1、引言
建筑中的耗能設(shè)備有很多，制冷空調(diào)系統(tǒng)則是其中之一。尤其是在制冷或制熱的過程中，會消耗大量的電能。對此，必須采取相關(guān)的解決措施，將變頻技術(shù)有效地應(yīng)用在制冷空調(diào)系統(tǒng)中，對制冷控制系統(tǒng)進(jìn)行改造和升級。
2、變頻技術(shù)概述
變頻技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，主要是建立在控制技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，變頻器是變頻技術(shù)的結(jié)晶，被廣泛地應(yīng)用到各行業(yè)的發(fā)展中[1]。變頻器的主要工作原理是工頻的外部電源經(jīng)過三相全波整流，并給逆變電路和控制電路提供所需的直流電源，再通過直流中間電路對直流電路輸出進(jìn)行平緩，得到質(zhì)量較高的直流電源，最后在控制電路的控制下將電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，并通過電路和外部設(shè)備配合進(jìn)行各種高性能的控制。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展之下，技術(shù)水平在不斷提高，也應(yīng)對變頻技術(shù)進(jìn)行不斷地改進(jìn)和完善，這樣才能滿足當(dāng)今社會的發(fā)展需求，將其應(yīng)用到制冷空調(diào)中，對提升制冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率有著極大的作用。
3、變頻技術(shù)在制冷空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用及節(jié)能分析
3.1制冷壓縮機(jī)的應(yīng)用
制冷壓縮機(jī)是制冷空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分。在空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，制冷壓縮機(jī)的耗電量大約占整個系統(tǒng)耗電量的40%左右，并且，在實(shí)際的工作中，每年的平均負(fù)荷大約是峰值熱負(fù)荷的60%左右，且只有壓縮機(jī)容量的50%左右，這將造成壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中，有大部分的時間將在低負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。將制冷壓縮機(jī)應(yīng)用到制冷空調(diào)系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)空調(diào)的實(shí)際情況進(jìn)行合理的應(yīng)用，如在大中型冷庫以及中央空調(diào)系統(tǒng)中，可以采用螺桿式、活塞式、離心式等類型的壓縮機(jī)，而且還應(yīng)保證壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)上應(yīng)有的調(diào)節(jié)功能，可以根據(jù)工況的變化對制冷壓縮機(jī)進(jìn)行有效的調(diào)整，更好地適應(yīng)工況的變化，從而有效地提升制冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，更有利于系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能。
例如，在使用離心式壓縮機(jī)的過程中，該壓縮機(jī)主要采用進(jìn)氣口導(dǎo)向葉片開度的變化來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，以此來調(diào)節(jié)制冷量，通常我們稱為扇門調(diào)節(jié)。從當(dāng)前制冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行情況來看，扇門調(diào)節(jié)雖然可以起到一定的節(jié)能作用，但扇門調(diào)節(jié)會造成電機(jī)的負(fù)載電流降低，使電機(jī)的電壓和轉(zhuǎn)速保持恒定，這種情況將無法徹底改變電機(jī)低負(fù)荷下效率低的問題，無法達(dá)到節(jié)能的目的。而如果采用變頻器進(jìn)行調(diào)速的話，將會使電機(jī)的附在損耗、固有損耗以及其他的損耗有所下降，使得電機(jī)的電壓、電流以及轉(zhuǎn)速頻率也隨之下降，電機(jī)功耗也將隨流量降低，運(yùn)行參數(shù)的控制精度也有所提高。在這種情況下，變速離心式壓縮機(jī)的平均節(jié)電量在30%以上，在低負(fù)荷時節(jié)電達(dá)到70%以上，是未來制冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中值得推廣的制冷技術(shù)。
3.2循環(huán)水泵的應(yīng)用
循環(huán)水泵是制冷空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，在整個制冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，循環(huán)水泵的耗電量大約占整個系統(tǒng)的25%左右。因此，制冷空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能必須要考慮到循環(huán)水泵的節(jié)能措施[3]。當(dāng)前制冷空調(diào)系統(tǒng)主要采用VM系統(tǒng)(南方泵業(yè)股份有限公司的一種水泵類型)，在運(yùn)行的過程中主要根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的大小來進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。但在實(shí)際的運(yùn)行過程中卻發(fā)現(xiàn)，循環(huán)系統(tǒng)的水泵的選型、調(diào)控的方式與制冷機(jī)組和用戶脫節(jié)，在這種情況下，循環(huán)水泵的控制效果不佳，同時能源效率上也會產(chǎn)生諸多的問題，造成運(yùn)行效率低問題，甚至?xí)l(fā)VM節(jié)能系統(tǒng)故障，整體的節(jié)能效果不好，制約了制冷空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。
對此，必須采取有效的解決措施，將先進(jìn)的變頻技術(shù)合理應(yīng)用到制冷空調(diào)系統(tǒng)中，切實(shí)有效地解決VM系統(tǒng)的節(jié)能問題。如引入變頻器技術(shù)應(yīng)用熱量平衡關(guān)系式，并對制冷量與水流量實(shí)施自動同步調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)在全流量范圍內(nèi)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，平均每年可以節(jié)電達(dá)到50%左右。另外，就目前VM系統(tǒng)的運(yùn)行情況來分析，所采用的變頻技術(shù)在控制上依舊存在一定的技術(shù)性問題，這些技術(shù)性問題亟待解決，否則將會影響到制冷空調(diào)系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。因此，應(yīng)充分運(yùn)用變頻技術(shù)改進(jìn)循環(huán)水泵的運(yùn)行，切實(shí)有效地提升循環(huán)水泵的工作效率。如以下是應(yīng)用變頻技術(shù)后的循環(huán)水泵工作原理。同時，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的過程中，還應(yīng)不斷地對變頻技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，以此來完善和改進(jìn)。
3.3變頻空調(diào)的應(yīng)用
變頻空調(diào)主要是采用先進(jìn)的變壓變頻技術(shù)，在其內(nèi)部裝設(shè)變頻控制器，事先改變空調(diào)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，以及采用室內(nèi)外溫度連續(xù)調(diào)節(jié)制冷量、制熱量的方式，當(dāng)然在此過程中應(yīng)將人體的舒適度作為調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則，對其進(jìn)行有效的控制，保證室內(nèi)溫度的連續(xù)曲線跟隨設(shè)定的溫度曲線，從而達(dá)到節(jié)能、舒適、降噪音的目的，為人們營造一個健康、舒適的生活環(huán)境。變頻空調(diào)在制冷空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)[4-5]。
①在低溫的環(huán)境下，有著較高的制熱能力。此過程主要是通過提高壓縮機(jī)的工作頻率來提高制熱量，一般情況下，制熱量可以達(dá)到同類空調(diào)器的1.5倍左右，是傳統(tǒng)空調(diào)器無法比擬的。
②具有自動啟動的功能，如，在突然停電后再來電的情況下，如果是傳統(tǒng)空調(diào)器的話，則需要手動進(jìn)行啟動，才能保證制冷空調(diào)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn);而在變頻技術(shù)應(yīng)用下的空調(diào)系統(tǒng)，將打破傳統(tǒng)空調(diào)器的限制，在來電的情況下可以自動啟動并進(jìn)入正常的運(yùn)行軌跡，從而保證制冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
③制冷或制熱速度快?？照{(diào)系統(tǒng)對制冷或制熱速度的要求較高，在變頻技術(shù)應(yīng)用之后，變頻空調(diào)器在每次啟動的過程中，都會先以最大額功率啟動，最大的風(fēng)量進(jìn)行制冷或制熱，在迅速達(dá)到設(shè)定的溫度之后，壓縮機(jī)將會降低轉(zhuǎn)速，并轉(zhuǎn)至低能耗狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種情況下僅僅需要維持設(shè)定的溫度，保證室內(nèi)溫度的波動最小，從而有效地避免壓縮機(jī)頻繁開停影響到壓縮機(jī)的使用壽命，同時也降低了壓縮機(jī)運(yùn)行的耗電量。
4、結(jié)語
在制冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，對節(jié)電、能耗以及運(yùn)行的性能和控制的精度等都應(yīng)提出一定的要求，這樣才能保證空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。通過對制冷壓縮機(jī)的應(yīng)用、循環(huán)水泵的應(yīng)用、變頻空調(diào)的應(yīng)用等幾方面的分析，以此提升制冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的效率，提升制冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的制冷效果，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
