变频技术在中央空调系统中对节能的辅助作用

陈 雷

（厦门建发城服工程管理有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

目前，中央空调水泵的节能通常采用闭环改造工作，其系统改造都是在变频技术的加持下实现的。从使用效果分析，在制冷主机、冷冻水系统、冷却水系统的节能系统改造中，尤其是对于水泵的节能改造，变频技术具有一定的优势。

1 中央空调系统的基本构成及工作原理

传统中央空调系统的基本构成有制冷主机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统及末端设备，其主要工作原理如图1所示。

对于传统中央空调中各部分的工作原理及工作方式，下面以传统中央空调系统中的水系统为例，给予简述。

传统中央空调系统中，其水系统的工作原理及方式如图2 所示。

图1 传统中央空调系统的工作原理

在传统中央空调系统中，冷冻水循环系统凭借主机制冷，将产生的冷源循环传递到建筑物的各个角落，冷冻水循环携带冷源在系统运行期间，通过冷冻泵加压的方式，完成冷源运输，使用冷冻水管的冷却水完成与室内热量的转换工作，在此过程中由风机盘管等室内设备跟进冷热水转换作业，当内部温度上升后，经过冷冻水管将发生作用后的冷水流入冷冻主机，用往复循环的方式完成冷源运输工作[1]。

冷却水循环系统在中央空调制冷工作中，虽然不直接参与室内调温活动，但是其存在可以保证主机制冷系统顺利完成工作目标，实现制冷剂液态转变。在中央空调系统运行期间，冷却水循环系统可以保证工作顺利进行，通过冷却水加压，实现冷却处理，并利用冷却水管完成制冷源周期传递，将制冷主机形成的热量转移，在冷却水吸收主机制冷工作产生的热源后，能量将再次回到冷却水管的冷却塔中，完成全周期冷却水循环作业，从而使主机可以正常运行，并完成制冷工作。

主机制冷系统是制造冷源的主基地，其工作流程通过压缩机，将制冷剂制作成液态的制冷剂，并通过蒸发器完成冷冻水制冷工作，通过冷冻水周期循环，流至建筑的各个角落，借助主机制冷系统制作冷源并传递冷源，将冷源传递到建筑物的各个环境中，从而达到降温的作用。

2 传统中央空调系统中的能耗问题

在传统中央空调系统设计，制冷主机的设计容量往往偏大，配置较为保守，真实需求小于设计需求，容易出现大马拉小车的状况；有些项目，根据的是规范的固定框架来设计，未按照现场实际条件、甲方实际需求及设备的实际运行状态等综合考虑，符合国标，但并不以节能为目的来考虑设计，导致实际中央空调系统运行时，系统能效低下，年均系统能效值EER 在3 W/W～4 W/W，甚至低于3 W/W；保证了供冷需求，但增加了系统能耗，产生极大的能源浪费。

3 变频技术对中央空调的影响

目前，在一定比例的项目中，存在中央空调负载设定不合理、电机启动频繁以及冷冻水系统具有一定的节能空间、冷却水系统设计存在短板等情况，这种现象已经影响到中央空调的运行效果及能源损耗[2]。

图2 传统中央空调水系统的工作原理

利用变频器变频技术进行整改，可以降低制冷主机、冷却水泵、冷冻水泵等设备因负载变化对能量的消耗，同时还可以极大程度地延迟装置内部元件的使用寿命，使电机与其他零件的使用时间相对延长，间接地提升设备的实用价值。

4 变频技术在中央空调节能系统中的应用

4.1 变频技术的特点

变频技术的主要功能是可以降低空调系统运行过程中的电机转速，由于设备负荷减少，电机转速相应降低，在空调进行制冷的过程中能够有效降低电量使用，实现节能目的，并且能够对单位的制冷量消耗进行有效减少，最大限度地提高了制冷的工作效率。目前，我国的空调生产制造大范围使用的是全直流变频技术，在使用的过程中能够对中央空调的内部控制系统进行完善，使中央空调在使用的过程中，空调的风力、温度和时间等调控功能变得更加的智能化。

4.2 变频技术对主机制冷系统的控制

在主机制冷系统方面，通过热负荷调节，变频技术可以将制冷压缩机限定在极限设定之下，使其在规定的范围内运行。

通过在中央空调系统内部安装变频控制器，通过内部控制器来对压缩机的转速进行有效调节，以此来实现温度的智能调控。

变频空调在实际应用的过程中能够最大化地满足人们所需要的温度需求，并且能够以此为标准来实现房间内温度的有效控制，保证智能设定的温度能够满足人们的实际需要。

目前，我国的变频技术在中央空调领域实际运行的过程中能够有效地实现对高温环境下快速制冷的效果，不仅能够对传统压缩机的工作频率进行提高，而且还具备比同类空调制冷量多一倍的优势，因此这类优势也是传统的中央空调并没有办法相比较的。

变频空调能够实现自动启动的效果，传统的中央空调在使用的过程中如果遭遇停电现象，想要在此启动必须通过人工进行手动控制进行开启，而对于应用了变频技术的中央空调能够实现异常系统断电后的自启动效果，并且能够自行进入运行状态，有效实现了空调的智能化水平。

4.3 变频技术对冷冻水、冷却水循环系统的控制

将变频技术应用于冷冻水循环系统中，可以提升系统对水泵的控制能力，可以在一定程度上改变传统中央空调系统中，水泵较长时间处于高速运转状态的情况，从而降低能耗。

5 结语

在可持续战略发布后，我国对能源的利用有了新的要求，在国民经济高速发展的过程中，大众生活水平直线上升，使用中央空调的用户逐渐增多，为了降低能耗，需要遵循国家提出的节能要求，应用现代技术优化中央空调系统，变频技术大有可为。使用变频技术优化中央空调系统后，可以在一定程度上解决传统中央空调系统中的耗能问题，但是相关工作人员还应该根据国家对节能提出的最新指示，关注现代技术，思考中央空调系统优化方面的工作，借助现代技术，解决中央空调耗能方面的问题。