变频技术在中央空调系统中的应用研究
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作者: 沈力
[摘 要]近年来，人们的生活水平明显提高，中央空调系统逐渐走进千家万户，成为一种重要的家电设备，为人们的生活提供了舒适的环境。而中央空调系统长时间运行需要耗费大量的电能，给人们带来很大的经济负担。变频技术在中央空调系统中的应用，可以有效降低中央空调系统的能耗，同时具有控制简单、节能高效的优点。本文分析了变频技术和中央空调系统，阐述了变频技术在中央空调系统中的应用。
[关键词]变频技术；中央空调系统；应用
中图分类号：TB494 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0368-01
随着现代化科学技术的快速发展，变频技术被广泛的应用在中央空调系统中，成为中央空调系统节能降损的重要措施。变频技术在中央空调系统中的应用，不仅可以有效降低中央空调系统噪声，还可以提高房间温度和湿度的舒适程度，同时对于延长中央空调系统的使用寿命、降低系统对电网负荷的直接冲击、降低系统能耗以及提高中央空调系统的自动化水平都有着非常重要的现实意义。
一、变频技术和中央空调系统概述
1、变频技术
变频器是将系统工频进行转换，整个过程由控制电路完成，促使不同系统电机的变速运转，在整流电路中，交流电转变为直流电，直流电经过滤波电路之后，输出的直流电更加稳定平滑，最后直流电再经过逆变电路转变为不同频率的交流电。变频技术通过逐渐提高系统电机的输入频率，从而逐渐提高电机的工作电流，降低系统的设备损耗，减少系统电机的立即启动直接冲击电网，系统利用变频器可以对系统设备实现无级调速，从而减少系统的能源损耗。
2、中央空调系统
中央空调系统是由冷却风机、外部热交换系统、冷却水塔以及冷冻机组等部分组成[1]。冷却风机包括冷却塔风机和室内风机，冷却塔风机用来降低系统的水温，加快室内的热交换，室内风机主要用来将中央空调系统冷冻机组中的冷风吹入室内空气中；外部热交换系统由冷却水循环系统和冷冻水循环系统组成，冷却水循环系统又由冷却塔、冷却水管道以及冷却泵组成；冷却水塔主要用来为中央空调系统的冷冻机组输送冷却水；冷冻机组是整个中央空调系统的制冷源，循环水在空调系统的冷冻机组中进行热交换，经过降温之后成为冷冻水。
中央空调系统中的压缩机将制冷剂进行压缩，冷冻机组将压缩后的液态制冷剂输送到蒸发机中，使冷冻水和制冷剂进行热交换，中央空调系统中的冷冻水泵将制冷的冷冻水输送到各个风机的冷却盘管中，冷冻水由风机吹送到室内环境中，从而达到改善空气质量，降温的目的。在中央空调系统的冷凝器中，制冷剂在蒸发过程中释放大量的热量，冷却循环水和制冷剂之间发生热交换，冷却水泵将冷却水输送到散热水塔上，最终由冷却塔风机将冷却水进行冷却喷淋，和外界空气进行热交换，将冷却水的热量散发到空气中。中央空调系统本质上是一个循环的能量转换和热交换过程，冷却水和冷冻水循环系统是中央空调系统能量传递的重要部位。
二、变频技术在中央空调系统中的应用
在中央空调系统中应用变频技术，可以利用两个水循环系统来进行热交换，中央空调循环水系统进水和回水的温度差就是热交换需要传递的热量，变频器可以根据系统进水和回水之间的温度差合理控制循环水的流向和流速，从而间接控制中央空调系统热交换速度。
1、冷冻水循环系统控制
中央空调系统中冷冻机组中出来的冷冻水温度相对来说是比较稳定的，因此变频技术在中央空调系统中应用，通过冷冻机组的回水温度就可以代表室内的环境温度，因此中央空调变频调速系统中的冷冻泵可以根据回水温度进行调节和控制。回水温度越高，代表室内环境温度越高，这时可以适当提高中央空调变频调速系统冷冻泵的转速，提高循环冷冻水的流转速度；相反，回水温度越低，代表室内环境温度越低[2]，这时要适当降低冷冻泵的转速，减缓循环冷冻水的流速，可以有效地节约能源。总而言之，中央空调变频调速系统可以根据回水的温度，调节冷冻水循环系统的运行状态，通过调速变频的方式，实现中央空调系统回水的温度控制。
2、冷却水循环系统的控制
中央空调系统中冷却塔中水的温度会随着外界环境温度的变化而变化，因此冷却水塔单侧的水温难以准确反映冷却水循环系统产生多少的热量。对于系统的冷凝器，主要根据回水和进水之间的温度差来调节和控制，中央空调系统回水和进水之间保持恒定的温度差控制[3]，有助于中央空调系统的节能降损。如果回水和进水之间的温差比较大，这说明中央空调系统冷冻机组释放的热量比较多，这时应该适当提高冷凝器和蒸发器的转动速度，加快冷却水的循环速度；反之，要减缓冷却水循环速度，降低中央空调的电能损耗。
3、中央空调主机变频控制
中央空调系统的制冷源和制热源都是空调的主机，同时主机也是中央空调系统最关键的部分，由于在不同季节中，建筑物对于室内环境的冷热温度不同，因此中央空调系统的主机要根据空调系统负荷的变化而随时进行调整和变化，变频技术在中央空调系统中的应用，通过变频调速来控制中央空调主机，从而使建筑物室内所需要的冷热量和主机的制冷制热量相一致。中央空调主机变频有两种类型：直流变频和交流变频，其中直流变频应用的比较广泛。中央空调直流变频器是将工频的交流电转化为直流电，输送到无逆变环境和公功率模块，经过微控制器，根据设定温度和检测的室内温度之间的差值，产生运转频率信号，将信号传递给直流电动机，从而控制制热量或者制冷量。
4、中央空调末端送风变频控制
清洁空气在中央空调系统热交换器和末端进行充分接触之后，最后经过风机被输送到室内，从而调节室内温度和湿度。在中央空调系统多采用自来水作为输送介质，保持水温不便，通过改变输送风量的大小来调节室内的制冷量或者制热量，而通过调整中央空调系统的风机来哦控制送风量，采用变频器实现对风机的无级变速控制，在改变频率时，中央空调系统输入端电压也会发生变化，不仅可以有效减少中央空调系统的噪音，还可以节约大量的电能，降低运行成本，为人们提供一个健康、舒适的环境。
结束语
变频技术在中央空调系统中的应用，实现了系统根据设定温度自动调节电机、水泵转速，控制循环水系统的水温，从而调节室内温度，最大程度的使中央空调系统节水、节点，保障中央空调系统处于恒温控制状态，延长系统的使用寿命。
参考文献
[1] 赵辛.变频控制技术在中央空调水系统中的应用[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2013，02：260-262.
[2] 屈文斌.变频技术在中央空调系统节能中的应用[J].电子测试，2013，15：96-97.
[3] 陈世民，王伟. 变频技术在中央空调系统控制中的应用[J].安装，2012，01：31-33.
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