【摘 要】隨著社會(huì)的發(fā)展，大型建筑中，暖通空調(diào)憑借其各方面優(yōu)勢逐漸取代傳統(tǒng)空調(diào)走進(jìn)人們的視野，但是暖通空調(diào)的能耗問題卻不可小覷，變頻器在暖通空調(diào)降低能耗方面具有重要的作用。

【關(guān)鍵詞】變頻器；暖通空調(diào)；能耗

一、前言

文章簡述了暖通空調(diào)的作用、影響及其節(jié)能上的重要性和可行性，同時(shí)結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論知識(shí)，對變頻器技術(shù)在節(jié)能空調(diào)上的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

二、暖通空調(diào)的作用及產(chǎn)生的影響

1.暖通空調(diào)的作用

安裝暖通空調(diào)是為室內(nèi)提供舒適的工作和生活環(huán)境。其作用主要包括控制空氣溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等。在正常的舒適性空調(diào)中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感為目標(biāo)，在恒溫恒濕或有清潔要求的工藝性空調(diào)室內(nèi)，主要以滿足生產(chǎn)工藝為標(biāo)準(zhǔn)。

2.暖通空調(diào)對人體的影響

由于建筑物的密閉性逐漸增加，裝修檔次也越來越高，從而導(dǎo)致室內(nèi)污染物的滯留量增加及延長停留時(shí)間。如煙霧、病菌及從家具、墻面、地毯和油性漆中散發(fā)出的多種致病化學(xué)物質(zhì)，加上通風(fēng)換氣量的明顯不足，空氣在室內(nèi)循環(huán)造成室內(nèi)空氣品質(zhì)嚴(yán)重不合格。如何才能有效地解決空調(diào)房間存在的空氣品質(zhì)問題，已引起人們的廣泛關(guān)注。通過通風(fēng)換氣向室內(nèi)提供大量新鮮空氣，是改善空氣質(zhì)量的有效措施。但同時(shí)意味著增加新風(fēng)負(fù)荷。利用增加新風(fēng)量和排風(fēng)進(jìn)行熱交換可以解決這一問題，從而減少空調(diào)的運(yùn)行耗能。

三、暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的重要性和可行性

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發(fā)達(dá)國家已達(dá)到40%，據(jù)統(tǒng)計(jì)在湖南省也達(dá)到27.8%。在城市遠(yuǎn)高于這個(gè)比例。而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%-50%，且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進(jìn)一步增大。這勢必會(huì)使能源供求矛盾的進(jìn)一步激化。另一方面，現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時(shí)也帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題，如在我國的一些地區(qū)酸雨、飄塵問題呈日益嚴(yán)重之勢，對生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來了很大影響。

以湖南長沙地區(qū)為例，2003年夏季電力系統(tǒng)最大負(fù)荷大約為160萬千瓦，據(jù)有關(guān)部門推算，其中空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷就占了約60萬千瓦。在最熱的夏天，如果對暖通空調(diào)系統(tǒng)采取節(jié)能措施，不僅可以大大緩解電力緊張狀況，同時(shí)對于降低不可再生能源的消耗、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、維持可持續(xù)發(fā)展、振興湖南經(jīng)濟(jì)等都有著重要的意義。根據(jù)暖通空調(diào)行業(yè)的研究成果，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗是驚人的，如果采用節(jié)能技術(shù)，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20%-50%完全可能。顯然，如果對長沙地區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)和建筑系統(tǒng)采用節(jié)能措施，那么即使遇到今夏那樣的炎熱天氣，長沙也不會(huì)超過現(xiàn)有電力系統(tǒng)峰值而停電了。

四、變頻器的單元構(gòu)成分析

1、變頻器。由于控制對象為冷卻水泵和冷凍水泵，故本方案選用適合風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載使用的三菱新一代FR一700型變頻器。此種變頻器內(nèi)置噪聲濾波器，帶有浪涌電流吸收回路，還具有最先進(jìn)的壽命診斷及預(yù)警功能，安全系數(shù)大，并有手動(dòng)和自動(dòng)兩種功能，手動(dòng)信號(hào)由變頻電柜面板上的電位器產(chǎn)生，自動(dòng)信號(hào)則由溫度控制器或智能壓力變送器的輸出4一20mA電流構(gòu)成。電機(jī)運(yùn)行時(shí)的上下限頻率和瞬時(shí)停電再啟動(dòng)運(yùn)行功能均可在控制面板上直接設(shè)置實(shí)現(xiàn)。同時(shí)FR一700自帶有節(jié)能監(jiān)視功能，通過操作面板、輸出端子（0-1OV，4-20mA）和人機(jī)通信即可讓節(jié)能效應(yīng)一目了然。

2、溫度控制器。冷卻水系統(tǒng)中冷凝器進(jìn)水溫度的檢測選用富士PXR9型溫控器。該溫控器具自我檢測功能和記憶體保護(hù)，停電后可維持各設(shè)定值，同時(shí)自帶報(bào)警功能和計(jì)時(shí)功能。使用時(shí)，可通過溫控器控制面板上的一點(diǎn)開關(guān)量ON/OFF及上下方向鍵，改變各參數(shù)設(shè)定值。這里對冷卻水系統(tǒng)設(shè)置了超溫延時(shí)報(bào)警，因此，當(dāng)冷凝器進(jìn)水溫度高于警報(bào)功能中設(shè)定的溫度上限值時(shí)，計(jì)時(shí)功能啟動(dòng)，延遲一段時(shí)間后，如水溫仍偏高，溫控器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，輸入PLC，相應(yīng)保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作。

3、壓力變送器

冷凍水系統(tǒng)中系統(tǒng)進(jìn)、出水壓力差的測量一般采用差壓型ST3000智能變送器，該變送器精度達(dá)0.1級(jí)，并具有遙控設(shè)定、數(shù)據(jù)通信、自診斷等功能。安裝時(shí)將差壓測點(diǎn)設(shè)在冷凍水系統(tǒng)的供、回水于管之間，將智能現(xiàn)場通訊器（SFC）安裝在控制室內(nèi)，系統(tǒng)投人使用后，借助于SFC，在控制室內(nèi)就可對現(xiàn)場的變送器進(jìn)行重新標(biāo)定、校準(zhǔn)和組態(tài)，還可實(shí)施先進(jìn)遠(yuǎn)程診斷，大大方便了控*。系統(tǒng)的使用和維護(hù)管理。同樣冷凍水系統(tǒng)設(shè)置了低壓報(bào)警，因此，當(dāng)供回水壓力低于設(shè)定的下限值時(shí)，變送器即通過SFC發(fā)出報(bào)警信號(hào)輸人PLC，相應(yīng)保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作。

五、變頻調(diào)速技術(shù)在空調(diào)器中的應(yīng)用

針對空調(diào)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，再加上電力電子技術(shù)及微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的應(yīng)用日益廣泛因此在空調(diào)控制系統(tǒng)中采用變頻技術(shù)也是不可避免的這就給我們提供了一種既能達(dá)到控制要求又能節(jié)約能源的方法。

1.節(jié)能省電、電壓適應(yīng)性強(qiáng)。變頻空調(diào)器采用模糊控制技術(shù)調(diào)節(jié)制冷（熱）能力，壓縮機(jī)由于不停機(jī)而減少頻繁啟停造成的損失。同時(shí)壓縮機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，采用低頻啟動(dòng)，一般在20-30HZ之間，從而降低了啟動(dòng)電流，減少了功率消耗，然后很快在低頻狀態(tài)轉(zhuǎn)入高頻狀態(tài)，在很短的時(shí)間里達(dá)到室內(nèi)設(shè)定溫度，然后壓縮機(jī)在長時(shí)間處于低頻工作范圍內(nèi)，機(jī)組的功率降到最小，以保持室溫。另外變頻空調(diào)還可以根據(jù)外界環(huán)境負(fù)荷的變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到控制要求，這就避免了運(yùn)行參數(shù)的單一化而帶來能源的浪費(fèi)。因此變頻空調(diào)節(jié)能效果明顯，比普通空調(diào)節(jié)電20%-30%。變頻空調(diào)的電壓適應(yīng)性很強(qiáng)，工作電壓在187-242V之間，這一點(diǎn)更適合在電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定的地區(qū)使用。這是由于變頻空調(diào)器采用自動(dòng)控制技術(shù)對壓縮機(jī)輸入電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，所以當(dāng)電網(wǎng)電壓偏高或偏低時(shí)機(jī)組仍能正常工作。

2.制冷快速、舒適性好。變頻空調(diào)器開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)組經(jīng)低頻低速啟動(dòng)，然后很快進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可達(dá)到正常轉(zhuǎn)速的2-3倍，故比定速空調(diào)能更快達(dá)到設(shè)定溫度。當(dāng)室溫接近設(shè)定溫度時(shí)，機(jī)組在不停止壓縮機(jī)工作狀態(tài)下，通過調(diào)整壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)室溫，這樣就可以創(chuàng)造出溫度變化不大的舒適環(huán)境。

3.超低溫制熱、快速除霜。一般空調(diào)器，當(dāng)室外氣溫低于0℃時(shí)，制熱能力大幅度下降，在-12℃時(shí)出力只有額定值的35%左右。但變頻空調(diào)則可根據(jù)室外溫度的變化自動(dòng)改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，在室外溫度低的情況下，通過提高運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，達(dá)到提高制熱能力的效果，在-12℃時(shí)出力可達(dá)到額定值的70%左右。在低溫的情況下，一般空調(diào)器室外機(jī)除霜停機(jī)需5-15分鐘，在此期間室內(nèi)機(jī)停止供熱。而變頻空調(diào)器則利用微處理器控制電子膨脹閥，除霜時(shí)，電子膨脹閥全開，壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，利用壓縮機(jī)排氣的溫?zé)岢瑥亩鴮?shí)現(xiàn)不間斷供熱快速除霜。

4.噪聲低，除濕功能合理。變頻空調(diào)器采用變頻雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)和變頻直流電機(jī)，使壓縮機(jī)從低速到高速都能平衡地運(yùn)轉(zhuǎn)，加之長時(shí)間的低頻運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)使室外機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。室內(nèi)機(jī)也沒有頻繁啟停的聲音，同時(shí)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著壓縮機(jī)的工作頻率可在多檔范圍內(nèi)變化，從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)的低噪聲運(yùn)行。變頻空調(diào)的除濕功能，主要是除去房間空氣中的含濕量而不降低溫度，可根據(jù)房間的濕度要求設(shè)定濕度值。除濕時(shí)機(jī)組相當(dāng)于制冷時(shí)的1/3頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，以較小的輸入功率達(dá)到除濕效果，不僅經(jīng)濟(jì)合理而且還提高了舒適性。

六、結(jié)束語

變頻器在暖通空調(diào)上的應(yīng)用對于暖通空調(diào)的節(jié)能性具有重要作用，但是相比國外的先進(jìn)技術(shù)，我們還要一定的差距，需要不斷努力。