摘要：隨著人們生活水平的提高，空調(diào)在人們的生活中都隨處可見了。但是由于現(xiàn)在能源的缺乏，因此大多數(shù)空調(diào)都采用變頻調(diào)速以及自動(dòng)控制系統(tǒng)以節(jié)能。本文主要針對(duì)集中空調(diào)冷水系統(tǒng)中的變頻調(diào)速的節(jié)能原理和自動(dòng)控制的工作原理進(jìn)行分析，從而了解集中空調(diào)的節(jié)能原理以及其達(dá)到的效果。
　　關(guān)鍵詞：集中空調(diào)；冷水系統(tǒng)；變頻調(diào)速；自動(dòng)控制；節(jié)能
　　中圖分類號(hào): TU831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)06(c)-0000-00
　　
　　隨著現(xiàn)代科技以及人們生活水平的提高，人們對(duì)能源的需求日益加劇。而且由于現(xiàn)在能源的缺乏，節(jié)能成為了現(xiàn)代一個(gè)非常重要的問題，因此在空調(diào)的設(shè)計(jì)中采用變頻調(diào)速以及自動(dòng)控制系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的效果。而現(xiàn)在不僅人們的日常生活需要空調(diào)，一些生產(chǎn)商品的廠家因?yàn)橐ＷC產(chǎn)品的質(zhì)量而需要空調(diào)。在常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)中都采用開環(huán)式的手動(dòng)調(diào)節(jié)控制冷水泵的運(yùn)行，而采用變頻調(diào)節(jié)及自動(dòng)控制后可以使空調(diào)冷水系統(tǒng)中的冷水流量隨末端冷負(fù)荷的增加或減少而變化，從而達(dá)到節(jié)能和安全運(yùn)行的目的。下面我們就對(duì)水泵的變頻調(diào)速以及自動(dòng)控制的原理進(jìn)行闡述與分析。
　　一、集中空調(diào)中變頻調(diào)速的節(jié)能原理
　　空調(diào)在日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中的使用越來越廣泛，它不僅能讓人們的生活更加的舒適，還能達(dá)到廠家在生產(chǎn)時(shí)所需要條件，比如溫度、濕度、潔凈度等。然而，環(huán)境空氣的溫度、濕度是隨季節(jié)的變化而變化的，而且在使用空調(diào)時(shí)送風(fēng)的房間也不一樣。因此，很多國(guó)家都采用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵類機(jī)械進(jìn)行轉(zhuǎn)速的控制來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，從而節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
　　普通熱泵型空調(diào)是采用蒸汽壓縮式制冷的方法進(jìn)行制冷，并且在送風(fēng)口安裝了風(fēng)扇，使得空調(diào)有冷風(fēng)送出。而要進(jìn)行制熱的時(shí)候就是讓制冷劑逆流，使得送風(fēng)口送出熱風(fēng)。然而傳統(tǒng)的空調(diào)并不能滿足節(jié)約能源，提高效益的目的。因此，在空調(diào)中使用了變頻器，由變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵等機(jī)械進(jìn)行控制，從而達(dá)到節(jié)約能源、提高效益的目的。下面我們就對(duì)其工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。
　　集中空調(diào)是將室外的空氣吸進(jìn)空調(diào)機(jī)內(nèi)，然后對(duì)吸進(jìn)的新鮮空氣進(jìn)行冷卻或是加熱后送到室內(nèi)。因此，所需要的空氣量就必須根據(jù)室內(nèi)的人數(shù)以及晝夜大氣溫度的變化量來決定，人少或是節(jié)假日的時(shí)候所需要的風(fēng)量比較小，因此，在這些時(shí)候?qū)︼L(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)可以減少輸出風(fēng)機(jī)的能耗并且可以調(diào)整空調(diào)機(jī)的熱負(fù)載。然而熱負(fù)載的變動(dòng)會(huì)引起冷水循環(huán)量得增加或減少，如果單獨(dú)使用水閥調(diào)節(jié)可能會(huì)造成很大的壓力損失，若是加入變頻器控制后就能減少損失，提高效率，并且還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。我們以水泵為例，水泵變頻調(diào)速的理論之一是水泵學(xué)比例律。由水泵學(xué)比例律可知，對(duì)于同一臺(tái)水泵而言，當(dāng)轉(zhuǎn)速n1、n2不同時(shí)，水泵的流量（Q）比、揚(yáng)程（H）比、軸功率（P）比與轉(zhuǎn)速（n）比有一下的關(guān)系：
　?。?／Ｑ2＝ｎ1／ｎ2
　　H1／H2＝（ｎ1／ｎ2）2
　　Ｐ1／Ｐ2＝（ｎ1／ｎ2）3
　　由上面的三個(gè)式子可以知道：流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程比與轉(zhuǎn)速比的平方成正比。軸功率比與轉(zhuǎn)速比的立方成正比。由此可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，功率的減少量遠(yuǎn)比流量的減少量大得多，風(fēng)機(jī)也遵循上面的規(guī)律。而從電機(jī)學(xué)可知，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入頻率的關(guān)系為：
　?。睿?0f（1-s）／p
　　其中f為電源頻率；s為滑差率；p為極對(duì)數(shù)。因此，降低水泵或是風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以減少供水量或是風(fēng)量的電耗，從而達(dá)到節(jié)能的效果。
　　水泵的變頻調(diào)速的整個(gè)過程是通過壓力變送器檢測(cè)管網(wǎng)的水壓，然后將檢測(cè)到的水壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再反饋給變頻器里面的單片機(jī)，單片機(jī)就會(huì)根據(jù)水壓的情況調(diào)整水泵電機(jī)的輸入頻率，達(dá)到改變水泵轉(zhuǎn)速的目的，從而達(dá)到節(jié)能的效果。
　　二、集中空調(diào)中自動(dòng)控制的工作原理
　　集中空調(diào)控制系統(tǒng)是BAS系統(tǒng)最重要的組成部分之一，它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)、制冷技術(shù)于一體的具有空調(diào)設(shè)備控制自動(dòng)化、安全自動(dòng)化、能源管理自動(dòng)化、空調(diào)設(shè)備管理自動(dòng)化功能的系統(tǒng)。
　　該自動(dòng)控制系統(tǒng)采用的是一級(jí)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)，LONWORKS總線連接若干個(gè)智能節(jié)點(diǎn)。每一給節(jié)點(diǎn)主要由一個(gè)神經(jīng)元芯片、I/O電路、通訊媒體收發(fā)器等組成。然后每個(gè)智能節(jié)點(diǎn)都是通過口線直接與現(xiàn)場(chǎng)的傳感器連接，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的通信，現(xiàn)場(chǎng)傳感器可以獨(dú)立工作。而中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過PCLTA網(wǎng)絡(luò)接口與LONWORKS相連。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)與顯示屏相連，使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況都能在顯示器上面顯示出來。
　　除了上面所說的系統(tǒng)之外，還可以采用二級(jí)網(wǎng)絡(luò)四級(jí)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)、Sea Change控制模塊等。該系統(tǒng)的產(chǎn)品多種多樣，各有各的特點(diǎn)，而且都具有功能強(qiáng)大、運(yùn)行可靠、節(jié)能效果好等特點(diǎn)。因此，在實(shí)際的運(yùn)用中應(yīng)該根據(jù)需要選擇最適合的產(chǎn)品。
　　在介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成之后，我們就要從集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)與節(jié)能的關(guān)系來對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。
　　隨著科技的發(fā)展，節(jié)能的概念也從抑制需求、減少耗能量，發(fā)展到用同樣的耗能量或是用增加少許的耗能量來取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。而從使用能源的目的和方式可以將節(jié)能分為直接節(jié)能、廣義節(jié)能和潛在節(jié)能，對(duì)于現(xiàn)在的集中空調(diào)而言，其節(jié)能主要是體現(xiàn)在廣義節(jié)能方面。其主要是指在滿足需要的前提下提高能源的利用率，從而減少能源的消耗。而集中空調(diào)就是采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來達(dá)到更準(zhǔn)確的調(diào)整和控制，從而加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備的運(yùn)行控制能力，優(yōu)化運(yùn)行過程，使得能源發(fā)揮最大的作用，從而達(dá)到主動(dòng)節(jié)能。
　　在集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，廣泛的采用了各種檢測(cè)元件和儀表，比如傳感器和變速器等。通過這些檢測(cè)元件和儀表可以清楚的知道系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，比如溫度、壓力、流量、濕度等。在清楚的了解這些參數(shù)后就能對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。而集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是采用集散控制的方式節(jié)能，集散控制是利用微計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將空調(diào)設(shè)備集成一個(gè)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)是利用現(xiàn)場(chǎng)傳感器對(duì)室內(nèi)的一些參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)溫度的變化，調(diào)節(jié)空調(diào)柜機(jī)的溫控電動(dòng)二通閥，改變系統(tǒng)的總流量。然后就會(huì)使得系統(tǒng)中的冷水回水溫度發(fā)生改變，從而改變冷水系統(tǒng)供回水溫差。然后就通過PID變頻調(diào)速器對(duì)水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變系統(tǒng)的流量，使溫差回到設(shè)定的值。這樣系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制的功能。
　　三、結(jié)語
　　變頻調(diào)速及自動(dòng)控制在集中空調(diào)中得到了非常完美的應(yīng)用，達(dá)到了節(jié)能的目的，而且它是一項(xiàng)比較成熟的電子節(jié)能技術(shù)，具有調(diào)速效率高、運(yùn)行安全等優(yōu)點(diǎn)。在科技高速發(fā)展的今天，我們應(yīng)該將這種電子節(jié)能技術(shù)推廣到更多的領(lǐng)域運(yùn)用。
　　參考文獻(xiàn)：
　　楊堯.變頻調(diào)速技術(shù)在集中空調(diào)中的應(yīng)用[J].中國(guó)工程機(jī)