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变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析祝春兴

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：白瑞红祝春兴

[导读] 摘要：在当前社会城市化发展的背景下，建筑工程呈现出蓬勃发展的状态，中央空调系统作为较为重要的设备组成，虽然可以满足人们日常的生活需求，但是存在着资源损耗严重的问题。

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        摘要：在当前社会城市化发展的背景下，建筑工程呈现出蓬勃发展的状态，中央空调系统作为较为重要的设备组成，虽然可以满足人们日常的生活需求，但是存在着资源损耗严重的问题。基于此，以下对变频技术在中央空调制冷系统中的应用进行了探讨，以供参考。
        关键词：变频技术；中央空调；制冷系统；应用分析
        引言
        随着现代商用建筑和各种智能大厦的出现，中央空调广泛应用于其中。中央空调的应用使得人们在拥有舒适的工作环境的同时，造成巨大的能源消耗。中央空调制冷系统作为中央空调中最主要的耗能来源，其内设备相对集中，各个控制点对整个制冷系统的影响较大，是一个多干扰、时变性的系统。如果不采用节能技术减少其耗能，则不利于可持续发展以及节能环保发展。针对酒店中央空调制冷控制系统进行开发和应用，使其满足节能需求，具有十分重要的意义。
        1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，定频技术所控制的中央空调在整体的运行过程中始终保持着一成不变的工作频率，其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的环境中同样的运行速率的弊端，使得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，也就使得制冷工作的效率大幅度增加，保证室内的舒适。也就可以在与温度相关的频率控制中，进行更好的节能性的工作。
        2中央空调制冷原理
        在制冷系统中，一般将液体进行汽化，以吸收外界环境中热量，然后再依据冷凝过程中的放热来形成冷压环境。在密度容器中，液体汽化后产生的气体，由于属于密闭环境，液体与气体达到一定量时，将呈现出饱和状态，此时气体量产生的压强为饱和压力，而此种气液并存时的温度则为平衡温度。在此种状态下，液体不会发生汽化反应，而当密闭容器的上位装置对容器内的气体抽离时，此时容器内的稳态环境被破坏，液体的反应临界点也随之降低，此时液体将进行汽化反应释放出蒸汽，来维系容器内的稳压环境，此阶段内液体产生汽化反应所消耗的热量则称之为潜热力。而潜热力的作用对象带冷却物质，在冷却物质的不断需求下，为满足热量平衡参数，容器内的液体将持续汽化，而产生的气体在经由冷凝装置凝结成液体回流到密闭容器中，以此来令设备完成工作。空调系统内的溶液（制冷工质）产生冷循环效应的环境一般为低温、低压，待外界环境的压力、温度上升时，则将呈现出冷凝现象，此过程向外界释放一定的热量，以满足自身形态转变的需求。气体经过冷凝效应后转变为液体，此时液体状态为高压形态，如果想与容器内的液体相融合，还需经历降压处理。
        3中央空调系统中节能技术的应用现状
        3.1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。
        3.2缺乏节能意识
        随着建筑业的蓬勃发展，建筑规模日益扩大，使用中央空调系统的建筑数量持续增加，但建设方和投资方在中央空调系统节能方面的意识却没有同步提升。

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在中央空调系统的设计过程中，由于系统的复杂性、专业性和不可重复性，建设方通常不能对投资方进行有效的节能引导，一定程度上使得系统节能建设资金投入不足；在中央空调系统的建设过程中，建设方为使自身利益最大化，往往不会主动承担中央空调系统的节能责任；在中央空调系统的运行过程中，投资方一方面受专业知识的限制，另一方面因过于关注投资成本，缺乏对中央空调系统建设的全面考虑，导致节能技术在后期运行过程中无法得到应用。
        4变频技术在中央空调系统中的应用
        4.1变频技术对主机制冷系统的控制
        变频技术的应用就体现在主机制冷系统的控制方面，尤其是对制冷压缩机的控制方面。由于制冷压缩机是中央空调制冷系统的重要工作部件，也是重要的能量损耗的部件，能耗在整体系统中占有重大的比重。如果制冷压缩机不能通过热负荷进行自身运行工作的调节，而一直处于着热负荷的工作状态中进行规定运行参数的运行，也就使得机器处于极限运行的状态，当外界温差并没有那么大时，压缩机的处理工作量就处于了浪费的状态。当热负荷相对比较低，压缩机的高强度工作状态也是对自身机械方面的损害，能耗也在不断的流失，不利于长期稳定的运行工作。变频技术的使用可以使制冷压缩机根据外部环境的温差和相应的控制过程进行节能减排的工作。这种控制作用就较好地体现在变频模块对室内温差和热负荷的高效反馈工作方面，进行反馈性的制冷压缩机的调节工作可以使得压缩机的工作状态和频率进行调整的工作，使得运行效率与工作环境的条件相符合，减少过高能耗和强度的工作。
        4.2变风量空调系统
        当室内负荷发生变化时，定风量空调系统通过改变送风温度、保持送风量不变来维持室温；变风量空调系统则通过保持送风温度不变、改变送风量来维持室温。中央空调系统通常按照最大负荷进行设计，建筑物的实际负荷在全年大部分时间都处于部分负荷下，峰值时间很短。当空调区负荷发生变化时，变风量系统通过减少送风量使室内温度不超出设计范围，节约了定风量系统为维持送风量不变而多出来的风机能耗。同时，也避免了定风量系统为提高送风温度而进行的再热环节能耗，既节约了冷量，又节约了热量。
        4.3制冷压缩机应用分析
        在设计和数据分析中，制冷压缩机的能耗比一般情况下占中央空调整体电量消耗的四成到六成，但实际情况下制冷压缩机往往只能达到既定额度的一半，也就是说制冷压缩机一直处于低负荷的运转状态，因此在制冷压缩机的设计中既需要考虑到中央空调的使用环境、电流、内外部温差等多种情况，选择更适合特定情况的制冷压缩机设计，同时也要提高运行效率、更精准的根据实际工作情况进行运转速度调整。这里我们以常见的离心式制冷压缩机作为案例，这种制冷压缩机往往通过电子装置控制进气口叶片的方向以及运动轨迹来调整压缩机的进气量，但这种控制方式受制于电机转速，当改变叶片状态时，电机的转速是恒定的，进气量变小则负载电流继续降低，导致损耗更高、效率更低。由此可以提出使用变频器的优点，不仅能在实际使用过程中明显降低运行电流、电压、扇叶转速，还能够在特定环境下进行精确控制。
        结束语
        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，为此本文从多个角度论述了变频技术使用在中央空调上的好处，也证明了变频技术在中央空调领域未来的良好发展势头。
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