摘要：当今时代，随着社会经济发展及科技的进步，在提高了人们生活水平的同时，却也增加能源消耗。所以，现代各行业在发展中都非常注重“节能”二字。中央空调如今已经非常普及，无论是在公共建筑物中还是在家庭当中人们都常使用中央空调，它大大提高了人们的生活质量，但同时也增加了用电能消耗量。而为了降低中央空调的能耗，近年来人们将变频技术应用到了中央空调当中，研发出了变频中央空调，有效实现了空调的节能降耗。本文主要针对变频技术在中央空调节能降耗中的应用进行了浅要分析。
关键词：变频技术；中央空调；节能降耗；应用
1 前言
随着变频调速技术的发展，通过变频器进行调速已成为交流电机调速的主流方式，广泛应用于一般农业和工矿企业，如水泵、鼓风机、运输机械、农业机械。变频专用电机通过变频器变频调速控制，在使用过程中具有变速和节能双重优势，应用领域越来越广。
2 变频专用电机设计特点和节能优势
变频专用三相异步电动机设计时需考虑的主要因素：（1）变频调速电机运行在一个区间，不仅考虑在额定状态下具有较佳的性能，重点考虑在整个运行区间都具有较好的运行性能。（2）变频调速系统中，功率因数的高低对系统，尤其对变频器的工作状态影响大。低功率因数时，需要更大容量的变频器，同时，大容量变频器的使用会造成系统效率降低，谐波分量增加。（3）由于变频器的开关作用，使得电压，电流时间谐波增加，电机内部电磁谐波随之增加，定转子齿槽分布产生的齿谐波，在一定条件下可与电流时间谐波相互抵消，因此，定转子槽数，槽形及其尺寸设计应考虑减小磁场谐波分量。（4）变频电机可通过变频变压控制，满足对启动性能的要求，设计中，转子槽形只需考虑满足稳定运行时的最优性能来优化设计，转子的电阻和漏抗应尽量小。变频专用三相异步电动机较普通三相异步电动机在出力不变的条件下，其体积减少25%～30%，或电机功率密度增加25%～30%，同时，在调速范围内平均运行效率提高3%，平均功率因数提高4%，从而使变频专用三相异步电动机应用范围大大扩展，在风机水泵调速节能中得到广泛应用。
3 中央空调系统的构成
中央空调系统的工作过程，是对室内与室外不断进行热量交换及转换的过程，这也是其的基本工作原理。在一年四季不同时节，中央空调需要采用不同的水来进行能量交换，例如夏季需要采用冷却水进行能量交换，冬季需要采用冷温水进行能量交换。不过，虽然水不同，但是却是使用的同一个水循环系统。具体来说，冷冻水制冷是在冷冻机组中利用制冷剂并通过压缩机压缩成液态，然后送至蒸发器中，与蒸发器中的冷冻水进行热交换，再通过冷冻水泵将冷冻水送到冷却盘管中，通过风机吹送而制冷。经蒸发后制冷剂的热量释放在冷凝器当中，与冷却循环水进行热交换，冷却水则会带走冷冻机组释放的热量，再由冷却水泵将热量释放到大气当中，同时冷却塔内的冷却风机会加速冷却水与大气进行热量交换。中央空调就是通过上述系统循环来运行并达到调节室内温度作用的。
中央空调系统主要是由以下几个部分构成的：
3.1 冷冻机组
冷冻机组的主要作用是进行内部热交换，也就是对循环水进行降温，使其成为冷冻水，然后再送去各个房间当中，从而实现中央空调的制冷效果，因此我们可以将冷冻机组视为中央空调中心制冷源，这足以体现出了它的重要性。
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3.2 冷却水塔
冷却水塔的主要作用是向冷冻2机组提供需要的冷却水。
3.3 外部热交换系统
外部热交换系统主要是由冷冻水循环与冷却水循环这两个系统组成的，而前者主要包括冷冻水管道与冷冻泵，冷冻水先从冷冻机组流出，再流入冷冻泵进行加压，之后再送至各房间的冷冻水管道进行热交换，从而带走房间中的热量，达到制冷目的；后者则主要包括冷却水管道、冷却塔以及冷却泵，冷冻机组负责完成热交换过程，水温在冷却过程中释放出热烈为循环冷却水吸收，从而使冷却水温度提供，之后再送入冷却塔与大气进行热交换，最后再被送回至冷冻机组当中，循环往复。
3.4 冷却风机
冷却风机主要是由室内风机和冷却塔风机共同组成的，前者安设在各个房间里以加速房间内的热交换，后者则用来降低冷却塔的水温，从而加速热量散发。
4 变频技术在中央空调节能降耗中的应用
4.1 变频节能
在中央空调中应用变频技术是为了对中央空调系统进行节能改造，从而降低中央空调的能耗，达到节能降耗目的。而通过变频技术来控制水泵运行乃是实现中央空调系统节能改造的最有效途径。
4.2 功率因数补偿节能
交-直-交变频器一般主要包括整流、中间直流、平波、控制、驱动及逆变等几个电路结构，主电路的控制主要是通过控制电路完成的，而整流电路负责把交流电变成直流电，直流中间电路负责平滑滤波，逆变电路则负责把直流电逆成交流电。其中间滤波电路的电容使得水泵电机的功率因数得到了提升，从而增大了有功功率，同时降低了无功功率消耗，因此达到了节能降耗效果。
4.3 软启动节能
由于在中央空调的启动中应用变频技术及变频器时，电流是从零开始的，所以就算是达到了最大电流，亦是在额定电流之内而不会超过，这样就可以避免当电机直接启动时，电流因猛然增加数倍而造成严重冲击，损坏电网及用电设备。并且，这样也避免了大电流和震动损伤到阀门及挡板，从而延长了这些设备的使用寿命，节约了资源。
5 结束语
变频专用异步电动机利用变频调速系统进行控制，可改善风机、泵类电机系统调节方式，消除“大马拉小车”现象，通过合理匹配电机运行控制系统，做到电机运行控制系统的集成化、智能化、信息化。集成化是指提供电机与控制器集成化的产品给客户，即电力电子、电机与控制系统高度集成化，使三者从设计、制造到运行、维护都紧密地融为一体。通过不断加快技术创新、努力提高电机系统能效水平、扎实推进相关配套措施的落实，使变频电机系统节能成为最具潜力的节能方法。
参考文献：
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［2］黄威，黄禹．变频器的使用与节能改造［M］．北京：化学工业出版社，2011．3．
［3］徐继敏，马大海，赵付华．继续深挖变频节能的巨大潜力［J］．电气时代，2012．2，27-28．
论文作者:谭新亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/11
标签：中央空调论文; 电机论文; 热交换论文; 节能论文; 变频器论文; 冷却水论文; 谐波论文; 《基层建设》2018年第21期论文;