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变频技术在制冷空调系统的应用

发布日期:2018-06-25 作者: 点击:

  1、引言

  建筑中的耗能设备有很多,制冷空调系统则是其中之一。尤其是在制冷或制热的过程中,会消耗大量的电能。对此,必须采取相关的解决措施,将变频技术有效地应用在制冷空调系统中,对制冷控制系统进行改造和升级。

  2、变频技术概述

  变频技术是一门综合性技术,主要是建立在控制技术、微电子技术、电力电子技术、计算机技术基础上,变频器是变频技术的结晶,被广泛地应用到各行业的发展中[1]。变频器的主要工作原理是工频的外部电源经过三相全波整流,并给逆变电路和控制电路提供所需的直流电源,再通过直流中间电路对直流电路输出进行平缓,得到质量较高的直流电源,最后在控制电路的控制下将电路输出的直流电源转换为频率和电压,从而达到调节电机转速的目的,并通过电路和外部设备配合进行各种高性能的控制。在科学技术飞速发展之下,技术水平在不断提高,也应对变频技术进行不断地改进和完善,这样才能满足当今社会的发展需求,将其应用到制冷空调中,对提升制冷空调系统的运行效率有着极大的作用。

  3、变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析

  3.1制冷压缩机的应用

  制冷压缩机是制冷空调系统的重要组成部分。在空调制冷系统运行的过程中,制冷压缩机的耗电量大约占整个系统耗电量的40%左右,并且,在实际的工作中,每年的平均负荷大约是峰值热负荷的60%左右,且只有压缩机容量的50%左右,这将造成压缩机在运行的过程中,有大部分的时间将在低负载下运转[2]。将制冷压缩机应用到制冷空调系统中,应根据空调的实际情况进行合理的应用,如在大中型冷库以及中央空调系统中,可以采用螺杆式、活塞式、离心式等类型的压缩机,而且还应保证压缩机结构上应有的调节功能,可以根据工况的变化对制冷压缩机进行有效的调整,更好地适应工况的变化,从而有效地提升制冷空调系统的运行效率,更有利于系统运行的节能。

  例如,在使用离心式压缩机的过程中,该压缩机主要采用进气口导向叶片开度的变化来调节进气量,以此来调节制冷量,通常我们称为扇门调节。从当前制冷空调系统的运行情况来看,扇门调节虽然可以起到一定的节能作用,但扇门调节会造成电机的负载电流降低,使电机的电压和转速保持恒定,这种情况将无法彻底改变电机低负荷下效率低的问题,无法达到节能的目的。而如果采用变频器进行调速的话,将会使电机的附在损耗、固有损耗以及其他的损耗有所下降,使得电机的电压、电流以及转速频率也随之下降,电机功耗也将随流量降低,运行参数的控制精度也有所提高。在这种情况下,变速离心式压缩机的平均节电量在30%以上,在低负荷时节电达到70%以上,是未来制冷空调系统运行中值得推广的制冷技术。

  3.2循环水泵的应用

  循环水泵是制冷空调系统的重要组成部分,在整个制冷空调系统运行的过程中,循环水泵的耗电量大约占整个系统的25%左右。因此,制冷空调系统的节能必须要考虑到循环水泵的节能措施[3]。当前制冷空调系统主要采用VM系统(南方泵业股份有限公司的一种水泵类型),在运行的过程中主要根据系统负荷的大小来进行自动调节。但在实际的运行过程中却发现,循环系统的水泵的选型、调控的方式与制冷机组和用户脱节,在这种情况下,循环水泵的控制效果不佳,同时能源效率上也会产生诸多的问题,造成运行效率低问题,甚至会引发VM节能系统故障,整体的节能效果不好,制约了制冷空调系统的稳定发展。

  对此,必须采取有效的解决措施,将先进的变频技术合理应用到制冷空调系统中,切实有效地解决VM系统的节能问题。如引入变频器技术应用热量平衡关系式,并对制冷量与水流量实施自动同步调节,从而实现在全流量范围内进行有效的调节,平均每年可以节电达到50%左右。另外,就目前VM系统的运行情况来分析,所采用的变频技术在控制上依旧存在一定的技术性问题,这些技术性问题亟待解决,否则将会影响到制冷空调系统的整体运行效率。因此,应充分运用变频技术改进循环水泵的运行,切实有效地提升循环水泵的工作效率。如以下是应用变频技术后的循环水泵工作原理。同时,在科学技术飞速发展的过程中,还应不断地对变频技术进行改进和创新,以此来完善和改进。

  3.3变频空调的应用

  变频空调主要是采用先进的变压变频技术,在其内部装设变频控制器,事先改变空调的压缩机转速,以及采用室内外温度连续调节制冷量、制热量的方式,当然在此过程中应将人体的舒适度作为调节的准则,对其进行有效的控制,保证室内温度的连续曲线跟随设定的温度曲线,从而达到节能、舒适、降噪音的目的,为人们营造一个健康、舒适的生活环境。变频空调在制冷空调系统中的应用,主要有以下几方面优点[4-5]。

  ①在低温的环境下,有着较高的制热能力。此过程主要是通过提高压缩机的工作频率来提高制热量,一般情况下,制热量可以达到同类空调器的1.5倍左右,是传统空调器无法比拟的。

  ②具有自动启动的功能,如,在突然停电后再来电的情况下,如果是传统空调器的话,则需要手动进行启动,才能保证制冷空调器的正常运转;而在变频技术应用下的空调系统,将打破传统空调器的限制,在来电的情况下可以自动启动并进入正常的运行轨迹,从而保证制冷空调系统运行的稳定性。

  ③制冷或制热速度快。空调系统对制冷或制热速度的要求较高,在变频技术应用之后,变频空调器在每次启动的过程中,都会先以最大额功率启动,最大的风量进行制冷或制热,在迅速达到设定的温度之后,压缩机将会降低转速,并转至低能耗状态运转。在这种情况下仅仅需要维持设定的温度,保证室内温度的波动最小,从而有效地避免压缩机频繁开停影响到压缩机的使用寿命,同时也降低了压缩机运行的耗电量。

  4、结语

  在制冷空调系统运行的过程中,对节电、能耗以及运行的性能和控制的精度等都应提出一定的要求,这样才能保证空调系统的节能。通过对制冷压缩机的应用、循环水泵的应用、变频空调的应用等几方面的分析,以此提升制冷空调系统运行的效率,提升制冷空调系统运行的制冷效果,从而达到节能环保的目的。

相关标签:变频技术,制冷空调系统,应用,节能

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