变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析 许文胜

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:许文胜
[导读] 摘要:制冷空调系统在建筑整体能耗上约占75%左右,能耗较大,尤其是耗费大量的电能。
        天津海运职业学院  天津市  300350
        摘要:制冷空调系统在建筑整体能耗上约占75%左右,能耗较大,尤其是耗费大量的电能。因此,相关部门必须将重视冷空调系统的节能工作,不断地运用先进的变频技术改造空调系统,提升其运行效率。以往主要采用的是冷库系统,制冷空调效果并不好,要达到理想的节能效果以及提升控制精度,则需要在制冷空调系统中普及变频技术,才能大大地提高制冷空调系统的运行效率。主要对变频技术在制冷空调系统中的应用及节能进行分析。
        关键词:变频技术;制冷空调系统;应用;节能
        引言
        在制冷的空调系统中,不同的消耗设备,其能源消耗也会有着很大程度上不同,例如:在中央空调制冷系统中,冷水机组能耗是非常大,其次就是盘管风机等末端设备,水泵占整个系统能耗的15-20%。因此,在我国制冷的空调系统不断发展的过程中,利用变频技术、制定良好的节能方案,从而实现制冷的空调系统的节能效果。同时,利用高效的保温材料、这样可以在一定程度上提升隔热的效果,并且对其相关的设备进行定期的清晰,以此医生吱声的传热系数,降低对能源的消耗,这对该行业经济效益提升,也是有着一定助益的。
        1.变频技术在制冷空调系统中的应用状况
        随着我国经济的不断发展,人们生活水平的不断提升,人们对空调的需求量不断加大,而空调所产生的环境污染和对资源造成浪费,因此越来越多的厂家将变频技术应用于制冷空调系统中,将节能技术应用于空调制冷系统中,可以有效帮助空调制冷系统降低能量,节省能源并且对延长空调寿命都有非常重要的意义。
        我国不断提出要节能减排的口号,社会各界也纷纷响应,空调制冷技术中的变频技术成为人们关注的重点技术问题。由于我国目前的资源还是相对来说比较紧缺,因此合理用电和科学用电已经成为我国社会所要共同关心的话题和首先要解决的问题,缓解能源资源的压力对于我国经济的可持续发展具有非常重要的现实意义。因此我们要加大对空调制冷技术的技术投入,要在技术上达到更大程度地突破,增强其市场竞争力。而发展变频技术就可以极大地改善这些问题,因而变频技术在制冷空调中的应用成为必然。
        2.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析
        2.1制冷压缩机的应用
        制冷压缩机是制冷空调系统的重要组成部分。在空调制冷系统运行的过程中,制冷压缩机的耗电量大约占整个系统耗电量的40%左右,并且,在实际的工作中,每年的平均负荷大约是峰值热负荷的60%左右,且只有压缩机容量的50%左右,这将造成压缩机在运行的过程中,有大部分的时间将在低负载下运转。将制冷压缩机应用到制冷空调系统中,应根据空调的实际情况进行合理的应用,如在大中型冷库以及中央空调系统中,可以采用螺杆式、活塞式、离心式等类型的压缩机,而且还应保证压缩机结构上应有的调节功能,可以根据工况的变化对制冷压缩机进行有效的调整,更好地适应工况的变化,从而有效地提升制冷空调系统的运行效率,更有利于系统运行的节能。
        例如,在使用离心式压缩机的过程中,该压缩机主要采用进气口导向叶片开度的变化来调节进气量,以此来调节制冷量,通常我们称为扇门调节。从当前制冷空调系统的运行情况来看,扇门调节虽然可以起到一定的节能作用,但扇门调节会造成电机的负载电流降低,使电机的电压和转速保持恒定,这种情况将无法彻底改变电机低负荷下效率低的问题,无法达到节能的目的。而如果采用变频器进行调速的话,将会使电机的附在损耗、固有损耗以及其他的损耗有所下降,使得电机的电压、电流以及转速频率也随之下降,电机功耗也将随流量降低,运行参数的控制精度也有所提高。

在这种情况下,变速离心式压缩机的平均节电量在30%以上,在低负荷时节电达到70%以上,是未来制冷空调系统运行中值得推广的制冷技术。
        2.2循环水泵的应用
        循环水泵是制冷空调系统的重要组成部分,在整个制冷空调系统运行的过程中,循环水泵的耗电量大约占整个系统的25%左右。因此,制冷空调系统的节能必须要考虑到循环水泵的节能措施。当前制冷空调系统主要采用VM系统(南方泵业股份有限公司的一种水泵类型),在运行的过程中主要根据系统负荷的大小来进行自动调节。但在实际的运行过程中却发现,循环系统的水泵的选型、调控的方式与制冷机组和用户脱节,在这种情况下,循环水泵的控制效果不佳,同时能源效率上也会产生诸多的问题,造成运行效率低问题,甚至会引发VM节能系统故障,整体的节能效果不好,制约了制冷空调系统的稳定发展。对此,必须采取有效的解决措施,将先进的变频技术合理应用到制冷空调系统中,切实有效地解决VM系统的节能问题。如引入变频器技术应用热量平衡关系式,并对制冷量与水流量实施自动同步调节,从而实现在全流量范围内进行有效的调节,平均每年可以节电达到50%左右。另外,就目前VM系统的运行情况来分析,所采用的变频技术在控制上依旧存在一定的技术性问题,这些技术性问题亟待解决,否则将会影响到制冷空调系统的整体运行效率。因此,应充分运用变频技术改进循环水泵的运行,切实有效地提升循环水泵的工作效率。如以下是应用变频技术后的循环水泵工作原理。同时,在科学技术飞速发展的过程中,还应不断地对变频技术进行改进和创新,以此来完善和改进。
        2.3变频空调的应用
        变频空调主要是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,主要有以下几方面优点。(1)在低温的环境下,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,制热量可以达到同类空调器的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,如果是传统空调器的话,则需要手动进行启动,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,在来电的情况下可以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,在变频技术应用之后,变频空调器在每次启动的过程中,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之后,压缩机将会降低转速,并转至低能耗状态运转。在这种情况下仅仅需要维持设定的温度,保证室内温度的波动最小,从而有效地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。
        结语
        随着新型电力电子器件、高性能微处理器的应用和控制技术的发展,变频技术在大容量、小体积化、高性能、多功能化、易操作的提高、寿命和可靠性、无公害化这几个方面进一步发展,使得制冷空调系统的应用更上一个台阶,前景更光明。
        参考文献
        [1]黄良伟.变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析[J].中国高新技术企业,2017,6(29):53-56.
        [2]张立.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析[J].技术与市场,2016,3(15):35-47.
        [3]吴海峰.空调系统夏季集中运行调节及自动控制方法研究[D].太原:太原理工大学,2015.
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