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变频技术在制冷空调系统中的应用及节能解析

2021-11-27

中国科技纵横 2021年4期
关键词:变频空调节流变频

(宁波康韩瑞电器有限公司,浙江慈溪 315314)

在人们生活水平不断提升的背景下,家用制冷空调可以调节室内温度,提高人们的居住质量,这种情况下,使空调的需求量逐渐增加,但是随之而来的是环境污染以及能源消耗等问题,这些情况如果不能得到及时解决,不仅会影响人们的生活质量,也会增加能源损耗,无法实现环境可持续发展及资源保护的目的。因此,在家用制冷空调系统设计中,设计人员需要认识到变频技术使用的重要性,通过变频技术的有效运用,在满足人们基本需求的同时实现节能降耗的目的,为当前社会环境的可持续发展提供参考。

1.变频技术

变频技术在使用的过程中,需要有控制技术、计算机技术以及电力电子等技术作为支撑,实际运用中,具有节能效果显著、可控性好以及承载力强等优势,将其作为制冷空调系统中的技术形式,可以充分展现空调系统的运用优势。对于变频技术而言,其核心是通过外部电源的综合运用,进行三相全波整流,也就是将直流电源传输给控制电路以及逆变电路,通过电流使用状态的调节,提高电流的使用质量,而且,空调系统在变频技术控制之下,可以逐步完善电压及频率的转化,为空调系统的节能使用提供参考[1]。

2.变频技术在制冷空调系统中的运用现状

在当前社会生态环境发展的背景下,节能减排作为人们关注的重点,通过节能理念的运用,不仅得到了广大人们群众的认可,也为资源的可持续发展提供了支持。结合制冷空调系统的运行特点,通过变频技术的使用,可以缓解资源紧缺的问题。在制冷空调系统运行中,其最大负荷为十几天,之后随着温度的变化系统的负荷量也会发生改变,系统会根据设备的运行状况调节荷载量,空调制冷系统出现运行异常,会增加最大功率的传输范围,这种情况下会增加电能损耗,而通过变频技术的使用,可以及时改变上述问题,在降低能源损耗的同时实现对环境的保护。因此,将变频技术运用在空调系统中,可以改变传统空调系统运行中出现的节能问题,通过热量平衡关系的协调,系统的优化匹配,实现系统冷媒量的自动协调,降低功耗,这一技术可以节约制冷空调系统的用电量[2]。

3.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析

3.1 制冷空调系统中的节能技术

3.1.1 制冷压缩机

对于空调系统中的制冷压缩机,其耗电量占据空调系统的45%,实际工作中,受到平均热负荷数值的影响,最高耗电量可以到达60%~70%[3]。在家用制冷空调系统中,通常会采用活塞式、离心式的压缩机,将这些压缩机融入空调系统中,可以加强对系统的调节及控制效果,而且也会根据系统工况的变化进行各项参数的调整,使系统运行时刻处于恒定的状态,保证电压及转速保持恒定,但是,这种方法并不能在根本上改变耗电问题。通过变频技术的运用,电机中的负载损耗、固有损耗等都会逐渐降低,同时电机中的电流、电压等也会降低,与之相关的运行参数会相对提高,也就是说,将变频技术融入在制冷空调系统中,可以到达节能降耗的目的[4]。

3.1.2 节流元件

节流元件主要是指液体在管道内流动时,如果遇到小孔或是阀孔现象,局部系统会产生一定的阻力,这种阻力会使压力下降,而且,在制冷系统中冷凝器中的制冷装置通常处于高压状态,为了提升系统的运行效果,需要融入节流元件,以便提高系统运行的稳定性。在变频空调系统中,通过节流元件的使用,可以根据系统两端压差情况进行自动调节,存在着高效节能的优势,而且,在该种原件配置中,故障发生率相对较低[5]。另外,加强节流原件的精确调节,可以提升系统的协调性,更有利于压缩机的功耗降低,达到节能的目的。

3.1.3 风系统

根据家用制冷空调系统的运用特点,通过风系统的设计,可以在新风量调节及控制中,提高系统的运行状态,也可以避免不良运转问题的出现,但是,在以往的新风系统运用中,由于空调系统不同风道及末端结构的差异性,实际的控制方法相对多样,系统在实际的运行中,应该根据设备的运行状况进行协调,充分体现出制冷空调系统的舒适性、节能性,但是,仍然存在着不节能的问题。通过变频技术的使用,市场上突出了智能变频集中式空调系统,对于这一系统而言,充分发挥了家用空调、中央空调的优势,在实际的使用中,可以达到精准控温、高效节能的目的,而且噪音小,具有十分明显的节能环保优势[6]。

3.2 变频空调系统的应用

对变频空调而言,主要是将变频技术作为核心,系统内容设置了变频控制器,在系统运行的过程中,会实现改变空调的压缩机转速,之后根据室外的温度进行室内冷热温度的调节,并将人体的舒适度作为调节的最终目的,实现节能、舒适及降噪的目的,人们通过这种空调系统的运用,可以提高生活舒适度。结合变频空调的使用特点,其优势如下:第一,在低温环境下,变频空调具有较高的制热能力,尤其应用现有的涡轮增压技术,系统会根据压缩机的功率状态提高制热量。第二,空调启动自动功能之后,系统会改变以往的运转模式,如,在突然停电的情况下,变频空调会在来电之后自动进入到正常的运行轨迹,充分保证空调系统的正常、稳定运行。第三,变频空调的制冷、制热速度较快,空调在启动时会以最大额的启动功率为主,通过风量的冷热控制,迅速达到预先设定的温度,有效降低空调系统的电源能耗,实现空调系统节能的使用目的[7]。

笔者认为,空调节能现有技术主要在换热器优化、高耗功器件如压缩机及电机降功耗、风道优化等,在现有技术水平上,要进一步提升节能,变频驱动的优化可以进一步优化压缩机及驱动器的耗功水平,提升系统综合效率。优化变频驱动,可以抑制电动机在低速度时的振动,且降低电动机在中速度时的电流波动,还可以在电动机运行在高速度时自动调整直流电压,给系统提供最适当的电压,进一步提高系统的综合效率。

4.结语

在节能领域发展中,为了提高制冷空调系统的使用效果,设计人员一定要认识到变频技术使用的重要性,根据空调系统的运行状态以及对能源损耗等问题的分析,完善空调系统设计方案,并通过各项节能技术的运用,发挥变频技术与制冷空调系统的融合优势,为环境资源的保护以及节能技术的运用提供支持。一般情况下,在制冷系统中的变频技术运用中,应该结合变频技术的特点,通过制冷压缩机、循环水泵等综合系统的运用,提高制冷空调系统的使用效果,为行业的高质量及节能环保发展提供参考。

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