龔少明

摘 要 當(dāng)今時(shí)代，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及科技的進(jìn)步，在提高了人們生活水平的同時(shí)，卻也增加能源消耗。所以，現(xiàn)代各行業(yè)在發(fā)展中都非常注重“節(jié)能”二字。中央空調(diào)如今已經(jīng)非常普及，無(wú)論是在公共建筑物中還是在家庭當(dāng)中人們都常使用中央空調(diào)，它大大提高了人們的生活質(zhì)量，但同時(shí)也增加了用電能消耗量。而為了降低中央空調(diào)的能耗，近年來(lái)人們將變頻技術(shù)應(yīng)用到了中央空調(diào)當(dāng)中，研發(fā)出了變頻中央空調(diào)，有效實(shí)現(xiàn)了空調(diào)的節(jié)能降耗。本文主要針對(duì)變頻技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能降耗中的應(yīng)用進(jìn)行了淺要分析。

【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù) 中央空調(diào) 節(jié)能 降耗 應(yīng)用

中央空調(diào)是現(xiàn)代建筑物的常用配套設(shè)施，尤其是在一些大型建筑我當(dāng)中，其更是必不可少的一項(xiàng)設(shè)施。誠(chéng)然，中央空調(diào)的應(yīng)用有效調(diào)節(jié)了室內(nèi)的溫度，它在夏季制冷、冬季制熱，大大改善了人們的居住調(diào)節(jié)。但是，中央空調(diào)卻存在著電能消耗量過(guò)大的問(wèn)題。眾所周知，現(xiàn)在國(guó)家正在大力提倡節(jié)能環(huán)保，所以各行各業(yè)也應(yīng)當(dāng)要積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，提高節(jié)能環(huán)保水平。為了降低中央空調(diào)的能耗，人們發(fā)明了變頻中央空調(diào)，即利用先進(jìn)的變頻技術(shù)來(lái)減少電能變化，得到節(jié)能降耗的目的。以下筆者就結(jié)合實(shí)際來(lái)談?wù)勛冾l技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能降耗中的應(yīng)用，僅供參考。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成

中央空調(diào)系統(tǒng)主要是由以下幾個(gè)部分構(gòu)成的：

1.1 冷凍機(jī)組

冷凍機(jī)組的主要作用是進(jìn)行內(nèi)部熱交換，也就是對(duì)循環(huán)水進(jìn)行降溫，使其成為冷凍水，然后再送去各個(gè)房間當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的制冷效果，因此我們可以將冷凍機(jī)組視為中央空調(diào)中心制冷源，這足以體現(xiàn)出了它的重要性。

1.2 冷卻水塔

冷卻水塔的主要作用是向冷凍2機(jī)組提供需要的冷卻水。

1.3 外部熱交換系統(tǒng)

外部熱交換系統(tǒng)主要是由冷凍水循環(huán)與冷卻水循環(huán)這兩個(gè)系統(tǒng)組成的，而前者主要包括冷凍水管道與冷凍泵，冷凍水先從冷凍機(jī)組流出，再流入冷凍泵進(jìn)行加壓，之后再送至各房間的冷凍水管道進(jìn)行熱交換，從而帶走房間中的熱量，達(dá)到制冷目的；后者則主要包括冷卻水管道、冷卻塔以及冷卻泵，冷凍機(jī)組負(fù)責(zé)完成熱交換過(guò)程，水溫在冷卻過(guò)程中釋放出熱烈為循環(huán)冷卻水吸收，從而使冷卻水溫度提供，之后再送入冷卻塔與大氣進(jìn)行熱交換，最后再被送回至冷凍機(jī)組當(dāng)中，循環(huán)往復(fù)。

1.4 冷卻風(fēng)機(jī)

冷卻風(fēng)機(jī)主要是由室內(nèi)風(fēng)機(jī)和冷卻塔風(fēng)機(jī)共同組成的，前者安設(shè)在各個(gè)房間里以加速房間內(nèi)的熱交換，后者則用來(lái)降低冷卻塔的水溫，從而加速熱量散發(fā)。

2 中央空調(diào)的工作原理

中央空調(diào)系統(tǒng)的工作過(guò)程，是對(duì)室內(nèi)與室外不斷進(jìn)行熱量交換及轉(zhuǎn)換的過(guò)程，這也是其的基本工作原理。在一年四季不同時(shí)節(jié)，中央空調(diào)需要采用不同的水來(lái)進(jìn)行能量交換，例如夏季需要采用冷卻水進(jìn)行能量交換，冬季需要采用冷溫水進(jìn)行能量交換。不過(guò)，雖然水不同，但是卻是使用的同一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，冷凍水制冷是在冷凍機(jī)組中利用制冷劑并通過(guò)壓縮機(jī)壓縮成液態(tài)，然后送至蒸發(fā)器中，與蒸發(fā)器中的冷凍水進(jìn)行熱交換，再通過(guò)冷凍水泵將冷凍水送到冷卻盤(pán)管中，通過(guò)風(fēng)機(jī)吹送而制冷。經(jīng)蒸發(fā)后制冷劑的熱量釋放在冷凝器當(dāng)中，與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換，冷卻水則會(huì)帶走冷凍機(jī)組釋放的熱量，再由冷卻水泵將熱量釋放到大氣當(dāng)中，同時(shí)冷卻塔內(nèi)的冷卻風(fēng)機(jī)會(huì)加速冷卻水與大氣進(jìn)行熱量交換。中央空調(diào)就是通過(guò)上述系統(tǒng)循環(huán)來(lái)運(yùn)行并達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度作用的。

3 變頻技術(shù)簡(jiǎn)介

變頻技術(shù)主要是依托于交流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的一種技術(shù)。變頻器通過(guò)通斷控制電力半導(dǎo)體器件，將電壓及頻率固定的交流電源轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷杭邦l率可變的交流電。變頻器首先要將單相或者三相的交流電變換為直流電，然后才能夠產(chǎn)生可變的電壓及頻率；其次再將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗嗷蛘呷嘟涣麟姟Ｈ绻墙?直-交型變頻器，為產(chǎn)生可變的電壓及頻率，要先把50或60Hz的交流電源變換為直流電，然后再轉(zhuǎn)換成需要頻率的交流電。

4 變頻技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能降耗中的應(yīng)用原理

4.1 變頻節(jié)能

在中央空調(diào)中應(yīng)用變頻技術(shù)是為了對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，從而降低中央空調(diào)的能耗，達(dá)到節(jié)能降耗目的。而通過(guò)變頻技術(shù)來(lái)控制水泵運(yùn)行乃是實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的最有效途徑。根據(jù)流體力學(xué)知識(shí)可知：

P=QH （1）

（2）

式中Q代表流量，H代表壓力，P代表水泵功率，N代表轉(zhuǎn)速，QN代表額定流量，HN代表額定壓力，PN代表額定功率，NN代表額定轉(zhuǎn)速。

Q與N的一次方成正比，H與N的平方成正比，因此從式（2）中可以得知P與N的立方成正比，即：如果水泵負(fù)載的效率一定，則當(dāng)需要調(diào)節(jié)流量上升時(shí)，轉(zhuǎn)速可以呈正比例上升，此時(shí)功率與之呈三次方上升。

4.2 功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能

交-直-交變頻器一般主要包括整流、中間直流、平波、控制、驅(qū)動(dòng)及逆變等幾個(gè)電路結(jié)構(gòu)，主電路的控制主要是通過(guò)控制電路完成的，而整流電路負(fù)責(zé)把交流電變成直流電，直流中間電路負(fù)責(zé)平滑濾波，逆變電路則負(fù)責(zé)把直流電逆成交流電。其中間濾波電路的電容使得水泵電機(jī)的功率因數(shù)得到了提升，從而增大了有功功率，同時(shí)降低了無(wú)功功率消耗，因此達(dá)到了節(jié)能降耗效果。

4.3 軟啟動(dòng)節(jié)能

由于在中央空調(diào)的啟動(dòng)中應(yīng)用變頻技術(shù)及變頻器時(shí)，電流是從零開(kāi)始的，所以就算是達(dá)到了最大電流，亦是在額定電流之內(nèi)而不會(huì)超過(guò)，這樣就可以避免當(dāng)電機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，電流因猛然增加數(shù)倍而造成嚴(yán)重沖擊，損壞電網(wǎng)及用電設(shè)備。并且，這樣也避免了大電流和震動(dòng)損傷到閥門及擋板，從而延長(zhǎng)了這些設(shè)備的使用壽命，節(jié)約了資源。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為建筑物中的常用配套設(shè)施，中央空調(diào)發(fā)揮出了優(yōu)秀的調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的作用，從而提高了人們的生活質(zhì)量。但是由于傳統(tǒng)的中央空調(diào)能耗較大，不符合現(xiàn)今的節(jié)能環(huán)保要求，因此還需要繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。而變頻技術(shù)在中央空調(diào)當(dāng)中的應(yīng)用，則有效滿足了中央空調(diào)的節(jié)能降耗要求，從而不但產(chǎn)生了巨大的環(huán)境效益和社會(huì)效益，同時(shí)還給用戶節(jié)省了電費(fèi)。未來(lái)，變頻技術(shù)還將在中央空調(diào)節(jié)能降耗中擁有更大的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]屈文斌.變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2013（15）：96-97.

[2]吳嘉安.論變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（14）：116-117.

[3]岳展鵬.變頻技術(shù)在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011（12）：65.

作者單位

廣西興業(yè)縣中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 廣西壯族自治區(qū)玉林市 537800