关键字：中央空调；变频改造；节能原理
实验环境及要求的提升也对实验室提出了更高的要求。保证施工质量及使用性能已成为实验室发展的必需要求。对于实验室来讲，中央空调是必备设备，对于保证实验室使用功能及增加舒适程度具有效果。但中央空调运行过程大量的能源损耗对能源也造成了极大浪费，如何实现节能是其运行的关键。笔者对中央空调机组运行中的变频改造及节能原理进行了说明，以实现对实验室空调机组节能控制及保证实验室使用功能。
1中央空调工作原理及控制策略分析
1.1中央空调工作原理说明
中央空调的发展及投入使用对提高实验室使用舒适度及功能具有极其重要效果。而就中央空调而言，其属于较为复杂的系统，一般主要由水系统及空气处理系统两部分组成。总体来讲，水系统主要由制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔等组成；制冷机组是其关键，主要功能是保证中央空调系统运行所需的冷负荷，是中央空调有效运行的关键。而冷却水泵、冷冻水泵及冷却塔可为空调实现水循环及能量交换起到积极作用，从而实现室内与室外的冷热交换，起到调节空气温度的作用。而对于中央空调空气系统，属于空调系统的末端装置，主要功能是通过空气循环流动，将空气热量通过冷却水实现传递并不断补充适量的新风对室内空气的温湿度进行调节，对保证空气质量具有重要作用。对于空调机组来讲，通过水系统不断的制冷及循环，实现对室内环境的控制，具体中央空调工作原理图见图1所述：
1.2中央空调运行控制策略讨论
对于中央空调运行控制而言，采用不同的控制策略，其节能效果不同。而基于中央空调机组的主要构成，冷水机组的控制对空调智能效果具有直接的影响。如目前冷冻机组常采用的控制测略有冷冻水恒压控制，水温差控制等。而风机系统控制常采用的方式主要有工频控制、冷却水回水恒温控制及冷却水温差控制等，在实际控制中，应结合实际情况及实验室设计确定合适的控制方式，以实现节能及保障控制安全。但使用该种方式，对能源的损耗较大，而使得其实验室使用费用较高，随着技术的进步，变频技术在中央空调机组节能使用提供了可能，也使得其应用范围得到了保证。
2变频技术基本原理及控制分析
2.1实验室中央空调系统采用变频技术的意义分析
对于实验室而言，其施工建设的目的在于满足人们居住及办公要求。尤其对于北方等地区的公共实验室设计施工中，中央空调安装及使用是其主要项目，但其使用过程中的能耗问题对实验室使用成本的增加起到积极作用。如何实现并进行节能设计应作为项目设计及施工重点进行考虑。变频技术的应用可实现对中央空调系统的节能改造。该技术可根据室内空气温度自动对空调运行功率进行调节，使得空调各组成部件运行功率得到最佳，以保证其节能及其功能实现，以降低实验室使用成本及提高经济效益。
2.2变频技术主要工作原理及其分析、
变频技术是这些年逐步发展并使用的新技术，该技术主要对电机转动中实现对电机转速等参数的自动调节，实现对空调系统的节能控制。一般情况下，对电机转速的影响因素主要有电源频率（f）、电机转差率（s）及电机极对数（p），上述三者之间的关系如下所示；
由以上公式可知，在空调系统运行中，对电任意改变上述三个变量中的一个，均能对电机转速起到调节与控制。而基于目前技术，其常用且较为有效的技术主要是通过对电机电源频率的调节实现对电源功率的调节，起到控制电机运行功率的目的，从而根据需求实现对中央空调的节能改造及优化使用。
而对于变频空调，其与常规空调机组的主要区别在于在普通空调机组的基础上增加了变频专用压缩机，同时对其实现了变频控制如变频空调机组基本实现在一定程度上的无级变速，可根据房间的冷热状态，及时自动实现对室内温度的自动调节，保证空调系统连续运转及为室内环境保持良好的稳定性。对于其基本工作原理来讲，压缩机利用三相异步电机电磁转矩实现调频。具体来讲，当电能通过整流滤波器后，可以实现交流与直流的转换，而在变频模块下，实现对变频电机的控制。如在室内温度急速降低或急速上升时，空调负荷增加，压缩机转速加快，制冷量也随之增加，实现对温度的控制。
3中央空调机组变频改造及控制策略分析
3.1中央空调机组冷冻系统改造
对中央空调机组冷冻系统实现恒温控制是控温的主要方式，而在实现对其控制时，一般采取回水温度信号作为其目标信号进行控制，使得压差值能够伴随回水温度的波动范围对空调系统进行适当调节。即当空调温度较低时，一般压差值也会相对较低，可减少冷冻泵的转速，使得起空调实现节能的目的。可以说，在中央空调变频控制中，不仅实现了对环境温度的控制，也实现了节能效果的保持。对于其改造，主要做法是在保证冷冻机组水流量的前提下，确定冷冻水泵的最小工作频率，即频率下限；冷冻机组水泵电机通过安装在系统管路上的温度传感器测量回水温度，并与系统设定值进行对比。当冷冻回水温度大于设定值时，变频器输出，电机高速运转，对环境温度实现快速调节，而当冷冻回水温度小于设定值时，变频系统通过自动调节，降低冷却水泵及冷却风机的温度，以实现节能的目的。
3.2中央空调机组冷却水系统改造
中央空调冷却水循环系统实现节能改造，其主要是通过温度传感器测量冷却水的进水温度及回水温度实现对电机工作频率的调节。如为保证空调系统正常运行，进水温度与回水温度一般控制在5℃左右。在变频控制中，当冷却回水温度与进水温度相差大于5℃时，冷却水泵及及冷却风机的电机加速转动，实现对进水水温与回水水温的控制，使之降低至5℃以下，在实现对环境温度智能调节的情况下实现节能的目的。常见的变频控制系统主要有PID控制器、变频器及电动机等组成。如前面所讲，通过安装在管路上的传感器及时传递至PID控制器，通过系统计算实现控制器输出，从而实现电机控制，实现节水流量的目的。
结束语
综上所述，中央空调控制是实验室项目设计的重要问题，而如何对其实施节能化改造应作为重点进行考虑，以免造成能源的过度浪费及增加实验室使用成本。笔者对中央空调工作原理及其控制技术进行了分析，并变频技术原理及在中央空调控制与改造情况进行了说明，以便为实现中央空调的节能化改造提供依据。总之，变频技术的使用使得空调节能系统在经济效益及节能改造实现了可能，也使得空调机组技术得到极大的发展。
参考文献
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论文作者:李佳杰,,彭金昇
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/11/1
标签：中央空调论文; 节能论文; 机组论文; 实验室论文; 回水论文; 温度论文; 电机论文; 《科技中国》2017年7期论文;