生热能，而且比定频空调所花费的时间要少很多;除此之外，在在变频空调温度的设动中更加方便，只需要利用遥控器或者相应的软件系统就能实现，当温度达到预设时，变频空调就会通过电流的转换来实现转速的较低，并且自动调节进气扇，进而有效保证室内温度能够处在一个恒温的状态下;最后，变频空调从根本上改善了定频空调电机多次开启缩短空调使用年限的弊端，而且在其工作状态下，电量的消耗也是比较低的。

3.3制冷压缩机

空调系统中，制冷压缩机的耗电是极高的。然而，在实际工作的过程中，若是平均热负荷大约的峰值热负荷得60-70%，即只有压缩机容量的50%-60%，造成压缩机在大部分时间在低负载下运转。所以，如果是针对大型制冷空调系统进行节能措施的制定，完全可以采用活塞式、离心式等类型的压缩机，而且要结合整个系统的实际运行情况，适当对其进行调节，满足不同环境对制冷系统的要求。在这种情况下，如果有效运用变频技术，来控制制冷的速度，那么电机运行中的一部分损耗就会大大降低，而且整个系统的电流和电压速度也会得到有效的控制，同时还会提升运行参数的准确性。

3.4节能角度分析

在整个空调系统运行中，还存在一种状况就是在其满负荷的状态下，也可能实现长时间运行，因此，通常在进行制冷系统的设计时，必须要结合总负荷量中的最大容量值来开展实际工作，使其能够在工作的状态下，实现低耗能、高效率的最终目标。制冷空调系统中，轻载运行时所占的容量是最高的，如果这种状态下能够提升工作的效率，那么所实现的节能效果也会更加显著。

3.5变频空调的选择

变频空调的稳定性受到多方面要素的影响，包括电路干扰、绝缘性能等。在变频空调选择过程中，既要注重其稳定性，又要注重其整机使用寿命。要综合考虑变频空调在相对极端条件下的工况状态，注重所采取的相应保护措施是否切实有效，安全防护配置是否具有足够的耐用性，以及所设定的能耗等级是否符合节能需求等。同时，在变频空调制造商、性价比等方面，要注重不同变频空调品牌的不同优势侧重所在，在充分权衡制冷面积、制冷效果、预期的更新换代年限等要素后综合确定，得出最优选择。

4、结束语

综上所述，在制冷空调系统的实际运行过程中，对电力资源的节约、能源的消耗、整体的运行效率以及精度的控制上都必须要遵循一定的原则，只有对各方面的因素进行综合考量，才能有效实现制冷空调的节能效果。通过对一些节能技术和节能系统的分析和应用，进而选择出最适合的变频空调，以此提升制冷空调系统运行的效率，确保制冷空调系统运行的制冷效果能够达到相应的要求和标准，进而有效实现节能环保的最终目标。

参考文献：

[1]李百公，贺聚丰，刘嵩阳.上海某冰雪世界制冷空调系统运行能耗分析[J].制冷空调与电力机械，2014（4）.

[2]陈海峰.变容量调节技术-制冷空调系统的未来之路[J].中国建设信息（供热制冷专刊），2012（3）.

[3]梅敏华，王敏远.浅谈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，2018（10）：31-32+102.

[4]梁海洲.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析[J].工程技术（文摘版），2017，03（03）：254-255.

[5]李燕鵬.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析[J].工程技术（文摘版），2017，01（10）：262-262

作者简介：陆福田（1984—），男，玉林市第一职业中等专业学校机电部教师，研究方向：中等职业教育、制冷、电子、机电专业课教学、职业教育培训。