变频技术在中央空调制冷系统中的应用

周锋

摘要：随着经济的进一步发展，房地产行业发展到了新的阶段，加之全球气候变暖，使用中央空调的范围逐渐增大，主要是工商业以及民用的建筑领域中。现阶段，可持续发展的理念已经成为社会发展的共识，电能节约的能力是对可持续发展进行衡量的主要标准，不但要在技术上进行保障，还要加强市场化刺激，加强变频技术的应用，只有这样才能推动我国的进一步发展。本文对变频技术在中央空调制冷系统中的应用进行探讨。

关键词：变频技术;中央空调;制冷系统;应用

当前，可持续发展理念是社会达成的一种共识，对电能的节约能力是衡量可持续发展的一大标准，这不仅要技术上的强力支持，还要市场的不断刺激，在实现节能的手段中变频技术无疑是十分重要的。在将变频调速技术引入中央空调之后，不但提升了房间的舒适度，降低了噪音的干扰，还实现了自动化升级，降低了能源损耗，减弱了对电网的伤害，增加了部件的寿命，意义极为重大。

1.现阶段中央空调系统存在的实际问题

1.1.电机频繁启停，降低设备使用寿命

对于市面上大多数的民用中央空调系统来说，基本上都是包括制冷系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统、冷却循环系统及水塔系统五个基本元件构成。目前来看，虽然以外的中央空调系统所使用的冷库系统也能够有效发挥流体机械及热交换器装置的功能，但在具体运用时也频频出现因系统漏洞导致的频繁起停问题。比如说，中央空调系统在长期运行期间必须要避免过度的系统起停，主要原因在于系统设备的过度频繁启动，会在短时间内大幅提升启动电流，进而加速制冷系统设备老化及硬件损伤。

1.2空调运用电能浪费严重，存在“大流量小温差”现象

就传统的中央空调制冷系统来说，大多还是采用节流阀或调节阀等设备工具实现空调内部压力及流量的监控，但总体上仍然存在一定的能源浪费现象。比如说，部分中央空调系统经过采购及安装使用以后，由于运行环境及使用要求与额定设计标准存在显著差异性，因而很容易出现“大流量小温差”的现象，不仅提升了电流的流速，更是降低了空调系统的整体使用寿命。

1.3中央空调负荷要求不科学

中央空调在额定功率及使用范围方面存在一定的不同，这主要由使用季节、室内外温差等因素所决定。但是，由于中央空调系统在预期设计阶段，主要是按照最大温度环境标准而设定，因此具有大约30%～50%的运行负荷过载空间。但是，在现实操作过程中，仍然还是存在空调能源浪费的情况，这对于系统控制模式及制冷系统的负荷控制技术同样也提出了较高要求。

2.变频器结构及基本原理

总的来说，变频技术主要是集控制、微电子、电力电子、计算机等多种技术于一门的综合性技术。为此，变频器作为变频技术运用的核心部件，在中央空调制冷系统当中更是得到了广泛应用。从工作原理的角度来看，主要是将外部电源的电流通过整流电路、逆变电路及直流中间电路三个控制电路，从而输出质量相对较好的直流电源。所以，通过将变频器与传统的空调交流系统相比较会发现，变频器的内部构造较为简单，便于快速调整冷却系统的电机转速，能够满足中央空调系统的高效率性能控制的要求。

3.变频技术在中央空调制冷系统的应用及节能分析

3.1制冷压缩机的运用

从现有的中央空调制冷系统能源消耗比例情况来看，制冷压缩机在实际工作中的能耗主要占40%～60%的左右。但是，在具体的实际运行过程中，却发现制冷压缩机的运行负荷只能够达到额度设计的50%左右，长期处于一种低负荷的运载。为此，这就需要根据中央空调系统的外部环境及其他因素，从而适当地采用离心式、螺杆式的制冷压缩机，在保证制冷压缩机现有调节功能不变的情况下，能够灵活地根据制冷空调系统的现实工况，既能够提升制冷空调机的系统运行效率，同时还能够达到“节能运行”的实际效果。

以离心式制冷压缩机运用为例，由于该型号的制冷压缩机在调节进气量的过程中，主要还是依靠微电子控制装置调节进气口导向叶片的运动轨迹及变动幅度，因而也普遍被称之为“扇门调节”。但是，离心式制冷压缩机虽然能够实现扇门叶片的速度控制，但必须在电机转速不变的前提下进行，并且会导致负载电流的进一步降低，无法解决压缩机内部电机的损耗及效率较低的问题。比如说，若是将离心式制冷压缩机与变频器相结合，虽然能够实现空调制冷系统电机运行进度及功率的实时控制，但也会不可避免的造成电机机械疲劳、固有损耗等情况。相比之下，变频器工具的运用，实际上却能够降低了电机的电流、电压及扇叶转速等参数，进而提升了制冷压缩机的实际控制精度。客观来看，根据空调制造厂家进行的设备检验及数据统计，发现变速离心式制冷压缩机在低负荷运转时，所消耗的电量仅占据以往设备的30%左右，因而在未来的中央空调制冷系统发展过程中具有明显的优势。

3.2变频空调器的运用

通常来说，变频空调主要是借助内部系统的变频器来改变电机的转速，并且在编程程序器的影响下，有效调节制冷及制热控制的方式，以更好地营造室内的健康舒适办公环境。例如，在外部严重低温的环境下，运用变频技术能够实现快速启动制热控制开关，并达到传统中央空调系统的一倍以上。此外，变频技术的运用也实现了无线控制及远程操控的束缚，并且以最大额功率来启动制冷或制热工作，在达到预定温度标准时，还能够通过降低电机转速及调整扇门的一系列措施，在低效率的工作状态下维持室内的恒温环境。另外，变频空调器的运用还能有效解决系统电机频繁启动的现实问题，达到降低消耗及提升使用寿命的目的。

3.3循环水泵的应用

目前来看，循环水泵同压缩制冷器、变频空调器一样作为空调制冷系统的主要部分，能源消耗大约占据整体系统的1/4。但在实际运行过程中，循环水泵却存在运行效率较低、能耗程度较高、引发系统故障等一系列问题，严重制约了空调制冷系统的稳定运行。为此，通过将变频技术运用在制冷系统当中，完全可以运用变频器来调整热量平衡、水流量及制冷量范围内的调节。对于提升中央空调制冷系统循环水泵的运行效率具有重要作用。

3.4变频技术在电机转速改变中的应用

在这一过程中应用能够对制冷机組的工作状态进行有效地控制。变频技术应用在中央空调的制冷系统当中，有助于系统整体工作效率的提高，并且可以达到节能减排的目的。一般而言，中央空调变频技术是对电机转速进行控制的，电机则是对空调的制冷系统进行影响的主要因素。将定频控制技术应用在中央空调的制冷系统当中，会产生能源耗费，一般都是在运行过程中水温差比设计值小。因此能够得出，中央空调运行的热负荷很难与设计标准之间相满足，当选择定频技术时，就会形成高负荷和低能效的问题。

4.结语

现阶段，由于中央空调系统对节电、能耗以及运行的性能和控制的精度等都应提出一定的要求，通过使用变频技术，已达到节能、省电、提高控制精度和运行效率，还达到了环保的目的。为此，本文经过对中央空调制冷系统中的制冷压缩机、循环水泵、变频空调器等多方面的分析，证明了变频技术能够有效地实现中央空调制冷系统工作效率与节能减排的双重提升，在提升制冷空调系统运行效率的基础上，达到节能减排的最终目的。

参考文献

[1]杨昭，谭晶莹，李喜宏，等.冷库压缩机变频技术节能原理与经济效益分析[J].压缩机技术，2005（14）：14-17.

[2]郭健.变频技术的应用与发展[J].科技视界，2012（32）：119-120.