中央空调制冷系统中变频技术的问题探讨

中央空调制冷系统中变频技术的问题探讨

金旭晖 1 刘刚 2 袁泽 2

1. 新昌县金晖制冷配件有限公司 312500 2. 浙江三花智能控制股份有限公司 312500

摘要：伴随着人们对居住环境要求的提高，中央空调得到了广泛应用中央空调可以使得建筑物室内的温度达到一个舒适的状态。但面对如今国家提倡节能减排政策，中央空调的耗电量无法满足要求，所以需要变频技术来调节空调制冷系统，一方面提高中央空调的控制精度，另一方面提高空调的运行效率。在此前提下，本文就中央空调的原理和不足，以及变频技术的应用进行了探讨，旨在对中央空调的变频技术使用及推广提供一定的参考。

关键词：中央空调；变频技术；能量损耗；节能

1中央空调的构成及其制冷原理

总体上来说，中央空调由3大系统组成，其分别是主机制冷系统、冷冻水循环系统与冷却水循环系统。其工作流程为制冷剂通过压缩机被压缩成为液态的制冷剂，其在蒸发器中的冷冻水进行制冷，被制冷后的冷冻水被循环制建筑物的各个区域，对建筑物中的各个区域进行降温达到调节温度的作用。过去氟利昂为经常用到的制冷机，但是由于氟利昂会对环境产生一定的负面影响，因此，当前中央空调系统所采用的制冷机通常是环保型的制冷剂，以达到保护环境的效果。冷冻水循环系统主要是通过冷冻水为载体，将主机制冷系统产生的集中冷源循环到建筑物的各个区域末端，如此形成循环形成冷却水循环系统，持续保障主机的正常运转。

2中央空调目前存在的问题

1.1电机启停会影响空调寿命

对于目前绝大多数中央空调来说，在空调运行时经常会出现系统漏洞或硬件漏洞导致的频繁启停，这种过度的启停动作会导致电流波动过大，启动时电流会大幅提升，对于电子元器件以及老化硬件会造成明显且不可逆的损伤，而调电机受到高频电弧冲击也会出现难以解决的多种问题。

1.2空调效能太差，不够节能

传统的中央空调制冷模式往往是节流阀等类似设备来调整空调内部的压力以及流量，这种结构对于能量的利用率低，同时一部分中央空调的设计运行环境和实际使用环境存在着一定差异，很难控制变量，于是导致了空调的电量消耗很快但实际降温效率较低，能源转化率不尽人意，同时还变相的降低了空调的使用寿命。

1.3空调规定负荷不符合使用环境

空调在使用时所面对的环境、地理位置、季节、室内外温差的较大差别，但在空调的初期设计阶段往往只能按照最大环境温度来设计，以保证空调的制冷效果，且空调的设计往往都会拥有接近一半的过载幅度。实际情况下，传统空调经常难以利用到厂家预设的过载幅度，甚至普遍存在利用率低、电能浪费的情况，想要解决问题就只能对空调的系统内自动控制提出更高的要求。

3变频技术在中央空调系统中的应用

3.1变频技术对主机制冷系统的控制

由于制冷压缩机是中央空调制冷系统中的重要元器件。它的损耗量对于整个中央空调的能量消耗也是相当巨大的，比重也相对较高。如果制冷压缩机不能根据热负荷的情况来对自身运行进行调节，那么制冷压缩机将一直处于一种极限设定值下的运转状态，这就是说如果环境温差并没有那么大，热负荷相对较低但是制冷压缩机也处于一种高强度的运行状态，这种对制冷压缩机自身控制的不足，不仅降低了中央空调整体运行效率，同时，也使得能源在无形当中流失。因此，变频技术对于制冷压缩机的控制在整个节能减排的过程当中起着基础性的作用，这种控制作用主要表现在变频模块对于室内温差以及热负荷的反馈上对制冷压缩机进行控制和调节，进而提高制冷压缩机的运行效率，使其在运行时一直保持着高效的运行效率，避免不必要的能源损耗和高强度的运作强度。制冷压缩机根据实际使用情况的不同，其使用的结构类型也不同。通常情况下，制冷压缩机的制冷结构可以分为活塞式、螺杆式以及离心式等不同的类型。因此，变频技术对于制冷压缩机的控制通常是对其设计结构进行调节，进而对制冷压缩机的工作状态进行控制，提升着整个中央空调的运行效率。例如根据实际需要，制冷压缩机采用离心式结构类型时，变频技术主要是对扇门进行调节，不仅有效控制了进气量以及制冷量，同时，对电机的供电频率进行了控制，从而实现了对能量损耗的控制。

3.2变频技术对于冷冻水循环系统的控制

变频技术对冷冻水循环系统的控制，主要表现在温度监测模块首先对出水与回水之间的温度差进行监控，这种温度差的反馈将直接控制着冷冻水循环系统中水泵的转速，而这种转速又影响着循环水的流速，以及热量交换的速度。例如当温度监测模块所检测到的温度差较大时，则说明室内温度升高，热负荷提高，那么变频技术就会提高冷冻水循环系统中水泵的转速，进而加快了冷冻水的循环速度，实现用较快速度对室内温度进行降低的效果；如果温度监测模块监测到所反馈的温度差较小，热负荷降低时，则说明室内温度较低，不需要中央空调高强度运作，变频模块会降低冷冻水循环系统中水泵的转速，进而降低了冷冻水的循环速度，以及温度交换的速度，这种对水泵的控制不仅实现了对室内温度的有效调节，同时，对于能耗的损耗进行了有效控制。

3.3变频技术对冷却水循环系统的控制

变频技术对冷却水循环系统的控制，主要表现在首先根据安装在中央空调内的温度传感器计算出温度差，变频模块会通过这个温度差对于冷却水循环系统中水泵进行调节，进而控制着冷却水循环的流速以及水泵的转速，例如当得到了这个温度差反馈较小时，则说明室内温度较低，主机制冷系统所产生的热量较低，变频模块便会降低，冷却水循环系统水泵的转速并降低冷却水的循环速度；当温度监测模块计算出温度差较高时，则说明室内温度较高，并且主机产生的多余热量较多，那么变频模块将会加速冷却水循环系统水泵的转速，加快冷却水的循环速度，来实现对中央空调主机系统的降温，保障着中央空调主机制冷系统的正常运转。简而言之，变频模块就是通过温度差来控制冷却水循环系统中水泵的转速不仅可以带走主机制冷系统中产生的多余热量，同时，也有效地对能量损耗进行了控制。

3小结

如今中央空调对于能耗以及控制准确度等都有较高的要求，使用变频技术能够良好的解决上述问题，同时也响应了节能环保的政策。总而言之，中央空调的节能技术应当跟上社会发展，对其能量损耗控制在合理范围内。而变频技术在控制中央空调在制冷过程中所造成的能量损失有关键性的帮助作用，不仅能帮助人们改善居住环境，同时，还能在节能环保方向上有所发展与进步。因此，进一步创新发展变频技术，将使得中央空调的运行效率得到提升，并使得我国的节能减排理念切实落地。

参考文献

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