■曹 開，楊小東 ■保定天威英利新能源有限公司，河北 保定 071000

中央空調(diào)是一項系統(tǒng)性的工程，主要由制冷器、冷卻冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管和散熱水塔組合構(gòu)建而成。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人均消費(fèi)水準(zhǔn)也在不斷的上漲，中央空調(diào)的在夏季的應(yīng)用數(shù)量非常的龐大，所以會產(chǎn)生非常大的電能消耗，甚至?xí)╇姲踩a(chǎn)生影響。據(jù)不完全統(tǒng)計在大型的樓宇中，中央空調(diào)的耗電量甚至?xí)_(dá)到樓宇總耗電量的百分之五十以上。因此對中央空調(diào)的節(jié)能研究成為了緩解我國電力壓力的主要措施，通過對變頻電機(jī)在中央空調(diào)的節(jié)能應(yīng)用研究，可以有效的減少電能消耗，提高電能的利用效率，并且緩解電能的供需矛盾，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)中存在的不足

1.1 空調(diào)負(fù)載設(shè)置不合理

中央空調(diào)的負(fù)載在出廠時設(shè)置的空調(diào)負(fù)載量都比空調(diào)的額定功率大了百分之二十以上，這種設(shè)置是為了保證無論外界的氣溫多高，空調(diào)都會正常的運(yùn)行，但是中央空調(diào)在日常的使用中根本達(dá)不到日常功率，所以空調(diào)在運(yùn)行時始終處于超量運(yùn)行的狀態(tài)，制冷效果可以自動調(diào)節(jié)，但是空調(diào)中水泵的泵水量是不會發(fā)生改變的，所以就造成了資源上的浪費(fèi)，而且氣溫也是隨時在變化的，在氣溫的變化過程中也會產(chǎn)生能源的浪費(fèi)［1］。為了能夠使中央空調(diào)達(dá)到節(jié)能的目的，就需要從源頭上進(jìn)行改變，因為電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是由廠家固定設(shè)置的，所以在運(yùn)行時增加了中央空調(diào)的能耗。

1.2 冷卻水系統(tǒng)的不足

冷卻水電機(jī)在設(shè)計時它的泵容時按照最大換熱量的情況進(jìn)行設(shè)計的，但是在實際情況中，由于晝夜溫差的變化，導(dǎo)致了實際換熱量根本不可能達(dá)到最大換熱量，所以冷卻水電機(jī)的運(yùn)行容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了實際的工作情況，而冷卻水的目的就是為了把冷凝器中的熱量吸收掉，保證制冷效果就可以了，所以冷卻水的流量根本不需要太大就可以達(dá)到工作目的。但是冷卻水電機(jī)的轉(zhuǎn)速卻是固定的，只能通過節(jié)流閥來進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，這樣就產(chǎn)生了能耗。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和冷凍水的流動速度相關(guān)，轉(zhuǎn)速越高，冷凍水的能耗也就越高［2］。電動機(jī)轉(zhuǎn)速過快會導(dǎo)致冷凍水的循環(huán)速度加快循環(huán)次數(shù)增多，這種情況導(dǎo)致了冷凍水的熱交換不徹底。

1.3 空調(diào)電機(jī)的頻繁啟停會影響空調(diào)使用壽命

對于長期工作的中央空調(diào)來說，電機(jī)的經(jīng)常性啟停會直接影響到空調(diào)的工作壽命，電動機(jī)在啟停時會產(chǎn)生非常大的電流，電流超過的額定電流就會導(dǎo)致觸電和接頭的溫度過高，直接燒毀部件，使空調(diào)的使用壽命受到了影響。

2 變頻電機(jī)的調(diào)節(jié)原理

2.1 基本工作原理

變頻電機(jī)在中央空調(diào)系統(tǒng)中有交到交、交到直到交這兩種形式，交到交這種形式的變頻是把工作頻率的交流直接轉(zhuǎn)換為電機(jī)應(yīng)用的交流電，進(jìn)行直接變頻［3］。交到直到交是把工作頻率的交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡谟芍绷麟娹D(zhuǎn)變?yōu)殡姍C(jī)工作的交流電，進(jìn)行間接變頻。

2.2 電機(jī)變頻調(diào)速的功能

因為電機(jī)設(shè)置的功率的轉(zhuǎn)速是恒定的，導(dǎo)致冷凍水的運(yùn)行速度過快，水流交換時間明顯縮短。而冷凍水的運(yùn)行速度直接由電機(jī)的轉(zhuǎn)速決定，所以電機(jī)的轉(zhuǎn)速直接決定了輸出功率，電機(jī)轉(zhuǎn)速與水流輸出功率是成正比的狀態(tài)，水流輸出功率也是與供電頻率成正比的。轉(zhuǎn)速下降了，水流輸出的功率也就下降了，冷熱交換的效果也就會更好。

2.3 變頻式電機(jī)的啟停功能

電機(jī)在直接啟動時會產(chǎn)生巨大的電流，這種電流不僅會影響到空調(diào)的使用壽命還會對電網(wǎng)造成影響，而且電機(jī)在啟停時有可能造成空調(diào)內(nèi)水管的破裂［4］。而變頻式電機(jī)帶有的軟啟動功能可以使電機(jī)在啟動時的電流慢慢上漲，而且電流不會超過工況的最大限制電流，極大的延長了空調(diào)的使用壽命，降低了電能的損耗。

2.4 變頻式電機(jī)的節(jié)能原理

變頻式電機(jī)可以自動控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制冷卻水的流量，使空調(diào)的冷卻水在進(jìn)行循環(huán)時可以有效的保證熱交換效率，保證水流量可以根據(jù)實際的熱能負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，使電機(jī)的能耗極大程度的減小了，節(jié)約了中央空調(diào)在使用時的電能消耗。

3 變頻式電機(jī)在中央空調(diào)中的應(yīng)用

隨著變頻節(jié)能技術(shù)受到人們的關(guān)注程度越來越高，變頻式電機(jī)在中央空調(diào)中的應(yīng)用也越來越廣泛，在中央空調(diào)中應(yīng)用變頻式電機(jī)可以起到非常好的節(jié)能作用，變頻式電機(jī)主要體現(xiàn)出的節(jié)能優(yōu)勢就是在電機(jī)轉(zhuǎn)速的自動控制上，傳統(tǒng)的空調(diào)電機(jī)在出廠時就已經(jīng)被設(shè)定了固定的轉(zhuǎn)速，不能根據(jù)實際狀況進(jìn)行調(diào)整，但是變頻式電機(jī)可以自動的調(diào)節(jié)與工作狀況相匹配的轉(zhuǎn)速，保證了水流流速可以隨意變化。在變頻式電機(jī)應(yīng)用時可以節(jié)省去中央空調(diào)中控制閥體的應(yīng)用，避免了閥體在進(jìn)行節(jié)流時產(chǎn)生能耗。變頻式電機(jī)對空調(diào)中水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的水流進(jìn)行調(diào)節(jié)比原本的閥體調(diào)節(jié)效果更好，同時還減少了空調(diào)故障的發(fā)生幾率，使整個中央空調(diào)的運(yùn)行情況都得到了改善［5］。

3.1 變頻電機(jī)在送風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

中央空調(diào)是經(jīng)過一系列的運(yùn)行把冷風(fēng)吹入到目的地點(diǎn)，使之到達(dá)降低溫度的目的，所以改變送風(fēng)量可以有效的控制室內(nèi)的溫度，如果空調(diào)內(nèi)水系統(tǒng)的溫度恒定，那么就可以通過改變送風(fēng)量來達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。變頻式電機(jī)的變速控制，可以調(diào)整風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，使電力消耗明顯減小，并且還會降低空調(diào)機(jī)組工作人員的工作強(qiáng)度，使風(fēng)機(jī)的啟動更加平穩(wěn)。

3.2 水泵的變頻控制

在水泵的管道上安裝溫差檢測系統(tǒng)，這樣就可以與變頻式電機(jī)形成密閉的環(huán)形控制系統(tǒng)，實施的對冷卻水的溫度進(jìn)行監(jiān)測，自動控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，使溫度始終控制在恒定的范圍，水泵的轉(zhuǎn)速也可以隨著溫度的變化而進(jìn)行變化［6］。而且變頻式電機(jī)可以實現(xiàn)水泵的平緩啟停，實現(xiàn)供電電流由大到小或者由小到大的緩慢變化，降低了電流對空調(diào)電機(jī)以及電網(wǎng)的沖擊，延長了空調(diào)的使用壽命。

4 結(jié)束語

變頻式電機(jī)在中央空調(diào)中的應(yīng)用節(jié)能效果非常明顯，變頻式電機(jī)可以通過改變電壓來控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，有效的節(jié)約了電能。在水循環(huán)系統(tǒng)中，變頻電機(jī)可以根據(jù)空調(diào)的負(fù)荷需求對水系統(tǒng)中管道的水流量進(jìn)行實時控制，改善了空調(diào)的工作狀況。在中央空調(diào)中應(yīng)用變頻式電機(jī)可以有效的提高空調(diào)運(yùn)行效率，使空調(diào)運(yùn)行的可靠性提高，節(jié)能的效果也非常明顯，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，對于節(jié)能技術(shù)的研究也將會越來越深入，變頻式電機(jī)在中央空調(diào)中的應(yīng)用也會越來越廣泛。

［1］杜濤，張軍，楊明.變頻節(jié)能技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用［J］.化學(xué)工程與裝備，2011，05∶137-138.

［2］吳濟(jì)田.變頻軟起動器在中央空調(diào)水泵電機(jī)上的節(jié)能應(yīng)用［J］.自動化應(yīng)用，2011，08∶37-38 +54.

［3］謝智英.現(xiàn)代中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)中傳感器應(yīng)用的研究［D］.貴州大學(xué)，2009.

［4］谷麗靜.大型公共建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計與優(yōu)化管理［D］.西華大學(xué)，2010.

［5］溫志英，黃冠明，畢南楠，方昌始.變頻技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能控制中的應(yīng)用［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2015，02∶89-92.

［6］王宇天.基于模糊PID 控制的中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能方法研究［D］.青島理工大學(xué)，2014.