楊 斌（浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,杭州蕭山,310000）

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變頻節(jié)能技術(shù)在大型公共建筑中的應(yīng)用研究

楊 斌
（浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,杭州蕭山,310000）

摘要：變頻可以省電的事實(shí)是非常肯定的。文章介紹了變頻技術(shù)的節(jié)能原理及其工作特征，并對(duì)其在大型公共建筑中的節(jié)能應(yīng)用效率進(jìn)行了舉例說(shuō)明，結(jié)果說(shuō)明變頻節(jié)能技術(shù)在大型公共建筑中是非常值得推廣的，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與響應(yīng)社會(huì)節(jié)能走可持續(xù)發(fā)展道路的重要舉措。

關(guān)鍵詞：變頻；節(jié)能；大型公共建筑

0　引言

大型公共建筑節(jié)能核心目標(biāo)是打造高舒適、低能耗的建筑運(yùn)行環(huán)境，提升管理水平，打造智能建筑，改善環(huán)境品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)健康舒適，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低整體能耗，減少運(yùn)營(yíng)成本。對(duì)于大型公共建筑中有明顯節(jié)能效果的技術(shù)措施，應(yīng)進(jìn)行節(jié)能量、投資額和投資回收期的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，在考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，充分考慮節(jié)能的先進(jìn)性。

變頻可以省電的事實(shí)是非?？隙ǖ?，在某些情況下可以節(jié)電40%以上。大型公共建筑的日常使用時(shí)間較長(zhǎng)，日均承擔(dān)用電與其他設(shè)備服務(wù)功能用時(shí)都較其他建筑時(shí)間長(zhǎng)。因此，在大型公共建筑中采用變頻節(jié)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與響應(yīng)社會(huì)節(jié)能走可持續(xù)發(fā)展道路的重要舉措。

1　什么是變頻節(jié)能技術(shù)?

變頻技術(shù)是感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能的重要技術(shù)手段之一。隨著微電子學(xué)、電力電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制理論等的發(fā)展，變頻技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，成熟的技術(shù)，使其應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新的高潮。變頻技術(shù)是通過(guò)技術(shù)手段改變用電設(shè)備的供電頻率，進(jìn)而達(dá)到控制設(shè)備輸出功率的目的。通過(guò)變頻調(diào)速改變軸輸出功率，達(dá)到減少輸入功率節(jié)省電能的目的。

2　變頻技術(shù)的節(jié)能原理及其工作特征

2.1變頻技術(shù)的節(jié)能原理

變頻是通過(guò)改變供給電動(dòng)機(jī)的供電頻率，來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變負(fù)載的轉(zhuǎn)速的。我們知道，電機(jī)的轉(zhuǎn)速：n=50f(1-S)/P 。其中f為供電頻率，P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)，S為滑差。因此，改變f可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速的。根據(jù)轉(zhuǎn)速與頻率、功率的比例關(guān)系來(lái)的，頻率減小功率以三次方的關(guān)系減?。汗饺缦拢▽?shí)際頻率/50HZ）三次方=實(shí)際功率/額定功率例如：功率為30KW的電機(jī)，當(dāng)頻率為40HZ時(shí)，他的實(shí)際功率為額定功率的51.2%，理論節(jié)能達(dá)到48.8%。

2.2變頻技術(shù)的工作特征

變頻技術(shù)的工作特征有：效率高、調(diào)速范圍寬、精度高、調(diào)速平穩(wěn)、無(wú)級(jí)變速等。以風(fēng)機(jī)和水泵流體機(jī)械來(lái)說(shuō)明轉(zhuǎn)速與節(jié)能的關(guān)系:流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速變化與其流量、壓力和功率之間的變化:當(dāng)流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)通過(guò)降低轉(zhuǎn)速以減少流量來(lái)達(dá)到節(jié)流目的時(shí)，所消耗的功率將降低很多。

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷工作將工頻電源變換成另一頻率的電能控制裝置。變頻器按主電路主要分為電壓型和電流型：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路的濾波是電感。

變頻器選型與要求：在國(guó)家節(jié)能政策的鼓勵(lì)和扶持下，隨著科研投入的進(jìn)一步加大，目前我國(guó)變頻器中使用的功率半導(dǎo)體、驅(qū)動(dòng)電路、電解電容等關(guān)鍵器是依賴進(jìn)口來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的。我國(guó)變頻器在自動(dòng)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上相對(duì)比較單一，國(guó)外品牌在元器件質(zhì)量、超大功率產(chǎn)品上優(yōu)勢(shì)較大，但是我國(guó)也正在通過(guò)技術(shù)自主化研究與應(yīng)用，正逐漸縮小與國(guó)外變頻器技術(shù)的差距。

3　大型公共建筑中變頻改造后的效益

與傳統(tǒng)的技術(shù)相比較，采用變頻技術(shù)后，可以節(jié)約能源，降低公共建筑日常運(yùn)行成本，提高公共建筑的壓力控制精度，延長(zhǎng)其設(shè)備使用壽命。本文以大型公共建筑中的空壓機(jī)變頻節(jié)能進(jìn)行舉例說(shuō)明：根據(jù)建筑中空壓機(jī)設(shè)備的運(yùn)行特性知：

Q1/Q2=n1/n2

H1/H2=(n1/n2)2

P1/P2=(N1/N2)3

式中：字母n表示空壓機(jī)轉(zhuǎn)速；字母Q表示空壓機(jī)供給管網(wǎng)風(fēng)量；字母H表示管網(wǎng)壓力；字母P表示電機(jī)消耗功率。

通過(guò)上述公式可知，當(dāng)使用變頻器進(jìn)行調(diào)速，使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的百分之八十，則空壓機(jī)供給管網(wǎng)的風(fēng)量降為百分之八十，管網(wǎng)壓力降為百分之八十，電消耗功率則降為百分之八十，節(jié)能比例高達(dá)51.2%，這里我們將電機(jī)機(jī)械損耗和電機(jī)銅、鐵損耗等影響這算到12%，節(jié)能效率也接近40%，這就是變頻器調(diào)速節(jié)能的原理。

長(zhǎng)期實(shí)踐證明，在供氣系統(tǒng)中利用變頻技術(shù)改變空壓機(jī)轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到明顯的節(jié)能效果，節(jié)電率達(dá)到百分之三十以上。另外，變頻技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的平穩(wěn)調(diào)節(jié)，減少啟動(dòng)沖擊并延長(zhǎng)機(jī)組及管組的使用壽命。

由流體力學(xué)三定律可知，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速立方成正比，因此，從理論上得出轉(zhuǎn)速降10%的時(shí)候，會(huì)帶來(lái)30%的功率下降，由于功率的大幅度下降，可獲得顯著的節(jié)電效果，下表為調(diào)速前后功率理論對(duì)比表：

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通過(guò)調(diào)速前后功率理論對(duì)比表我們發(fā)現(xiàn)，使用變頻器進(jìn)行調(diào)速，大大降低了公共建筑的日常運(yùn)行成本，為業(yè)主取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

4　結(jié)束語(yǔ)

隨著能源的日益緊張，節(jié)能降耗已經(jīng)成為大型公共建筑智能化建設(shè)的必然選擇，在追求節(jié)能的同時(shí)，滿足大型公共建筑的基本功能要求，樹立一種全面的系統(tǒng)的節(jié)能價(jià)值觀念。

參考文獻(xiàn)

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楊斌，性別：男，出生年月：1970年11月，籍貫（省市）：浙江杭州，主要研究方向：電氣控制技術(shù)和電工電子技術(shù)

Application of frequency energy saving technology in large public buildings

Yang Bin
(Zhejiang College of Construction,Xiaoshan,Hangzhou,310000)

Abstract：Power inverter can be a very positive fact. This paper introduces the original energy-saving inverter technology and its operating characteristics, and the energy-efficiency of their application in large public buildings in the illustration, the results illustrate frequency energy saving technology in large public buildings in the very worthy of promotion is to achieve economic efficiency energy-saving society and take an important measure in response to the path of sustainable development.

Keywords：frequency;energy;large public buildings

作者簡(jiǎn)介