淺談變頻技術在制冷空調系統中的應用

【摘要】目前，在我國市場經濟的不斷發展進步中，無論是居住區還是商業區都會涉及到制冷系統的安裝及使用，而且據調查在建筑整體的耗能比例中，制冷空調系統已經接近80%，也就是說制冷空調系統不僅能耗較大，而且還會消耗大量的電能。對此，相關部門要更加關注制冷空調系統的節能效果，積極引進相應的變頻技術對空調進行改造和升級，以促進其運行的效率。在傳統的制冷空調系統中，用到最多的則是冷庫系統，但是這種系統的效果并不是很理想，要想確?？照{系統能夠達到高效節能的目的，并且能夠使其運行中的精度得到有效的控制，那么變頻技術的應用就顯得極為關鍵，不僅能夠實現能源的節約，而且還能促進系統運行效率的上升。文章主要圍繞變頻技術在制冷空調系統中的應用進行了詳細的分析和闡述。

【關鍵詞】變頻技術;制冷空調系統;應用;節能

引言

目前在各類常見的制冷空調系統中，由于設備的功率以及參數上的差異，其在運行過程中的能源消耗水平也存在巨大的差異，例如，我們生活中最熟悉的中央空調制冷系統中，其中能源消耗最大的就是冷機組部分，盤管風機等一些末端設備的耗能相對較小，而水泵的耗能則快要突破1/5。所以，在科技的不斷發展中，為了能夠促進節能目標的實現，應將變頻技術的作用充分發揮出來，制定完善且合理的應用方案，進而使制冷空調的節能效果更加顯著。而且，通過采用一些保溫效果比較好的材料，能夠有效促進系統隔熱性的提升，最關鍵的還應按時清洗相應的設備，以此保證系統能夠獲得更好的傳熱效果，減少能源消耗量，這對于制冷空調行業的發展來說也是極為關鍵的，更能促進行業效益的提升。

1、變頻空調的工作模式

在制冷空調中，重點應用了變頻手段的空調就是我們常見的變頻空調，在變頻運行的狀態下，能夠有效實現對電源頻率的控制，這樣就能是壓縮機運轉的速度控制的合理的范圍內。與以往的定頻空調進行比較，變頻空調無論是在能源的控制上還是運行的效率上都呈現出了比較突出的效果。當定頻空調處在工作狀態下，壓縮機的轉速以及制冷劑的往復循環則會一直保持在一種相對恒定的狀態下，如果想要室內的溫度達到一個理想的效果，通常都是通過空調設備的開啟并對設定溫度進行調節所達到的。要明確的是，定頻空調系統中的“開”和“啟”并不是同一個系統，因此室內的實際溫度與所設定的溫度之間是存在一定的波動的。然而變頻技術的應用就不會出現這種問題，這主要是因為變頻技術能夠實現對室內溫度與設定溫度的控制，使其能夠更加協調，同時還能及時向壓縮機發出相應的調整信號，使其能夠始終處在高速運轉的狀態下，并且能夠有效的完成相應的指令任務，對空調的熱負荷進行優化。在應用變頻空調時，其功能的發揮與變頻器這一組件是密不可分的，同時還能協助系統對外界環境的實際情況進行感知，有效實現了空調壓縮機在運行過程中的高頻切換效率，使其能夠保證室內的溫度和濕度始終保持在一種恒定的范圍之內，免去了溫度調節的過程，實現了能源的節約，同時，具備了高效、快速等多方面的優點。當變頻空調處在運行狀態下時，得益于溫濕度傳感器的應用，可以對外界環境的具體數據進行監測，在運轉速度調節方面具有顯著的靈活性特征，同時還能在一定程度上對電壓的過度依賴，也就是說，即使當電壓處在一種不穩定特殊狀態下，空調系統也能保持平穩運行。

2、變頻技術在制冷空調系統中的應用狀況

在社會經濟的快速發展下，人們對精神層面的需求變得更加明顯，對于空調等很多電子產品的需求也在不斷上升，但是在這些電氣設備的實際運行過程中，必然會給生態環境帶來一定的壓力，導致能源的消耗量增加。對此，針對于空調系統，開始有越來越多的生產廠商關注到了對制冷空調系統的節能設計，而變頻技術的引入和應用給制冷空調的節能效果提供了強有力的助力，在空調制冷系統中，有效地運用節能技術，能夠有效實現對空調制冷系統能量消耗的降低，節省了大量的能源同時還能在很大程度上延長空調的使用年限。近幾年來，節能降耗的理念在各個領域不斷深入，社會各界也都在嚴格遵循，因此針對常用的空調系統也開始注重變頻和節能。由于當前階段，我國各類資源都處在嚴重消耗的階段，在這樣的背景環境下，國家開始助力于對合理用電以及科學用電技術的研究，同時針對資源消耗總量大的問題也在不斷研究新的策略予以緩解，同時必須要及時采取有效的措施予以緩解，這不僅能夠促進能源的節約，同時也助力了經濟的發展。對此，我國的相關部門也應不斷加強對空調制冷系統相關技術的嚴打力度和資金投入，確保能夠在短時間內實現技術的上的巨大突破，增強其自身的行業競爭力。從目前的研究成果來看，在制冷空調系統中，合理地運用變頻技術，能夠很好地實現這一效果，也正是因此，在未來的發展中，變頻技術必然成為帶動行業進步的主流技術。中央空調系統中，只有很短的時間內會產生較大的負荷，而且不會維持太久，在這之后負荷量就會在溫度變化的影響下遞增或遞減?？照{的制冷系統在運行的過程中，往往都是在一個標準的范圍內，系統幾率的數據也是依據最大的負荷參數所得出來的。如果在其運行中沒有做好相應的調試工作，就必然會使得空調制冷系統的實際輸出率超過設定的標準，這樣就極有可能使大量的電能被浪費，進而造成運營企業成本的加大。

3、變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能

3.1循環泵的應用

在整個空調制冷系統中，循環泵是一個不可忽視的組成構建，當整個空調系統穿在一個工作的狀態下，循環泵運行所產生的電能消耗通常會占據整個系統的25%左右。所以，在制冷空調系統的設計過程中，要更加注重對節能技術的應用，并且要增加對該技術研發的力度，加大這方面的資金投入。如今在設計中，應用最廣泛的就是VM系統，這也是一種比較新型的水泵類型，其運行的主要原理就是，利用系統負荷的大小來實現對其自身工作狀態的實時調節。然而，在應用的過程中，卻產生了這樣的問題，就是循環系統中對于所選擇的水泵的參數、調節和控制的手段能都與用戶之間產生了嚴重的不協調性，基于這樣的因素，循環手泵在運行中也很難實現效果的發揮，甚至會給能源結構造成很多難以解決的問題，阻礙運行效率的提升，更嚴重者則會使VM節能系統產生不同程度的故障，使其節能作用無法有效發揮，與之前所設定的目標之間也相差甚遠，這對整個制冷空調系統的發展來說是極為不利的。針對以上種種問題，研究人員必須要積極制定出合理改善措施，并且要在系統優化設計中，引入當前比較先進的變頻技術，使上述所發生的問題都能夠得到有效地控制和解決，進而實現系統的節能性。如，在熱量平衡關系式中，如果設計人員能夠將變頻技術有效利用，同時再對制冷量和水流量進行實時的自動調節，這樣就會很容易達到全流量范圍內對能源消耗進行控制和調節的目的，而且長時間運行中，平均每一年都能夠節約電能超過一半以上。除此之外，在VM系統的實際應用現狀來看，雖然取得了一定的效果，但是在其整體的控制方面還需要進一步的完善，在完善的過程中必然會涉及到很多技術性的內容，需要技術人員深入分析，及時處理，否則必然會造成整個制冷空調系統的運行效率與預期效果相差甚遠。所以，目前的首要工作就是在循環泵運行中，有效運用變頻技術實現對其狀態的控制，提升其工作的效率。

3.2變頻空調器應用分析

在應用變頻空調時，變頻器的主要功能就是對空調制冷或制熱的方式進行調節，通過自身的功能性特征，實現對電機運行狀態的控制，使電流之間能夠進行轉化，同時在通過相應的內設程序及傳感系統等，對空調系統的制熱效果和制冷效果進行自主調節，這樣的方式不僅能夠更好地實現節能的目的，而且能夠使室內的溫服更加舒適。同時，變頻空調還有一個比較突出的優勢就是能夠快速適應室外溫度，即使是在天氣比較寒冷的情況下，空調系統也能快速產生熱能，而且比定頻空調所花費的時間要少很多;除此之外，在在變頻空調溫度的設動中更加方便，只需要利用遙控器或者相應的軟件系統就能實現，當溫度達到預設時，變頻空調就會通過電流的轉換來實現轉速的較低，并且自動調節進氣扇，進而有效保證室內溫度能夠處在一個恒溫的狀態下;最后，變頻空調從根本上改善了定頻空調電機多次開啟縮短空調使用年限的弊端，而且在其工作狀態下，電量的消耗也是比較低的。

3.3制冷壓縮機

空調系統中，制冷壓縮機的耗電是極高的。然而，在實際工作的過程中，若是平均熱負荷大約的峰值熱負荷得60-70%，即只有壓縮機容量的50%-60%，造成壓縮機在大部分時間在低負載下運轉。所以，如果是針對大型制冷空調系統進行節能措施的制定，完全可以采用活塞式、離心式等類型的壓縮機，而且要結合整個系統的實際運行情況，適當對其進行調節，滿足不同環境對制冷系統的要求。在這種情況下，如果有效運用變頻技術，來控制制冷的速度，那么電機運行中的一部分損耗就會大大降低，而且整個系統的電流和電壓速度也會得到有效的控制，同時還會提升運行參數的準確性。

3.4節能角度分析

在整個空調系統運行中，還存在一種狀況就是在其滿負荷的狀態下，也可能實現長時間運行，因此，通常在進行制冷系統的設計時，必須要結合總負荷量中的最大容量值來開展實際工作，使其能夠在工作的狀態下，實現低耗能、高效率的最終目標。制冷空調系統中，輕載運行時所占的容量是最高的，如果這種狀態下能夠提升工作的效率，那么所實現的節能效果也會更加顯著。

3.5變頻空調的選擇

變頻空調的穩定性受到多方面要素的影響，包括電路干擾、絕緣性能等。在變頻空調選擇過程中，既要注重其穩定性，又要注重其整機使用壽命。要綜合考慮變頻空調在相對極端條件下的工況狀態，注重所采取的相應保護措施是否切實有效，安全防護配置是否具有足夠的耐用性，以及所設定的能耗等級是否符合節能需求等。同時，在變頻空調制造商、性價比等方面，要注重不同變頻空調品牌的不同優勢側重所在，在充分權衡制冷面積、制冷效果、預期的更新換代年限等要素后綜合確定，得出最優選擇。

4、結束語

綜上所述，在制冷空調系統的實際運行過程中，對電力資源的節約、能源的消耗、整體的運行效率以及精度的控制上都必須要遵循一定的原則，只有對各方面的因素進行綜合考量，才能有效實現制冷空調的節能效果。通過對一些節能技術和節能系統的分析和應用，進而選擇出最適合的變頻空調，以此提升制冷空調系統運行的效率，確保制冷空調系統運行的制冷效果能夠達到相應的要求和標準，進而有效實現節能環保的最終目標。

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作者簡介：陸福田（1984—），男，玉林市第一職業中等專業學校機電部教師，研究方向：中等職業教育、制冷、電子、機電專業課教學、職業教育培訓。