摘要：變頻技術(shù)喜愛(ài)中央空調(diào)中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能降耗的目的，有助于我國(guó)構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)。本文對(duì)首先介紹了中央空調(diào)的工作原理，然后說(shuō)明了變頻技術(shù)在中央空調(diào)的應(yīng)用中所存在的問(wèn)題，最后提出應(yīng)用的方式。

　　關(guān)鍵詞：變頻技術(shù),中央空調(diào),節(jié)能降耗,應(yīng)用

　　1.中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

　　1.1中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　中央空調(diào)是由制冷系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和冷水系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成的，其作用就是把室外的新鮮空氣經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)送風(fēng)管道送往室內(nèi)，從而使室內(nèi)的空氣維持人體最為舒適的溫度和濕度。對(duì)于商用中央空調(diào)，大多都采用全空氣式系統(tǒng)，按照處理空氣的來(lái)源可分為：直流式系統(tǒng)、封閉式系統(tǒng)和回風(fēng)式系統(tǒng)，而回風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)混合的次數(shù)又可分為一次回風(fēng)和二次回風(fēng)系統(tǒng)，二次回風(fēng)系統(tǒng)因系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜且機(jī)器露點(diǎn)偏低而很少采用，故目前大多數(shù)商用中央空調(diào)采用全空氣式一次回風(fēng)系統(tǒng)。

　　1.2中央空調(diào)制冷的原理

　　空調(diào)器通電后，制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時(shí)軸流風(fēng)扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、節(jié)流機(jī)構(gòu)后噴入蒸發(fā)器，并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍的熱量。同時(shí)貫流風(fēng)扇使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的肋片間進(jìn)行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到降低溫度的目的。

　　1.3中央空調(diào)制熱工作原理

　　熱泵制熱是利用制冷系統(tǒng)的壓縮冷凝器來(lái)加熱室內(nèi)空氣。空調(diào)器在制冷工作時(shí)，低壓制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱而高溫高壓制冷劑在冷凝器內(nèi)放熱冷凝。熱泵制熱是通過(guò)電磁換向，將制冷系統(tǒng)的吸排氣管位置對(duì)換。原來(lái)制冷工作蒸發(fā)器的室內(nèi)盤管變成制熱時(shí)的冷凝器，這樣制冷系統(tǒng)在室外吸熱向室內(nèi)放熱，實(shí)現(xiàn)制熱的目的。

 

　　2.中央空調(diào)空調(diào)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

　　2.1冷卻水系統(tǒng)的不足

　　冷卻水系統(tǒng)形式主要有兩種：水泵前置式和水泵后置式。確定時(shí)要考慮水系統(tǒng)的承壓能力。水系統(tǒng)的承壓能力最大的地方是水泵出口，系統(tǒng)承壓有以下三種情況：系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，水泵出口壓力為系統(tǒng)靜水壓力h=Z;系統(tǒng)瞬時(shí)啟動(dòng)，但動(dòng)壓尚未形成時(shí)，水泵出口壓力為系統(tǒng)靜水壓力和水泵全壓之和h=Z+HP;正常運(yùn)行時(shí)，水泵出口壓力為該點(diǎn)靜水壓力與水泵靜壓之和h=Z+HP-v2/2g。再?gòu)睦鋮s水流量來(lái)考慮，冷卻水的作用是要及時(shí)將冷凝器中的熱量帶走以保證制冷機(jī)能正常工作。從節(jié)能的角度看，只要能保證制冷機(jī)正常工作，冷卻水的流量越小，所做的無(wú)用功就越少，節(jié)能也就越明顯。根據(jù)流量公式Q=SV，過(guò)去由于轉(zhuǎn)速不能調(diào)，只能通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥來(lái)改變管道橫切面積S的方式來(lái)調(diào)節(jié)流量Q，節(jié)流閥的存在對(duì)水流產(chǎn)生阻力，從而產(chǎn)生節(jié)能損耗，并且會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)和產(chǎn)生噪音。冷卻水是用冷卻水泵將其送到冷卻搭中去的，由冷卻塔風(fēng)扇對(duì)其進(jìn)行噴淋冷卻，與大氣進(jìn)交換，將熱量散發(fā)到大氣中去，這樣會(huì)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)周圍的環(huán)境造成熱島效應(yīng)。

　　2.2冷凍水系統(tǒng)的不足

　　冷凍水泵的作用是將經(jīng)制冷機(jī)降溫的冷凍水通過(guò)輸送管道送到中央空調(diào)的各出風(fēng)口處的風(fēng)機(jī)盤管組件中，對(duì)環(huán)境起降溫作用，冷凍水的流量與冷凍水泵的轉(zhuǎn)速成正比，當(dāng)冷凍水泵轉(zhuǎn)速高時(shí)，冷凍水的流量大，流速也快。因此，當(dāng)冷凍水流過(guò)風(fēng)機(jī)盤管組件時(shí)，還沒(méi)有充分的時(shí)間將所攜冷量全部釋放完，就又返回到制冷機(jī)去了，因此冷凍水泵電機(jī)做了很多無(wú)用功，這些都是不必要的能耗。若能夠調(diào)節(jié)冷凍水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)實(shí)際熱負(fù)荷的大小來(lái)調(diào)節(jié)冷凍水的流量(實(shí)際上是調(diào)節(jié)交換冷量的大小)和流速，以便讓冷凍水在風(fēng)機(jī)盤管組件中有充分的時(shí)間釋放與熱負(fù)荷大小相當(dāng)?shù)睦淞浚�冷凍水泵電機(jī)的功耗可大大降低。

　　2.3排氣溫度不正常

　　壓縮機(jī)排氣溫度可以從排氣管路上的溫度計(jì)讀出。它與制冷劑的絕熱指數(shù)、壓縮比(冷凝壓力/蒸發(fā)壓力)及吸氣溫度有關(guān)。吸氣溫度越高，壓縮比越大，排氣溫度就越高，反之亦然。

　　吸氣壓力不變，排氣壓力升高時(shí)，排氣溫度上升;如果排氣壓力不變，吸氣壓力下降時(shí)，排氣溫度也要升高。這兩種情況都是因?yàn)閴嚎s比增大引起的。冷凝溫度和排氣溫度過(guò)高對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)行都是不利的，應(yīng)該防止。排氣溫度過(guò)高會(huì)使?jié)櫥�油變稀甚至炭化結(jié)焦，從而使壓縮機(jī)潤(rùn)滑條件惡化。

　　影響排氣溫度升高的實(shí)際因素有:中間冷卻效率低，或者中冷器內(nèi)水垢過(guò)多影響換熱，則后面級(jí)的吸氣溫度必然偏高，排氣溫度也會(huì)升高。氣閥漏氣，活塞環(huán)漏氣，不僅影響到排氣溫度升高，而且也會(huì)使級(jí)間壓力變化，只要壓縮比高于正常值就會(huì)使排氣溫度升高。此外，水冷式機(jī)器，缺水或水量不足均會(huì)使排氣溫度升高。冷凝壓力不正常以及排氣壓力降低。

　　3.變頻技術(shù)在中央空調(diào)中的節(jié)能降耗應(yīng)用

　　3.1中央空調(diào)系統(tǒng)變頻的控制方式

　　在中央空調(diào)水系統(tǒng)的變頻調(diào)速方案中，可行的控制方式主要有兩種：一是以壓差為主的控制方式，即以制冷主機(jī)的出水壓力和回水壓力之間的壓差作為控制依據(jù)，使循環(huán)于各樓層的冷凍水能夠保持足夠的壓力，進(jìn)行恒壓差控制。如果壓差值低于規(guī)定下限值，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將不再下降。當(dāng)壓差較小，說(shuō)明系統(tǒng)負(fù)荷不大，減小水泵的轉(zhuǎn)速，壓差上升;當(dāng)壓差較大，說(shuō)明系統(tǒng)負(fù)荷較重，增加水泵的轉(zhuǎn)速，壓差下降。這樣一來(lái)，既考慮到了系統(tǒng)負(fù)荷的因素，又改善了節(jié)能效果;二是以溫差為主的控制方式，這種方式同樣對(duì)壓差進(jìn)行檢測(cè)，壓差低于規(guī)定下限值，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將不再下降，確保各樓層的管路具有足夠的壓力。但所不同的是非恒壓差控制。以制冷主機(jī)的回水溫度和出水溫度之間的溫差信號(hào)為反饋信號(hào)，使循環(huán)于各樓層的冷凍水能夠保持足夠的低溫，進(jìn)行恒溫差控制。當(dāng)溫差較小，說(shuō)明系統(tǒng)負(fù)荷不大，減小水泵的轉(zhuǎn)速，溫差上升;當(dāng)溫差較大，說(shuō)明系統(tǒng)負(fù)荷較重，增加水泵的轉(zhuǎn)速，溫差下降。不管使用何種調(diào)節(jié)方法，其流量調(diào)節(jié)的范圍不應(yīng)低于系統(tǒng)的報(bào)警閑置。嚴(yán)格地說(shuō)，排除冷凍水在傳輸途中的損失的話，制冷主機(jī)的回水溫度和出水溫度之差表明了冷凍水從房間帶走的熱量，相比壓差更能反映系統(tǒng)供冷負(fù)荷，應(yīng)該作為控制依據(jù)，因此決定在控制系統(tǒng)中采用溫差為主的控制方式。制冷主機(jī)的出水溫度一般較為穩(wěn)定，一般為設(shè)定值，其差值一般為5℃。因此實(shí)際上，也可以只根據(jù)回水溫度進(jìn)行控制。

　　3.2中央空調(diào)余熱回收利用

　　在建筑物中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，其節(jié)能的實(shí)質(zhì)在于能量的合理分配和能量等級(jí)的梯次應(yīng)用。不管是冬季和夏季都是采用“以電定熱”的方式運(yùn)行，運(yùn)行控制中，科學(xué)的方法是將建筑物內(nèi)中央空調(diào)系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)控制，當(dāng)系統(tǒng)的冷、熱、電負(fù)荷需求變動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該能夠給出準(zhǔn)確、及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整、操作，保證能量的合理匹配，維持機(jī)組在較高效率下運(yùn)行，并保持系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，主要運(yùn)行參數(shù)偏差較小。

　　根據(jù)熱泵的熱源介質(zhì)來(lái)分，熱泵可分為空氣源熱泵和水源熱泵，而水源熱泵又分為水環(huán)熱泵和地源熱泵。水環(huán)熱泵是充分利用室內(nèi)余熱的一種熱泵，冬季當(dāng)室內(nèi)余熱不足時(shí)，可利用鍋爐進(jìn)行加熱;夏季當(dāng)室內(nèi)余熱過(guò)多時(shí)，可利用冷卻塔進(jìn)行排熱。

　　3.3加強(qiáng)變頻節(jié)能系統(tǒng)的研究

　　節(jié)能設(shè)備研究的主要投資人是設(shè)備商。對(duì)于設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，節(jié)能設(shè)備的研發(fā)可以在較短時(shí)間內(nèi)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益和制造社會(huì)效益。以此為動(dòng)力，設(shè)備商投入大量的人力和財(cái)力，這推動(dòng)了節(jié)能設(shè)備的發(fā)展。但對(duì)于用能系統(tǒng)的研究則屬于基礎(chǔ)研究，相對(duì)來(lái)說(shuō)難度較大，而且不同的工程具有不同的特點(diǎn)，需要因地制宜制定方案，如果沒(méi)有政府相關(guān)政策扶持，經(jīng)濟(jì)效益難以在短時(shí)間內(nèi)見(jiàn)效，這制約了用能系統(tǒng)方面的研究。

　　總結(jié)

　　對(duì)中央空調(diào)中節(jié)能變頻技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該創(chuàng)造條件使其進(jìn)一步擴(kuò)大化，同時(shí)引進(jìn)現(xiàn)代化的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的智能控制。對(duì)于開(kāi)展中央空調(diào)智能控制的工作的人員來(lái)說(shuō)可能在信息化技術(shù)的應(yīng)用上存在一定的難度，那么在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中就應(yīng)該適當(dāng)降低這一系統(tǒng)的專業(yè)性，從而適合更多的人操作。

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