變頻技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能降耗的運(yùn)用

時間:2022-01-30 09:19:22

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變頻技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能降耗的運(yùn)用

中央空調(diào)是現(xiàn)代建筑物的常用配套設(shè)施,尤其是在一些大型建筑我當(dāng)中,其更是必不可少的一項設(shè)施。誠然,中央空調(diào)的應(yīng)用有效調(diào)節(jié)了室內(nèi)的溫度,它在夏季制冷、冬季制熱,大大改善了人們的居住調(diào)節(jié)。但是,中央空調(diào)卻存在著電能消耗量過大的問題。眾所周知,現(xiàn)在國家正在大力提倡節(jié)能環(huán)保,所以各行各業(yè)也應(yīng)當(dāng)要積極響應(yīng)國家號召,提高節(jié)能環(huán)保水平。為了降低中央空調(diào)的能耗,人們發(fā)明了變頻中央空調(diào),即利用先進(jìn)的變頻技術(shù)來減少電能變化,得到節(jié)能降耗的目的。以下筆者就結(jié)合實際來談?wù)勛冾l技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能降耗中的應(yīng)用,僅供參考。

1中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成

中央空調(diào)系統(tǒng)主要是由以下幾個部分構(gòu)成的:1.1冷凍機(jī)組。冷凍機(jī)組的主要作用是進(jìn)行內(nèi)部熱交換,也就是對循環(huán)水進(jìn)行降溫,使其成為冷凍水,然后再送去各個房間當(dāng)中,從而實現(xiàn)中央空調(diào)的制冷效果,因此我們可以將冷凍機(jī)組視為中央空調(diào)中心制冷源,這足以體現(xiàn)出了它的重要性。1.2冷卻水塔。冷卻水塔的主要作用是向冷凍2機(jī)組提供需要的冷卻水。1.3外部熱交換系統(tǒng)。外部熱交換系統(tǒng)主要是由冷凍水循環(huán)與冷卻水循環(huán)這兩個系統(tǒng)組成的,而前者主要包括冷凍水管道與冷凍泵,冷凍水先從冷凍機(jī)組流出,再流入冷凍泵進(jìn)行加壓,之后再送至各房間的冷凍水管道進(jìn)行熱交換,從而帶走房間中的熱量,達(dá)到制冷目的;后者則主要包括冷卻水管道、冷卻塔以及冷卻泵,冷凍機(jī)組負(fù)責(zé)完成熱交換過程,水溫在冷卻過程中釋放出熱烈為循環(huán)冷卻水吸收,從而使冷卻水溫度提供,之后再送入冷卻塔與大氣進(jìn)行熱交換,最后再被送回至冷凍機(jī)組當(dāng)中,循環(huán)往復(fù)。1.4冷卻風(fēng)機(jī)。冷卻風(fēng)機(jī)主要是由室內(nèi)風(fēng)機(jī)和冷卻塔風(fēng)機(jī)共同組成的,前者安設(shè)在各個房間里以加速房間內(nèi)的熱交換,后者則用來降低冷卻塔的水溫,從而加速熱量散發(fā)。

2中央空調(diào)的工作原理

中央空調(diào)系統(tǒng)的工作過程,是對室內(nèi)與室外不斷進(jìn)行熱量交換及轉(zhuǎn)換的過程,這也是其的基本工作原理。在一年四季不同時節(jié),中央空調(diào)需要采用不同的水來進(jìn)行能量交換,例如夏季需要采用冷卻水進(jìn)行能量交換,冬季需要采用冷溫水進(jìn)行能量交換。不過,雖然水不同,但是卻是使用的同一個水循環(huán)系統(tǒng)。具體來說,冷凍水制冷是在冷凍機(jī)組中利用制冷劑并通過壓縮機(jī)壓縮成液態(tài),然后送至蒸發(fā)器中,與蒸發(fā)器中的冷凍水進(jìn)行熱交換,再通過冷凍水泵將冷凍水送到冷卻盤管中,通過風(fēng)機(jī)吹送而制冷。經(jīng)蒸發(fā)后制冷劑的熱量釋放在冷凝器當(dāng)中,與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換,冷卻水則會帶走冷凍機(jī)組釋放的熱量,再由冷卻水泵將熱量釋放到大氣當(dāng)中,同時冷卻塔內(nèi)的冷卻風(fēng)機(jī)會加速冷卻水與大氣進(jìn)行熱量交換。中央空調(diào)就是通過上述系統(tǒng)循環(huán)來運(yùn)行并達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度作用的。

3變頻技術(shù)簡介

變頻技術(shù)主要是依托于交流電動機(jī)無級調(diào)速的一種技術(shù)。變頻器通過通斷控制電力半導(dǎo)體器件,將電壓及頻率固定的交流電源轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷杭邦l率可變的交流電。變頻器首先要將單相或者三相的交流電變換為直流電,然后才能夠產(chǎn)生可變的電壓及頻率;其次再將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗嗷蛘呷嘟涣麟?。如果是?直-交型變頻器,為產(chǎn)生可變的電壓及頻率,要先把50或60Hz的交流電源變換為直流電,然后再轉(zhuǎn)換成需要頻率的交流電。

4變頻技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能降耗中的應(yīng)用原理

4.1變頻節(jié)能。在中央空調(diào)中應(yīng)用變頻技術(shù)是為了對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造,從而降低中央空調(diào)的能耗,達(dá)到節(jié)能降耗目的。而通過變頻技術(shù)來控制水泵運(yùn)行乃是實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的最有效途徑。根據(jù)流體力學(xué)知識可知:P=QH(1)(2)式中Q代表流量,H代表壓力,P代表水泵功率代表轉(zhuǎn)速,QN代表額定流量,HN代表額定壓力,PN代表額定功率,NN代表額定轉(zhuǎn)速。Q與N的一次方成正比,H與N的平方成正比,因此從式(2)中可以得知P與N的立方成正比,即:如果水泵負(fù)載的效率一定,則當(dāng)需要調(diào)節(jié)流量上升時,轉(zhuǎn)速可以呈正比例上升,此時功率與之呈三次方上升。4.2功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能。交-直-交變頻器一般主要包括整流、中間直流、平波、控制、驅(qū)動及逆變等幾個電路結(jié)構(gòu),主電路的控制主要是通過控制電路完成的,而整流電路負(fù)責(zé)把交流電變成直流電,直流中間電路負(fù)責(zé)平滑濾波,逆變電路則負(fù)責(zé)把直流電逆成交流電。其中間濾波電路的電容使得水泵電機(jī)的功率因數(shù)得到了提升,從而增大了有功功率,同時降低了無功功率消耗,因此達(dá)到了節(jié)能降耗效果。4.3軟啟動節(jié)能。由于在中央空調(diào)的啟動中應(yīng)用變頻技術(shù)及變頻器時,電流是從零開始的,所以就算是達(dá)到了最大電流,亦是在額定電流之內(nèi)而不會超過,這樣就可以避免當(dāng)電機(jī)直接啟動時,電流因猛然增加數(shù)倍而造成嚴(yán)重沖擊,損壞電網(wǎng)及用電設(shè)備。并且,這樣也避免了大電流和震動損傷到閥門及擋板,從而延長了這些設(shè)備的使用壽命,節(jié)約了資源。

5結(jié)語

綜上所述,作為建筑物中的常用配套設(shè)施,中央空調(diào)發(fā)揮出了優(yōu)秀的調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的作用,從而提高了人們的生活質(zhì)量。但是由于傳統(tǒng)的中央空調(diào)能耗較大,不符合現(xiàn)今的節(jié)能環(huán)保要求,因此還需要繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。而變頻技術(shù)在中央空調(diào)當(dāng)中的應(yīng)用,則有效滿足了中央空調(diào)的節(jié)能降耗要求,從而不但產(chǎn)生了巨大的環(huán)境效益和社會效益,同時還給用戶節(jié)省了電費(fèi)。未來,變頻技術(shù)還將在中央空調(diào)節(jié)能降耗中擁有更大的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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作者:龔少明 單位:廣西興業(yè)縣中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校