中央空调的变频控制设计及其节能探讨
摘 要：随着我国经济与科技的不断发展，中央空调也得到了普及。节约能耗是中央空调系统的设计中的重要环节。文章主要对中央空调系统的各个部分的变频控制进行了分析，并进行了节能分析。
关键词：中央空调 变频 控制设计 节能
随着人们生活水平的不断提高，中央空调的应用也更加广泛，并为人们创造了舒适的环境。但中央空调的高能耗也是中央空调发展中需要解决的重要问题。应有效应用变频调速技术来降低空调的运行成本。
1、 中央空调的工作原理
中央空调系统类型的不同，工作原理也存在差异，中央空调系统主要包括冷热水机、风管机等类型。风管机主要是利用室内机的制冷剂蒸发的原理来进行制冷。制冷时，室外的制冷机组将气体制冷剂进行吸收，然后压缩，输送到各机组，然后通过回风口吸入冷空气，再通过散流器将其输送到室内。冷热水机组的工作原理主要是通过热媒水和冷媒水来进行制热和制冷。制热时，对热媒水升温，制冷时，对冷媒水降温。
2、 主机制冷系统变频控制设计
主机在制冷系统是中央空调系统的关键组成部分。一般主机制冷循环系统的能量消耗是中央空调系统的能量消耗的百分之六十以上。因此要达到节能的效果主要是在中央空调系统的设计中达到节省主机制冷循环系统的能耗。压缩机是主机制冷系统的核心，主机制冷系统变频控制设计的主要内容是进行压缩机的变频控制。通过合理的变频控制设计有效降低压缩机的振动，使得机器的温度和产生的噪声有所降低。并且变频设计可以使主机系统进行负载变化的检测，并减小启动电流，实现软启动和软制动。在设计中压缩机的变频参数是固定的，需要通过设备的实际运行情况进行调整，优化压缩机的变频控制设计，使得中央空调系统在运行时达到好的运行状态。同时还要根据实际情况来进行中央空调机组运行参数的修改，减小设备功耗量。并且压缩机可以采用多机并联制冷方式，在开机时，可以先让所有的压缩机都投入工作，将冷冻水的出口温度降低到八摄氏度以下，在运行一到一点五个小时后将部分压缩机关闭，由剩余的压缩机变频来进行制冷量的维持，冷冻水的出口温度会在九摄氏度到十二摄氏度之间波动，并且这种工作状态的取得的制冷效果很好，节能效果也很显著。
3、 送风系统变频设计
中央空调系统的送风系统需要送风设备来进行完成相应的变频控制设计，送风设备主要包括变风量风机、盘管风机、新风机、回风机等。送风系统需要通过变频器来完成地风机的转速，从而达到保证风机的正常运行的目的。同时合理发挥变频控制的作用，避免冷冻水从顶棚溢出，提高系统控制效率，保证系统的节能效果。并且送风系统的变频控制设计是实现节能的重要途径。并且中央空调的温度控制区域对舒适性的要求较高，实现变频风机的变频控制需要恒温PID，在实际的设计中，需要根据用户的具体要求来进行相应的调整。若是大型中央空调系统的设计，在设计时要解决大负荷运行的问题需要设计多段变风量的变频控制方式，多段变风量的控制方式能够很好的估算风量，然后对主机微控制器编程来实现估算。若系统对风量的需求不多，可以适当改变吹风机转速控制风量，可以很好的减少风机能耗。
4、 水循环系统变频设计
水循环系统的变频设计也是中央空调的变频设计的重要部分。水循环系统主要采用的技术是变频调速技术，合理调整速度来运行水循环系统的冷冻水和冷却水。但在调速的过程中应做好水泵电机的转速的控制，使得电机输送过程中能量能够得到很好的利用。同时应结合实际情况对待水循环系统的变频设计原则。水循环系统的变频设计包括冷却水循环系统变频设计和冷冻水循环系统变频设计。冷却水系统变频控制的设计一般是通过将水温和机组进行结合来构成闭合的控制系统，进行变频调节。若室内的温度不高，空调在制冷的过程中就不会有太大的负荷，并且通过变频控制能够减少冷冻水泵转速达到降低能耗的作用，若室内温度很高，设备制冷时的负荷就会较大，需要提升冷冻水泵的转速来降低室内温度。由此可知，在进行中央系统的变频控制设计时要根据实际的情况来调整。并且对于冷冻机组的配置需要以最大负荷来进行考虑，设计时要做好百分之十到百分之二十的设计余量。因此在进行中央空调的节能设计中要很好的分析电机电源的频率，并进行合理的调整，改变电机转速，做好泵的流量、轴功率及转速的控制。
对于冷冻水循环系统的变频设计，需要通过温度床来进行水温和水量的控制，同时在水管冷冻水回水管的上方安装传感器，并将其和PID调节器和变频器进行结合，构成冷冻水循环系统的控制系统。同时需要进行频率的调整来进行冷冻水温差的控制，保障电机转速的稳定性。在进行冷冻水循环的运行过程中，通过风机组件调节出水量，使水泵电机的功率得到减少。冷冻水循环系统的制冷模式是，若室内温度较低，在制冷的过程中，产生的负荷就不会太大，并且通过变频控制能够有效降低水泵转速来减少能耗。若室内的温度很高，设备在制冷时会产生较大的负荷，此时需要通过提升冷冻水泵的转速已达到在短时间使室内温度降低的目的。因此当室内温度发生不断的变化时，中央空调的冷冻水泵的转速也会不断发生变换。同时在一台电机无法达到适合的功率的时候，需要采用第二台电机，以此类推，直到能够满足冷冻水循环系统的变频运行的条件。
总之，中央空调系统的高能耗是目前亟需解决的问题，并且会限制中央空调系统的发展。需要采取变频技术来很好的降低中央空调系统的能耗。
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