薛奎

[摘要]改革開放以來，隨著我國國際交往范圍的擴大，以及國人對科學技術的引進和吸收工作的推進，歐美日等一些國家近幾年的制冷技術研發(fā)成果被迅速地引入我國，其中變頻技術的制冷應用為制冷行業(yè)的節(jié)能起到重要作用。本文就變頻技術在中央制冷系統(tǒng)中的實際應用展開說明，以期為相關工作起到導向作用。

[關鍵詞]變頻技術；中央制冷系統(tǒng)；節(jié)能

一、中央制冷系統(tǒng)各部件和工作原理

壓縮機是一種將低壓氣體提升為高壓氣體的從動的流體機械，是制冷系統(tǒng)的心臟。它從吸氣管吸入低溫低壓制冷劑氣體，壓縮后排出的高溫高壓制冷劑氣體到冷凝器中向冷卻介質（水或空氣）放熱，冷凝為高壓制冷劑液體，通過制冷劑管道將液體輸送到高溫熱源（冷庫內或需制冷物品），并經過節(jié)流裝置節(jié)流，從而使流速增加、靜壓降低。節(jié)流后的氣液混合物進入蒸發(fā)器，與外界介質（水或空氣）進行熱交換，汽化吸熱，達到使高溫熱源溫度降低并達到最終的制冷目的，最后壓縮機將蒸發(fā)器中的低溫低壓制冷劑氣體吸回壓縮機完成整個制冷循環(huán)。

二、變頻技術在中央制冷系統(tǒng)中的應用狀況

隨著我國經濟的不斷發(fā)展，全國冷庫保有量在不斷提升。2013年全國冷庫總容量為2411萬噸，到了2017年全國冷庫總容量預計達到4775萬噸，相比2013年增長了98%，其中二線城市，農產品產地以及臨港地區(qū)冷庫容量增長明顯。中國目前冷庫總量已與美國持平，但人均擁有量只占美國的四分之一，日本人均冷庫擁有量是我國的3倍，德國是我國的2.5倍，荷蘭是我國的15倍。冷庫人均擁有量不斷提高的背后是巨大的能源消耗，將變頻技術應用于制冷系統(tǒng)當中，可以有效降低制冷系統(tǒng)能耗，降低環(huán)境污染，并且可以延長制冷系統(tǒng)的使用壽命?，F(xiàn)階段我國不斷提出節(jié)能減排號召，社會各界紛紛響應，制冷系統(tǒng)中變頻技術的應用也成為制冷人關注的重要技術。我國目前的資源相對來說還是較為緊缺，因此合理用電，科學用電已經成為我國社會所要共同關注并要解決的問題。緩解能源資源的壓力，對我國經濟的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義，因此我們要加大對制冷技術的技術投入，讓變頻技術在制冷領域的應用成為常規(guī)應用。冷庫及其他一些制冷系統(tǒng)在實際應用中都存在著最大負荷和最小負荷的情況，制冷系統(tǒng)初降溫和滿庫運行時間不會很長，且有旺季與淡季之分。如果采用定頻電機工作則系統(tǒng)時刻在進行無功能源損耗，輸入電功率大，做功少，能效比低，增加運營維護成本。就目前我國的制冷發(fā)展狀況，如果廣泛應用變頻技術于制冷系統(tǒng)當中，可以節(jié)約大量的電能，對節(jié)約能源和環(huán)境保護將起到非常重要的作用。

三、變頻技術在中央系統(tǒng)中的應用

（一）制冷主機應用

在傳統(tǒng)的中央制冷系統(tǒng)中，制冷壓縮機都采用的是定頻電機作為動力，末端制冷區(qū)域即使有10%在工作，制冷壓縮機電機也會滿負荷工作，或者利用壓縮機內部油路調節(jié)滑塊控制壓縮機的增減載，但是通過滑塊控制其消耗的電功率與所產生的冷量完全不符合節(jié)能要求，能效比極低。搭載變頻器的壓縮機可以進行無級調節(jié)，對應部分負荷的變化可以發(fā)揮其優(yōu)越的節(jié)能性：當部分負荷需求在50%的時候，采用變頻技術的螺桿壓縮機可節(jié)能35%；當部分負荷需求在70%的時候，采用變頻技術的螺桿壓縮機可節(jié)能17%；當部分負荷需求在80%的時候，應用變頻技術的螺桿壓縮機可節(jié)能10%。且采用變頻技術的螺桿壓縮機的cop（能效比）遠遠大于階段卸載技術的定頻螺桿壓縮機。采用變頻技術對整個系統(tǒng)的能耗可以實現(xiàn)無級調節(jié)，制冷壓縮機的啟動電流為O安培安全可靠，對用戶的電網無沖擊，而且延長電機的使用壽命。

（二）系統(tǒng)的應用

制冷系統(tǒng)中的冷凝器負責將末端熱源的熱量排到室外的環(huán)境當中去，如果排熱的風扇電機或者水泵電機不采用變頻控制，也同樣影響冷凝壓力的控制，不同的供液壓力對應系統(tǒng)cop（能效比）也有很大影響。變頻技術的應用通過采集冷凝器出液口的溫度信號，智能調節(jié)電機的轉速，使冷凝壓力穩(wěn)定在一個設定的壓力值，達到提高制冷系統(tǒng)效率的效果。在溫度很低的冬季，由于蒸發(fā)壓力低，導致制冷量小，變頻技術通過調節(jié)電機的轉速，提高冷凝溫度，保證蒸發(fā)壓力，使制冷效率提高，做到既節(jié)能又提高效率。其工作過程：特定的制冷劑一個壓力對應一個溫度，控制器檢測制冷劑出口溫度，當溫度高于設定溫度時，提高電機轉速，使溫度下降；當制冷劑出口溫度低于設定溫度時，降低電機轉速，使溫度上升，從而使壓力保持穩(wěn)定；當外界溫度太高，溫度無法下降時，以最高轉速運行；當外界溫度太低，溫度無法上升時，降低轉速或停止供電，最終通過變頻技術達到制冷系統(tǒng)節(jié)能、高效、運行穩(wěn)定。

四、結語

綜上所述，在當下新設計的制冷系統(tǒng)中仍有很多新的技術可以應用，通過變頻技術的應用可以實現(xiàn)系統(tǒng)無級調節(jié)輸出冷量，既可匹配運行，又可節(jié)能，提高效率，還可延長使用壽命，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。變頻技術應用使制冷行業(yè)發(fā)展前行更具潛力，變頻技術在制冷行業(yè)應用也更有廣闊的市場前景。