张建军1 高凤雪2
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摘要：在中央空调控制系统中引入变频调速技术，不但能降低空调房间的噪音及增加房间的舒适性，而且具有提高中央空调自动化水平、降低能耗等重要功能。本文详细分析了变频技术在中央空调制冷系统中的应用。
关键词：变频技术；中央空调；应用
当前社会发展的主题是资源的可持续发展，因此空调作为人们目前使用频率较多、范围较广的家用电器，相关厂家必须提升其责任意识，完善内部制冷系统，并结合当前的变频技术，改善传统中央空调在运行过程中的不足，降低能耗水平，有效达到节能环保的目的，以此为人们提供更加绿色环保舒适的生活环境。
一、变频技术原理
变频技术的应用是相对传统空调的定频技术而言的，中央空调在整体运行过程中始终保持着一成不变的工作频率，原理就在于对固定机组的压缩机机组和水泵元件的运行等进行固定化的控制工作，温度的调节则是通过风门和节流阀的控制工作实现的。而变频技术的工作原理为其通过对室内温度差的测量工作进行制冷机供电频率的控制工作，也就解决了原本定频技术在不同环境中同样运行速率的弊端，从而使运行的效率大幅度提升。例如，某一段时间内的室内温度上升较快，供电频率增加，也就使制冷工作的效率大幅度增加，保证室内的舒适，从而能在与温度相关的频率控制中，进行更好的节能性工作。
二、中央空调结构及其工作原理
中央空调结构包括：①冷冻机组。它是中央空调实现制冷功能的主要设备，其是对房间的循环水实现冷冻处理；②冷却水塔。其是为冷冻机组提供水源的主要设备；③外部热交换系统。这一系统主要有两个组成部分，一是冷冻水循环系统，其通过冷冻泵、冷冻水管构成，主要从机组中流出冷冻水并借助冷冻泵输送到管道中，并在房间内实现热能交换，以带走房间内温度。二是冷却水循环系统，其由冷却泵、冷却水管道及冷却塔构成，冷冻机组在热交换过程中可实现对水文的冷却处理，此时会出现大量热量，这一些热量便可借助冷冻机组的循环冷却水进行处理，促使冷却塔中实现热交换，然后循环到冷冻机组中，借助持续性的循环实现对温度的控制调整；④冷却风机。其在于室内风机与冷却塔风机两方面。室内风机主要是降低室内温度，应用冷却水冷却冷空气并送入到房间中，也就是空调系统中冷热量转变为冷气流的主要设备。冷却塔的风机则是降低冷却塔水温的主要设备，能有效提高空气在实现热量交换方面的效果，从而强化热量散发作用。
中央空调的工作原理是借助冷却机组压缩机将冷却剂压缩成为液态后发放给蒸发器，然后实现热交换，同时对冷冻水实行制冷处理，冷冻水泵此时可将冷冻水送入到风纪扣的冷却盘管中，并借助风机吹送的冷风实现降温作用。通过蒸发后的冷冻机可在冷凝器中释放热量，和冷却循环水实现热交换，因冷却水泵可带来热量，所以需借助冷却水泵为散热水塔提供喷淋冷却，和空气实现热交换，然后将热量散发到大气环境中。由此可见，中央空调的工作原理属于不断循环的热交换过程，需将室内的热量交换到大气环境中。
三、中央空调系统中的不足及其存在的问题
中央空调在正常运转中会有主机制冷系统、冷冻水循环系统及冷却水循环系统协同作业。因此，中央空调在实际使用过程中，难免会存在一些设计上的缺陷。这不仅直接影响中央空调的使用寿命，还会带来额外能量的损耗。例如：电机的频繁启动、中央空调负载的不合理设定、冷却水系统与冷冻水系统的不合理设计、调节阀与节流阀等传统调节压力与流量设备的不合理使用等。
为了进一步控制中央空调在实际使用中的能源损耗，不得不重视这些弊端，并考虑采用更加节能的新技术。
四、变频技术在中央空调制冷系统中的应用
1、制冷压缩机的应用。制冷压缩机在中央空调整个制冷工作过程中占耗电量的40％左右，而且在实际运行中，每年的平均负荷估计大约是在峰值负荷的60％左右，但仅占压缩机容量的50％，这样的结果就是压缩机基本上都是在低负荷载的情况下运转。将制冷压缩机应用到中央空调制冷系统中，要按空调实际使用情况进行应用，对中央空调而言可使用螺杆式、活塞式和离心式这几种类型，并且需确保这种压缩机结构设计上配有调节功能。
2、循环水泵的应用。循环水泵在中央空调整体空调系统运行工作中，电力消耗了整个系统的大约四分之一，因此对循环水泵的节能研究不容忽视。对当前市场上大多数中央空调制冷系统中最常用的虚拟机系统，该系统主要依靠系统负载进行自动调节。但该系统在应用中用户和用户的隔绝现象广泛，从而影响循环水泵的控制效果，中央空调能耗增加，可能导致中央空调设备运行效率低下。这种情况极有可能导致虚拟机系统故障，并给中央空调系统的稳定运行带来巨大风险。为了很好地解决这些问题，可引入变频技术。在这种情况下，可引入变频器进行技术应用，通过变频器的热和平关系，实现水流量和制冷量的自动同步控制，在中央空调运行中有效地调节整个流量范围，以达到节能目的。
3、变频空调器应用。变频空调采用先进的变压变频技术，在其内部装设变频控制器，事先改变空调的压缩机转速，以及采用室内外温度连续调节制冷量、制热量的方式，当然在此过程中应将人体的舒适度作为调节的准则，对其进行有效的控制，保证室内温度的连续曲线跟随设定的温度曲线，从而达到节能、舒适、降噪音的目的，为人们营造一个健康舒适的生活环境。
变频空调在制冷空调系统中的应用，主要有以下优点：①在低温环境下，有着较高的制热能力。此过程主要是通过提高压缩机的工作频率来提高制热量，一般情况下，制热量可达到同类空调器的1.5倍左右，是传统空调器无法比拟的。②具有自动启动的功能，如在突然停电后再来电的情况下，若是传统空调器，需手动启动，才能保证制冷空调器的正常运转；而在变频技术应用下的空调系统，将打破传统空调器的限制，在来电情况下可自动启动并进入正常的运行轨迹，从而保证制冷空调系统运行的稳定性。③制冷或制热速度快。空调系统对制冷或制热速度的要求较高，在变频技术应用后，变频空调器在每次启动过程中，都会先以最大额功率启动，最大的风量进行制冷或制热，在迅速达到设定的温度后，压缩机将会降低转速，并转至低能耗状态运转。在这种情况下仅需维持设定的温度，保证室内温度的波动最小，从而有效避免压缩机频繁开停影响到压缩机的使用寿命，同时也降低了压缩机运行的耗电量。
4、冷却水循环系统的控制应用。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中。据了解，系统内冷却塔温度之所以会发生改变，其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，经冷却泵作用后，可将热量转吸收，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，两者间形成温度差。为节省更多的电能资源，避免资源的浪费，可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被大多数人们所信赖。
总之，变频技术在中央空调制冷系统中的有效应用，能通过改变压缩机供电频率，并根据实际情况调节压缩机转速，从而实现控制恒温、节能减耗等效果。由此可见，在中央空调制冷系统中应用变频技术，不仅能有效增强空调的整体性能，还能满足节能减排的实际需求。
参考文献：
[1]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(27).