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中央空調(diào)的變頻控制設(shè)計(jì)及其節(jié)能探討
江蘇省宜興中等專業(yè)學(xué)校 莊立群 2015/10/27 22:13:22
摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，中央空調(diào)也得到了普及。節(jié)約能耗是中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。文章主要對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)部分的變頻控制進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了節(jié)能分析。
關(guān)鍵詞：中央空調(diào) 變頻 控制設(shè)計(jì) 節(jié)能
隨著人們生活水平的不斷提高，中央空調(diào)的應(yīng)用也更加廣泛，并為人們創(chuàng)造了舒適的環(huán)境。但中央空調(diào)的高能耗也是中央空調(diào)發(fā)展中需要解決的重要問題。應(yīng)有效應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來降低空調(diào)的運(yùn)行成本。
1、 中央空調(diào)的工作原理
中央空調(diào)系統(tǒng)類型的不同，工作原理也存在差異，中央空調(diào)系統(tǒng)主要包括冷熱水機(jī)、風(fēng)管機(jī)等類型。風(fēng)管機(jī)主要是利用室內(nèi)機(jī)的制冷劑蒸發(fā)的原理來進(jìn)行制冷。制冷時(shí)，室外的制冷機(jī)組將氣體制冷劑進(jìn)行吸收，然后壓縮，輸送到各機(jī)組，然后通過回風(fēng)口吸入冷空氣，再通過散流器將其輸送到室內(nèi)。冷熱水機(jī)組的工作原理主要是通過熱媒水和冷媒水來進(jìn)行制熱和制冷。制熱時(shí)，對(duì)熱媒水升溫，制冷時(shí)，對(duì)冷媒水降溫。
2、 主機(jī)制冷系統(tǒng)變頻控制設(shè)計(jì)
主機(jī)在制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。一般主機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)的能量消耗是中央空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗的百分之六十以上。因此要達(dá)到節(jié)能的效果主要是在中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中達(dá)到節(jié)省主機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)的能耗。壓縮機(jī)是主機(jī)制冷系統(tǒng)的核心，主機(jī)制冷系統(tǒng)變頻控制設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行壓縮機(jī)的變頻控制。通過合理的變頻控制設(shè)計(jì)有效降低壓縮機(jī)的振動(dòng)，使得機(jī)器的溫度和產(chǎn)生的噪聲有所降低。并且變頻設(shè)計(jì)可以使主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)載變化的檢測(cè)，并減小啟動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和軟制動(dòng)。在設(shè)計(jì)中壓縮機(jī)的變頻參數(shù)是固定的，需要通過設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化壓縮機(jī)的變頻控制設(shè)計(jì)，使得中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)達(dá)到好的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行中央空調(diào)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的修改，減小設(shè)備功耗量。并且壓縮機(jī)可以采用多機(jī)并聯(lián)制冷方式，在開機(jī)時(shí)，可以先讓所有的壓縮機(jī)都投入工作，將冷凍水的出口溫度降低到八攝氏度以下，在運(yùn)行一到一點(diǎn)五個(gè)小時(shí)后將部分壓縮機(jī)關(guān)閉，由剩余的壓縮機(jī)變頻來進(jìn)行制冷量的維持，冷凍水的出口溫度會(huì)在九攝氏度到十二攝氏度之間波動(dòng)，并且這種工作狀態(tài)的取得的制冷效果很好，節(jié)能效果也很顯著。
3、 送風(fēng)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)
中央空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)系統(tǒng)需要送風(fēng)設(shè)備來進(jìn)行完成相應(yīng)的變頻控制設(shè)計(jì)，送風(fēng)設(shè)備主要包括變風(fēng)量風(fēng)機(jī)、盤管風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)等。送風(fēng)系統(tǒng)需要通過變頻器來完成地風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到保證風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行的目的。同時(shí)合理發(fā)揮變頻控制的作用，避免冷凍水從頂棚溢出，提高系統(tǒng)控制效率，保證系統(tǒng)的節(jié)能效果。并且送風(fēng)系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重要途徑。并且中央空調(diào)的溫度控制區(qū)域?qū)κ孢m性的要求較高，實(shí)現(xiàn)變頻風(fēng)機(jī)的變頻控制需要恒溫PID，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)用戶的具體要求來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。若是大型中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)要解決大負(fù)荷運(yùn)行的問題需要設(shè)計(jì)多段變風(fēng)量的變頻控制方式，多段變風(fēng)量的控制方式能夠很好的估算風(fēng)量，然后對(duì)主機(jī)微控制器編程來實(shí)現(xiàn)估算。若系統(tǒng)對(duì)風(fēng)量的需求不多，可以適當(dāng)改變吹風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制風(fēng)量，可以很好的減少風(fēng)機(jī)能耗。
4、 水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)
水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)也是中央空調(diào)的變頻設(shè)計(jì)的重要部分。水循環(huán)系統(tǒng)主要采用的技術(shù)是變頻調(diào)速技術(shù)，合理調(diào)整速度來運(yùn)行水循環(huán)系統(tǒng)的冷凍水和冷卻水。但在調(diào)速的過程中應(yīng)做好水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速的控制，使得電機(jī)輸送過程中能量能夠得到很好的利用。同時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)待水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)原則。水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)。冷卻水系統(tǒng)變頻控制的設(shè)計(jì)一般是通過將水溫和機(jī)組進(jìn)行結(jié)合來構(gòu)成閉合的控制系統(tǒng)，進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。若室內(nèi)的溫度不高，空調(diào)在制冷的過程中就不會(huì)有太大的負(fù)荷，并且通過變頻控制能夠減少冷凍水泵轉(zhuǎn)速達(dá)到降低能耗的作用，若室內(nèi)溫度很高，設(shè)備制冷時(shí)的負(fù)荷就會(huì)較大，需要提升冷凍水泵的轉(zhuǎn)速來降低室內(nèi)溫度。由此可知，在進(jìn)行中央系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際的情況來調(diào)整。并且對(duì)于冷凍機(jī)組的配置需要以最大負(fù)荷來進(jìn)行考慮，設(shè)計(jì)時(shí)要做好百分之十到百分之二十的設(shè)計(jì)余量。因此在進(jìn)行中央空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)中要很好的分析電機(jī)電源的頻率，并進(jìn)行合理的調(diào)整，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，做好泵的流量、軸功率及轉(zhuǎn)速的控制。
對(duì)于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)，需要通過溫度床來進(jìn)行水溫和水量的控制，同時(shí)在水管冷凍水回水管的上方安裝傳感器，并將其和PID調(diào)節(jié)器和變頻器進(jìn)行結(jié)合，構(gòu)成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。同時(shí)需要進(jìn)行頻率的調(diào)整來進(jìn)行冷凍水溫差的控制，保障電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。在進(jìn)行冷凍水循環(huán)的運(yùn)行過程中，通過風(fēng)機(jī)組件調(diào)節(jié)出水量，使水泵電機(jī)的功率得到減少。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的制冷模式是，若室內(nèi)溫度較低，在制冷的過（未完，下一頁）
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