摘要：中央空调在城市建筑中被广泛应用，如何有效减少中央空调的能源损耗是现阶段需要迫切解决的问题，本文基于变频器设计下的中央空调节能设计进行探究，主要分析了中央空调节能改造的主要价值，提出了变频器在中央空调节能中的有效应用设计方案。
关键词：变频器；中央空调；节能应用
1 引言
随着科学技术的发展，中央空调已成为现代住房的主流，它可以实现取暖和制冷的效果。制冷过程中，中央空调的重要组成部分冷冻机组所起的作用是把冷冻水进行热交换，系统中的冷冻泵所起的作用是增加冷冻水压力并且进入循环系统的末端设备，这样就可以起到降温的作用，循环后的水最终流入冷冻机组中。在使用的过程中，中央空调主要存在的问题是：循环水温度过高会使得主机的工作条件降低，从而造成其热效率下降，损耗较大；流量的过大造成泵的阀门上的能量损失较大。一般情况下，泵的启动方式为直接启动，启动电流过大会造成对泵的损害过大，整个循环系统也会遭受很大的损失；泵不能实现软启动和软停止，整个泵的冲击现象较为严重。正因为中央空调在使用的过程中存在以上问题，所以要对其进行技能改造。
2 中央空调节能改造的主要价值
中央空调系统设计务必要根据天气温度最热时的最大负荷程度进行，并保留10－20％的温度余量，但实际安装设计过程中，绝大多数时间中央空调不会在满负荷状态下工作，这就会出现大量的温度富余，因此节能潜力巨大。其中，冷冻主机可依据负载变换进行加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵则无法随负载的变换来进行调整，这就导致了大量资源损耗问题的出现。水泵系统整体流量和压力差主要通过阀门和旁通调整来实现，这就表明中央空调实际工作中必定会出现较大的截流消耗以及大流量、高压力以及低温差等问题，既会损耗大量的电能，还会导致中央空调末端无法实现预期效果。为有效解决这一问题，应用变频器设备对其整体负荷进行改造，不仅能够降低中央空调运行过程中不必要的电能消耗，还能够有效延长中央空调电机系统、接触设备、机械配件、阀门以及管道的使用周期，对践行绿色环保、节能降耗的经济发展方式和城市建筑规划建设有至关重要的现实意义。
3 变频器在中央空调节能中的有效应用设计方案
3.1 冷冻水泵系统的闭环调控节能设计
冷冻水泵系统的闭环调控节能设计应用而言，主要包含制冷状态下的冷冻水泵系统的闭环调控节能设计和制热状态下的冷冻水泵系统的闭环调控节能设计两种。制冷状态下，为确保中央空调最末端冷冻水流量充足的情形下，明确冷冻泵变频设备运行的最小频率，将其设置成下限频率并锁定，变频冷冻水泵的频率调控主要利用安置在冷冻水系统回水主管道上的温度传感设备来监测冷冻水回水温度，在通过温度调控设备预先设置好的固定温度参数来调控变频设备的频率增长或降低幅度，其调控方法主要是冷冻回水温度高于设定温度时，则变频设备运行频率无极上升。而制热状态下，同制冷调控节能设计类似，不同的是冷冻回水温度务必要小于设定温度时，变频设备运行频率则无极上升，当温度传感设备监测到的冷冻水回水温度越高，则变频设备传出频率则越低。通过变频设备调控系统则可以实现以上功能，利用安置在冷冻水回水主管道上的温度传感设备则能够有效监测冷冻水的回水温度，并可以直接利用设置变频设备既定参数将系统温度掌控在需要的区间内。此外，就传统节能改造设计方案中首次工作时温度变化不充分等问题，务必要在变频设备调控系统中增设首次启动全速工作性能，利用设置变频设备参数可以让冷冻水系统充分交换一定时间，再依据冷冻回水温度对频率进行无极调速，此时变频设备传输的频率则利用监测回水温度和温度既定的参考数据通过PID即可得出。
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3.2 冷却水系统的闭环调控节能设计
就冷却水系统的闭环调控节能设计而言，在确保冷却塔中存在一定冷却水流量的状态下，利用调控变频设备的传出频率来调整冷却水流量，当中央空调冷却水出水温度较低时，则可以有效降低其流量，当中央空调冷却水出水温度较高时，则可以有效提升其流量，从而在确保中央空调正常运行基础下实现节能降耗的效果。现阶段实际节能设计过程中，在中央空调冷却水系统中应用丹佛斯变频设备，只要在冷冻水和冷却水中分别应用一台VLT调控设备进行切换，让两个系统中都处于可调整运行环境，当热负荷较低时，只有需要一台VLT调控设备即可满足较低运行频率的状态需求，一旦热负荷提高，应用一台电机无法满足现阶段使用需求时，而应用两台又存在富余，这时可以利用参数反馈调控给VLT调控设备发出开启另一台设备的命令，则VLT调控设备和切换调控设备会自动把原来工作在变频情况下的电机工作频率提升到工频50Hz左右，然后再将其从变频设备上阻断并直接连接到工频电源终端，再将第二台电机连接到变频设备上，让其达到平滑软运行，工作频率可依据实际由变频设备调整，当热负荷程度进一步提高，则切换调控程序持续重复，直到全部电机均进入运行状态，从而有效降低冷却水系统运行过程中产生的不必要的资源消耗，平均节电效率能够提升5％左右，节电率则可以达到20％～40％。由此可见，在应用VLT调控设备能够有效地降低和传统调控设备中选用的继电设备，在一定程度上提升了中央空调运行系统运行安全性和有效性，既能在最大程度上获得节能效果，还可以用最少的投资获取最大经济效益。
3.3 变频器参数设计和系统调试
变频器的参数设定主要包含上限频率、下限频率、基底频率、加速时间、减速时间、额定电流、启动频率、输出功率、智能模式的选择和操作模式的选择等。系统调试：把PLC、变频器及PLC特殊模块进行连接，然后把变频器的参数进行调试完成，在PLC软件中进行程序编制，在通电状态下进行程序导入，调节特殊模块的零点和增益，D1010调整值为2400～4000，此时变频器的输出频率为30～50Hz；D1010的频率增量为0.5Hz。手动调整完后，所采用的两个温度传感器与两个不同温度的线接触，观察变频器的界面所显示的变频器输出频率是否达到要求，若不符合要求，可以改变两个水温，最终保证出水温度差和频率输出值对应。若还不能满足要求，就再检查整个系统的接线是否正确、重设变频器的参数进行调整、检测PLC程序是否有误或是否与变频器的接口设定值相对应，最终保证满足要求。
4 结束语
随着现代科学技术的不断发展，变频设备在中央空调节能中的应用，不仅实现了中央空调电机的软起动运行，有效减少了起动运行时的冲击电流，减少了设备工作产生的噪音，大大延长了中央空调的使用周期，还在一定程度上改善了传统调整方法，有效提升了中央空调的工作质量和运行稳定性。因此，在世界资源逐步紧张的当今，大力推行并应用PLC调控设备以及丹佛斯变频器等先进节能设备，对实现新时代背景下绿色环保、节能降耗经济发展方式有着至关重要的促进作用。
参考文献：
[1] 王婷,梁志伟,刘海涛,应婷.基于PWM整流的商用中央空调变频器的研究与开发[J].大功率变流技术,2015(01):56-60+65.
[2] 关云珲. 基于PLC和变频器的水蓄冷中央空调控制系统设计[D].华中科技大学,2015.
[3] 周龙锋.PLC和变频器在中央空调水系统中的应用[J].数字技术与应用,2014(04):14.
[4] 张敏. 中央空调水循环变频节能控制系统的开发[D].苏州大学,2008.
[5] 唐子明. 中央空调变频节能技术研究及工程应用[D].重庆大学,2005.
论文作者:张文桥
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：中央空调论文; 设备论文; 变频器论文; 温度论文; 节能论文; 频率论文; 回水论文; 《电力设备》2018年第16期论文;