制冷空调系统中的变频技术与节能方案分析论文_张恒1,邱莹2

制冷空调系统中的变频技术与节能方案分析论文_张恒1,邱莹2

1.沈阳众鑫格力电器设备有限公司 辽宁沈阳 110091;

2.沈阳盛世新兴格力电器销售有限公司 辽宁沈阳 110021

摘要:在制冷的空调系统中,不同的消耗设备,其能源消耗也会有着很大程度上不同。传统的制冷的空调系统对能源的消耗是非常大的,尤其是对电能的消耗,这对经济效益的提升,造成了严重的影响。对此,必须采取相关的解决措施,将变频技术有效地应用在制冷空调系统中,对制冷控制系统进行改造和升级。基于此,文章就制冷空调系统中的变频技术与节能方案进行简要分析。

关键词:制冷空调系统;变频技术;节能方案

1.中央空调制冷系统的构成

中央空调的制冷系统主要由主机制冷系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统组成,下面我们就分别介绍各个系统的特点及工作原理。

1.1主机制冷系统

主机制冷系统是中央空调实现制冷功能的核心部分,其主要元器件有蒸发器、冷凝器、冷冻主机等。中央空调的主机制冷系统的工作原理是:冷冻机组通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换,将冷冻水制冷,然后冷冻水泵将冷冻水送到各风口机风口的冷却盘管中,由风机吹送冷风达到降温的目的。

1.2冷冻水循环系统

冷冻水循环系统是连接主机制冷系统的第二道制冷系统,其主要构件有冷冻泵、冷冻水管道等。其中,冷冻泵的作用是将由主机制冷系统流入的冷冻水进行加压处理,然而再将其输送到冷冻水管道中。冷冻水管道的作用是引导冷冻水顺利进入风机盘管位置。当风机盘管将冷风吹出并带走室内热量后,冷冻水因吸热而升温,此时冷冻水又将重新回到冷冻水管道中并再次流回到冷冻主机之中,如此一来就建构起了冷冻水的循环利用系统。

1.3冷却水循环系统

冷却水循环系统的主要作用是使制冷主机降温,其主要的元器件有冷却塔、冷却泵及冷却水管道三种。其中,冷却泵的作用是对冷却水进行加压处理,以便于其顺利进入到冷却塔之中。当冷却水进入冷却塔之后,冷却塔便会对其进行冷却处理,并将其通过冷却水管道输送到制冷主机当中,从而吸收制冷剂释放出的热量,以实现冷冻主机降温效果。而吸收热量的冷却水则再次通过冷却水管道重新回到冷却循环系统之中。

2.采用变频技术对中央空调制冷系统实现自控的意义

变频技术有非常多的优点,如节能显著、保护完善、控制性能好、过载能力强、使用维护方便等特点,变频技术已成为空调制冷系统的主要应用技术。

空调制冷系统中变频器的工作原理就是用交流电源对设备进行变速处理,由控制电路对主电路进行控制,然后再将整流电路转换成交流电路。根据变频技术不同的工作运行方式可以将变频器分为电压型变频器和电流型变频器。按照电动机的实际转速所对应的电源频率来通过变频器将正在运行的系统进行转换,输出与系统较符合的频率,同时也可以使得电动机有着相对应的输出转矩,进而达到控制电动机转矩的目的。而系统则通过控制电动机的运行时间和运行顺序使得电动机的速度可以得到较大程度的提升,这样不仅仅会提高空调制冷系统中变频器电动机的使用寿命,更可以很大程度地提高系统的工作效率。

而变频技术应用于空调制冷系统中,会产生非常大的作用,能够按照客户需求量来使用,可以节约大量的用电量和电费。避免重复地启动和停止,减少对电网和设备电气的损坏,可以极大地降低设备的磨损率,减少因设备维修而带来的不便,同时也可以减少用电高峰,从而避免增加电网的压力。

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3.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析

3.1制冷压缩机的应用

制冷压缩机的耗电量约占制冷空调系统的45%左右。然而,在实际工作的过程中,若是平均热负荷大约的峰值热负荷得60-70%,即只有压缩机容量的50%-60%,造成压缩机在大部分时间在低负载下运转。因此,对于大型的制冷空调系统,在制定节能方案的时候,可以利用活塞式、螺旋式、离心式等类型压缩机,并且根据制冷空调系统运行的状态,做出相应的调节,满足不同环境对制冷空调系统的需求。若是利用变频技术对其制冷速度进行相应的调节,电机的负载损耗、固有损耗和其它损耗有所下降,这样电机的电流和电压运转的速度也会有所下降,运行参数的准确性,也会有着很大程度上的提升。所以,变频技术代替节流的调节方式,可以有效的起到节能的效果。

3.2循环水泵的应用

循环水泵是制冷空调系统的重要组成部分,在整个制冷空调系统运行的过程中,循环水泵的耗电量大约占整个系统的25%左右。因此,制冷空调系统的节能必须要考虑到循环水泵的节能措施。当前制冷空调系统主要采用VM系统(南方泵业股份有限公司的一种水泵类型),在运行的过程中主要根据系统负荷的大小来进行自动调节。但在实际的运行过程中却发现,循环系统的水泵的选型、调控的方式与制冷机组和用户脱节,在这种情况下,循环水泵的控制效果不佳,同时能源效率上也会产生诸多的问题,造成运行效率低问题,甚至会引发VM节能系统故障,整体的节能效果不好,制约了制冷空调系统的稳定发展。对此,必须采取有效的解决措施,将先进的变频技术合理应用到制冷空调系统中,切实有效地解决VM系统的节能问题。如引入变频器技术应用热量平衡关系式,并对制冷量与水流量实施自动同步调节,从而实现在全流量范围内进行有效的调节,平均每年可以节电达到50%左右。

3.3变频空调的应用

变频空调主要是采用先进的变压变频技术,在其内部装设变频控制器,事先改变空调的压缩机转速,以及采用室内外温度连续调节制冷量、制热量的方式,当然在此过程中应将人体的舒适度作为调节的准则,对其进行有效的控制,保证室内温度的连续曲线跟随设定的温度曲线,从而达到节能、舒适、降噪音的目的,为人们营造一个健康、舒适的生活环境。

变频空调在制冷空调系统中的应用,主要有以下几方面优点。①在低温的环境下,有着较高的制热能力。此过程主要是通过提高压缩机的工作频率来提高制热量,一般情况下,制热量可以达到同类空调器的1.5倍左右,是传统空调器无法比拟的。②具有自动启动的功能,如,在突然停电后再来电的情况下,如果是传统空调器的话,则需要手动进行启动,才能保证制冷空调器的正常运转;而在变频技术应用下的空调系统,将打破传统空调器的限制,在来电的情况下可以自动启动并进入正常的运行轨迹,从而保证制冷空调系统运行的稳定性。③制冷或制热速度快。空调系统对制冷或制热速度的要求较高,在变频技术应用之后,变频空调器在每次启动的过程中,都会先以最大额功率启动,最大的风量进行制冷或制热,在迅速达到设定的温度之后,压缩机将会降低转速,并转至低能耗状态运转。

综上所述,在低碳经济发展战略目标的指导下,中央空调制冷系统也需进行一系列的改造,以契合节能减排的实际要求。文章通过对制冷压缩机的应用、循环水泵的应用、变频空调的应用等几方面的分析,以此提升制冷空调系统运行的效率,提升制冷空调系统运行的制冷效果,从而达到节能环保的目的。

参考文献:

[1]杨元凯.变频技术在中央空调制冷系统中的应用[J].南方农机,2016,47(10):114-115.

[2]罗斌.变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析[J].橡塑技术与装备,2016,42(04):30-31.

[3]姚遥.中央空调变频节能系统研究[D].武汉理工大学,2015.

论文作者:张恒1,邱莹2

论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期

论文发表时间:2018/6/4

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