变频技术在中央空调制冷系统中的应用 陈爱东

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:陈爱东1 段焕林2
[导读] 摘要:中央空调在当前城市建筑应用中越来越广泛,但由于中央空调制冷系统在运行过程中消耗的能源占比较大,不利于当前我国社会能源的可持续发展。
        河南工程学院  河南省郑州市  450000
        摘要:中央空调在当前城市建筑应用中越来越广泛,但由于中央空调制冷系统在运行过程中消耗的能源占比较大,不利于当前我国社会能源的可持续发展。所以,应采取相应的措施和方法,引进现代化的技术手段,提升中央空调制冷系统工作效率,并重点减少空调制冷过程中所需的能源消耗。在中央空调制冷系统中,有效应用变频技术,能够改变压缩机的供电频率,结合使用情况,调节压缩机的使用转速,从而达到节能减耗、恒温等效果。
        关键词:变频技术;中央空调制冷系统;应用
        1中央空调制冷系统构成
        中央空调系统的组成主要由三大系统构成,各系统间相互协作,共同完成系统运行的各项工作。其中,主机制冷系统中存在多种类型的设备,如:冷凝器、蒸发器等,是实现中央空调制冷效果的主要部件,不同设备在主机制冷系统中所发挥出的功能特点也存在一定的差异性。首先,在冷冻机、压缩机等设备的运作下,制冷剂在形态会发生转变,并以液态的形式呈现出来,此时液态的制冷剂会流经至蒸发器设备当中,经过热量交换,此时的制冷剂与冷冻水相互融合,并由冷冻水泵将其传送至空调风口处,受到冷风的作用,冷冻水以气体的形态被散播在外界环境当中,从而起到制冷降温的效果。此外,在中央空调冷冻水循环系统的作用下,借助冷冻泵的力量,将冷冻水进行加压处理,在冷冻水管和风机盘管的传输过程中,此时,在热量交换的作用下,室内温度会降低,冷冻水也会再次返回至冷冻水管内,以此来循环利用,不仅可以减少对能源的使用频率,还能够起到环保的作用。最后,冷却水循环系统是第三个阶段,也是最后环节。该系统主要由三种不同的设备构成,分别为冷却塔、冷却泵和冷却水管道。系统内的冷却水在流经冷却泵时被加压处理,其后,在冷却塔的作用下将其传输至制冷主机内,在此阶段中,制冷剂会释放出较多的热量,并由冷却水吸收,在系统内往复循环,完成系统内各项工作。由此可见,在中央空调系统运行中,其内部结构复杂,且涉及较多能量转换原理,三大系统之间互相协作,相互联系,以此来实现中央空调的制冷效果。
        2变频技术在中央空调制冷系统中的应用
        2.1冷却水循环系统的控制
        在中央空调系统运行中,除了要对冷冻水系统进行控制外,还应对冷却水循环系统进行整治。在该系统运转过程中,冷却塔内的水温一直处于动态变化当中。据了解,系统内冷却塔温度之所以会发生改变,其主要原因是由于外界环境温度变化所致。在冷冻机的不停运作下,往往会产生出一定的热量,经过冷却泵的作用后,可以将热量转吸收,并实现对冷却水循环系统的控制作用。在这种形式下,空调周围所处环境温度也会发生改变,两者之间形成温度差。为了节省更多的电能资源,避免资源的浪费,可以将冷却泵的转速和冷却水循环的速度进行控制,根据外界环境温度,对其进行调节,不仅能够带给人们更多舒适的感觉,还提高了资源的利用效率,为人们减轻了较多的经济负担,这种中央空调系统运转形式能够被大多数人们所信赖。
        2.2冷冻水循环系统的控制
        冷却机组决定了冷冻水的出水温度,由此可见冷冻的温度很重要。因此依据冷却水循环系统中的回水温度进行判断:假如回水温度高,则表明空调房中的温度比较高,需要对冷冻泵的流速提升,促进冷冻水的循环速度;如果水温比较低,则需要降低冷冻泵的流速,减慢冷却水循环系统流速,以此达到恒温控制,实现节电的目的。


        2.3风系统
        在以往的中央空调中,基本都是运用固定风量控制系统,经过市场反应其在新风量的调节上极为不便,同时空调还有很高的能耗。如果在中央空调系统中使用新风VAV变频技术,即能够节省30%的空调负荷,在能耗上也能够省去近一半。该技术的运用,使得静压和温度都能够自调节,进而达到节能的目标,环境也更为舒适。当前,人们的生活水平不断提高,变频集中式中央空调开始普及起来,此种空调结合了中央空调与家用空调各自的优点,使得设计上更加灵便、更加环保、更加节能,使得空调技术得到提升。
        2.4变频技术在制冷压缩机中的应用
        将变频技术应用在制冷压缩机当中,能够促进节能效果不断提升。制冷压缩机对于中央空调来说是非常重要的。在制冷的时候,其占到45%的空调电量,在具体应用过程中,制冷压缩机平均每年峰值的负荷达到65%,是55%的压缩机总量。中央空调的制冷系统当中,对于制冷压缩机进行应用的时候,需要和中央空调具体的应用情况进行结合,能够通过离心式和活塞式以及螺杆式的应用,保障压缩机的结构设计达到调节的作用。按照具体的空调运行的情况改变,对压缩机的使用功效进行协调,进而针对各种类型的使用情况做到应对,可以帮助空调系统运行效率的提高,使得制冷空调的系统可以有效地运行。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。
        2.5循环水泵的应用
        循环水泵在系统中也占据着重要的位置,在制冷环节,循环水泵用电占总用电的四分之一。市面上的制冷空调系统一般使用的都是VM系统,在运行过程中,可以实际负荷自行调节。不过在实际过程中,能够了解到,系统的水泵类型、控制模式的制冷机组和使用者间很容易发生脱节,这会极大的削弱水泵的控制能力,同时也会暴露一些能源效率问题,使得运行效率变差,更有甚者还会破坏VM节能系统,使得整体节能受到影响,对整个系统的稳定运行也是一种破坏,因此,十分有必要使用针对性的措施处理VM系统的节能问题。举例而言,在使用变频器技术之后,需要运用热量平和关系式,再加上对制冷量和水流量的自调节,就能够实现对电量的节省,甚至高至50%。除此之外,参照VM系统,变频技术在控制层面上依旧有很多问题需要处理,不及时解决必将影响系统的运行效率,故而,需要充分发挥变频技术的优势,对循环水泵进行技术升级。
        3结语
        综上所述,现阶段,随着我国节能减排政策的深入推进,变频技术在中央空调制冷系统中的应用也会越来越广泛,变频技术在中央空调制冷系统中的应用符合我国节能减排政策要求,能够极大地提升空调制冷效率,同时在实际应用过程中使空调更加智能化,提升了用户的体验,并实现对室内温度的恒温控制。因此,变频技术在中央空调制冷系统中的应用具有十分广阔的前景。相关的技术人员更应加强变频技术的应用研究,并重视该项技术的更新,从而为中央空调的节能减排发展提供更大的发展空间。
        参考文献:
        [1]空调制冷系统设计的优化浅谈[J].刘树清.设备管理与维修.2019(10)
        [2]变频技术在中央空调制冷系统中的应用[J].王玉娟.山东工业技术.2018(22)
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