摘要：中央空调系统已成为现下人们日常生活中，不可缺少的一部分，其可以有效调节室内温度，为人们构建一个舒适、良好的空间环境。因此，为了进一步促进中央空调系统功能，使其应用范围得到有效的扩大，相关生产企业就要对其整个系统设计进行全面的优化，并将变频控制技术与中央空调水系统进行有机结合。
关键词：变频控制技术；中央空调水系统；应用分析
近年来，随着中央空调系统应用的不断普及，其所产生的能耗问题也变得越来越明显，据相关数据显示，我国中央空调的耗电量平均每年都占到总供电量的40％左右，因此，要想实现中央空调系统的节能优化设计，相关企业就要大力采用变频控制技术。本文也会针对该技术在中央空调水系统中的应用情况进行深入的分析，并结合实际需求，提出一些有效的完善措施，以便为相关人士作为参考借鉴。
1.变频技术概述
通常，变频器的工作原理主要是将工频电源频率进行平滑转换，以便实现对变频设备电机的有效控制。其中，主电路一般是利用控制电路进行控制，即先通过整流电路实现交流电向直流电的有效转换，然后再通过直流滤波电路来将整流电路输出变换为平滑稳定的直流电，最后再利用逆变电路将直流电转化成多频率的交流电。基于此，变频调速技术也是利用提升电机的输入频率来使电机的工作电流从零逐渐提高到额定电流值，以免电机在使用过程中因为直接启动而对电网造成伤害，同时，该技术还有效保护了电机设备，使之在任何工况下都能通过变频器对设备进行无级调速，进而使其实现能源的最小消耗。
2.中央空调水系统变频控制方案
2.1空调主机内部节能控制
该变频控制技术主要针对压缩机设备，进而使其随着室内负荷变化而自动进行功能调节，以便使自身保持长久的良好运行，且在低负荷条件下，还能节省约70％的电能。通常，中央空调系统若是采用多机并联制冷方式进行温度调节，则在非满负荷工况下，其要先启动压缩机，直到冷冻水出水温度低于80℃，且满负荷工作运行1 -1.5 h后，才能将部分压缩机关闭，而剩余压缩机则依靠变频调速来维持制冷量，这一过程中，冷冻水出水温度会处在在9 -12℃之间，其仍然可以引导空调系统发挥出制冷功能和节能功效。
2.2空调水系统节能控制
该变频技术一般是根据水泵输送能耗的变化来改善空调水系统中循环水泵的电机转速，进以实现整个水系统的节能控制。在这一过程中，需要采用以下两种常见变频控制方式，即压差变流量控制和温差变流量控制。其中，前者主要通过在供回水干管两侧安装压力传感器来进行压差信号的收集，然后再将该信号输入到变频器中，与原设定值进行对比，这样结合对比结果来适当调控循环泵的转速和流量，以便使供回水干管间压差保持长久的稳定。后者变频控制则是根据冷负荷变化，利用变频调速系统来对水泵的转速和流量进行控制，以期保证空调主机供回水出口温差值与相应的设计标准相吻合。
3.中央空调水系统中变频控制技术的有效应用
3.1二次泵系统中变频控制技术的应用
现阶段，中央空调水系统中所涉及的二次泵设备主要是采用台数控制方式或变频调速控制方式来进行。其中，台数控制方式只能改善水泵能量，减少其电能消耗。且改善后的水泵效率无法达到最高标准，因此，只有采用调速控制方式来对二次泵系统进行调节，才能达到理想的控制效果，因为该控制技术可以大大改善二次泵系统流量，使其保持长久的调节性和节能性。同时，调节后的变频调速水泵还可以延长使用寿命，实现软启动和环保性能，目前，在二次泵系统中采用变频调速技术的工程项目十分之多。
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在二次泵系统中，定速泵是最为核心的装置，其可以有效控制冷水机组蒸发器的水流量，使之保持始终保持平稳状态，同时，对于冷水机组的运行安全和运行效率也有着很大的推动作用。据相关实践证明，二次泵空调水系统一般适用于负荷特性差异大、系统内存大以及阻力较高的中央空调系统中，基于此，其在空调工程中所占的比例也是十分之小。就现代高层建筑而言，其在进行空调水系统设计时，一般会在高于地面100m处才考虑设计竖向分区，而大部分建筑空调水系统都是采用一次泵系统进行运行，所以为了让空调系统与建筑设计保持一致，就要大力采用变频控制技术，将其有效的引入到一次泵水泵控制中以及二次泵中一次泵控制和高层建筑低区水泵控制中，这样才能达到最佳的节能降耗目的，实现中央空调系统的可持续发展。
3.2一次泵变流量系统变频控制技术的应用
3.2.1冷冻水系统中的应用
首先，中央空调一次泵冷冻水系统中通过采用变频控制技术，大大保证了水泵设备的运行性能，减少了水泵选型过程中流量和扬程的浪费情况。因为在选购水泵设备时，其流量和扬程的计算都是按照限定计算值10%以上的数值为基准，这样当空调管路阻力小于水泵扬程时，水泵流量就会逐渐提升，久而久之很容易会降低水泵负荷运载能力，导致各种安全事故的发生，因此，必须对水泵流量进行变频调节，这样才能使中央空调冷冻水系统达到最佳运行状态。
其次，当空调负荷降呈下降状态时，若水泵流量随之发生变化，则证明就会节省大量的水泵功耗。因为冷冻水量随冷负荷一起变化时，对冷水机组效率影响十分之小，甚至没有任何影响。故要想法达到这一运行功效，就要采取变频控制技术对冷冻水流量进行合理的控制，这样才能保证冷水机组的正常运行，避免蒸发器受到外界温度所影响，而出现冻裂等不良情况。
最后，从我国民用建筑中央空调水系统运行现状来看，其普遍存在冬季热负荷低于夏季冷负荷的运行问题，而按照相应的设计标准，民用建筑冬季空调热水供回水温差应处在8-10℃之间，夏季冷冻水供回水温差应处在5℃范围内，这样就会使得冬季空调所需的循环水量低于夏季循环水量，如若降低空调冬季的运行成本，就要在夏季空调水系统中设置变频调速水泵，这样就会达到预期效果。
3.2.2冷却水系统中的应用
现如今，我国大部分地区都开始采用具备变频控制功能的中央空调水系统，这种系统主要是通过对冷冻水泵和冷却水泵的变频调速控制来实现相应的应用功能。例如，某市一五星级酒店，对其中一台55kW冷却水泵采用变频控制后，在一个季度中就节省了约474125kWh的电能，同期比，要比上一年系统用电率降低了约43％。运行费用也相对减少了约5万元；的费用。从该工程案例中可以看出，冷却水系统采用变频控制后，所发挥的节能效果十分显著。因此，变频控制技术在冷却水系统中的应用，不仅可以消除冷却水泵流量和扬程上的富裕量，而且还能降低冷水机组在负荷运行过程中的水泵功耗。但是在变频控制过程中，切记不可将水泵转速调得太低，并且由于冷却水量采用变频水泵调节时管路特性曲线不会发生变化，所以按照相应的变频工作原理，系统功耗与转速必须呈三次方正比，这样才能使冷却水系统在部分负荷运行状态下，也能有效降低水泵功耗。此外，冷却水在管路和设备上的水流压降会随着水流量的变化而发生变化，因此在某种环境下，冷却水泵转速的调节范围也可逐渐放大。
结束语
综上所述，为了进一步提升中央空调水系统的运行性能，使其真正达到节能降耗，相关设计人员一定要结合实际情况，合理采用变频控制技术和变频控制方案，对空调中一次泵变流量系统和二尺泵系统进行全面的优化控制，这样才能达到最佳运行状态，提高中央空调系统的高效应用率。
参考文献：
[1]胡凤琴，张九根.变频节能技术在中央空调水系统中的应用研究[J]电气应用，2017，09：130-131.
[2]张丽，于希.基于PLC和变频技术的中央空调控制系统改造设计[J]电机与控制应用，2017，05：58-59
论文作者:曾海军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：水泵论文; 系统论文; 中央论文; 技术论文; 负荷论文; 流量论文; 空调系统论文; 《基层建设》2018年第22期论文;