摘要：本文通过对老龄船舶空调器系统的现状分析，设计使用变频器技术实现对现有空调其系统进行改进，延长设备和电机的使用寿命，提供安全、可控的空调保障提高空调保障能力，达到实现节能减排的目的。
关键词：空调系统；变频；可行性
引言
频率是物体的固有属性，物体振动频率、电磁波频率、声音频率等。采用变频技术可达到高功能和节能，可变频技术是应用电机无级调速的需要而发展过来的，现在船舶设备中也广泛应用。
1、某船空气调节系统的现状
某老龄船空气调节系统主要由螺杆式压缩制冷机组、空调机组系统、末端使用单位等组成，其工作原理是通过冷媒水盘管对空气进行冷却或加热，利用水泵机组进行抽吸进行冷媒水热交换循环，从而达到空气调节的目的。空气调节器系统的执行机构是采用交流电机驱动的，利用阀门、风闸等部件对系统的压力、流量、送风量等参数进行控制，当环境温度变化过大，冷热负荷变化过大时，只能通过使用末端布风器开关来控制调节室内的温度，这种系统不仅调节效果不够理想，室内外温度波动也大，由于船舶船龄较长，所采用的空调是螺杆式压缩机，空调器运行时都是满负荷运行，在夜晚人员休息后空调器也在全负荷工作，这样既造成了能源的浪费，同时也容易造成设备容易损坏，也给该船空调保障带来了诸多不便和不安全因素，而且造成了大量能耗消损，浪费大量的能源。
2、变频器技术控制原理
2.1 什么是变频技术
交流电三大要素之一就是频率，它是指交流电每秒钟内电流方向改变的次数，单位为赫兹，生活中常用的交流电是正弦波电流，其频率为50赫兹，亦称工频。通过改变交流电频率的方式实现交流电控制的技术就称为变频技术。
2.2变频控制原理
从电工学可知，交流电动机的转速与其频率是成比例的。其公式为：
n=60f(1-s)/p
式中：
f:是交流电动机的工作频率
S：为电动机转差率
P：为电动机的极对数
显然，转速n与频率f成正比，只要改变频率f，即可改变电动机的转速n，当频率f在0～50赫兹的范围内平稳内的变化，电动机转速n调节范围就非常的宽，且实现了软起动、无级调速的要求，这就是变频控制的原理。
3、变频技术在船舶空气调节技术上的应用分析
变频器是将标准的交流电传换成频率、电压可变的交流电供给原电动机，并对电动机的转速和输出功率等进行调节的装置。采用变频器在老龄船舶空调系统中进行设计应用，既可延长设备和电机的使用寿命，也可提供安全、可控的空调保障做好可行性论证分析。
3.1运用变频调速在空调风机、水泵上理论分析
电机轴功率N与风机、水泵流量Q和压力H之间的关系如下：
图1 H-Q曲线
3.2变频器系统控制方案分析
如图所示负反馈控制中，变频器和电机、风机和水泵一起作为控制系统的执行器，并和传感器、控制器及被控制对象共同构成一个完整的控制系统整体。大部分变频器应用都可以归结为这种运行模式。可见变频器在实际应用中是以一个子系统的角色融入大系统中进行协调运行的，控制系统最终的性能取决系统结构，即控制系统的四个环节之间的相互联系、影响、制约和关联。
变频器构成的控制系统，跟踪的是与系统变化过程特点密切相关的特征参数，以克服干扰造成的影响。变频器和电机、供水泵等组成的执行环节，其实就是调节能量流，跟踪参数变化，起到控制效果，满足调节能的要求。
3.2变频器控制在空调器应用可行性分析
以某船空调制冷机组淡水泵变频子系统为例，它的水温取决于蒸发器的设定值，回水温度取决于蒸发器接受的热能量，空调的冷媒水出水温度与冷媒水的回水温度设计最大温差为7度（出水温度为8度，回水温度为15度）在蒸发器的出水管和回水管上装有检测温度的变送器，它与温度调节器、控制器和变频器组成闭式控制系统，通过感受冷媒水的温差来控制淡水泵的转速，达到调节热负荷的目的。当第一台电动机已经达到变频但达不到要求时就可以启动第二台电动机，变频机运行，然后调控第一台电动机。这样不断调整控制，使其达到最佳效果。
如果在变频状态运行时，某一台发生故障时（如电动机过载），则系统自动切换到另一台进行变频启动运行，同时发出声光报警显示故障。这是若冷媒水超低温或冷媒水压力偏低，则分别由温度控制器和压力控制器发出报警信号。
4、结论
通过上述分析可以看出，船舶上空调器风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能是老龄船舶节能的一项重点推广技术，利用变频器对老龄船舶空调系统中的风机和泵类等设备进行控制研究，不仅能够取得显著的节能效果，而且能保证系统的安全运行，是一种理想的调速控制方式，对老龄船舶的空调保障具有很高的经济适用性、推广性。
参考文献
[1]《变频器的应用技术》杨一平.
[2]《变频器技术与原理》吕 汀.
[3]空调器使用说明书.
论文作者:朱祥红
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/25
标签：变频器论文; 频率论文; 系统论文; 船舶论文; 电动机论文; 老龄论文; 空调论文; 《防护工程》2018年第2期论文;