變頻器在空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

一、前言　　

　　在沒(méi)有使用具備負(fù)載隨動(dòng)調(diào)節(jié)特性的控制系統(tǒng)中，無(wú)論季節(jié)、晝夜和用戶負(fù)載的怎樣變化，各空調(diào)電動(dòng)機(jī)都長(zhǎng)期固定在工頻狀態(tài)下全速運(yùn)行，造成了能量的巨大浪費(fèi)。近年來(lái)由于電價(jià)的不斷上漲，使得中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用急劇上升，致使它在整個(gè)大廈營(yíng)運(yùn)成本費(fèi)用中占據(jù)越來(lái)越大的比例，電能費(fèi)用的控制顯然已經(jīng)成為經(jīng)營(yíng)管理者所關(guān)注的問(wèn)題所在。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中央空調(diào)的用電量占各類大廈總用電量的70%以上，其中中央空調(diào)水泵的耗電量約占總空調(diào)系統(tǒng)耗電量的20%～40%，故節(jié)約低負(fù)載時(shí)壓縮機(jī)系統(tǒng)和水系統(tǒng)消耗的能量，具有很重要的意義。

　　中央空調(diào)系統(tǒng)一般主要由制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)、冷媒(冷凍和冷熱)循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、盤(pán)管風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等組成。　　

　　HVAC的概念包括采暖(Heating)、通風(fēng)(Ventilation)、空調(diào)(Air Condition)，因此與中央空調(diào)相比具有更廣義的概念。HVAC是人與環(huán)境這對(duì)矛盾對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系歷經(jīng)漫長(zhǎng)歲月發(fā)展所凝聚而成的一種重要的環(huán)境與保障技術(shù)。HVAC定義如圖1所示。

圖1：HVAC定義

(1)供暖(Heating)

　　1)系統(tǒng)組成：熱源、散熱設(shè)備、輸熱管道、調(diào)控構(gòu)件等。

　　2)技術(shù)職能：輸入熱能至空間，補(bǔ)償其熱損失，到達(dá)室內(nèi)溫度要求。

　　(2)通風(fēng)(Ventilation)

　　1)系統(tǒng)組成：通風(fēng)機(jī)、進(jìn)排或送回口、凈化裝置、風(fēng)道與調(diào)控構(gòu)件等。

　　2)技術(shù)職能：通風(fēng)換氣、防暑降溫、改善室內(nèi)環(huán)境、防止內(nèi)外環(huán)境污染。

　　(3)空氣調(diào)節(jié)(Air Conditioning)

　　1)系統(tǒng)組成：冷熱源、空氣出來(lái)設(shè)備與末端裝置、風(fēng)機(jī)、水泵、管道、風(fēng)口、調(diào)控構(gòu)件等。

　　2)技術(shù)職能：依靠經(jīng)過(guò)全面處理并且適宜參數(shù)與良好品質(zhì)的空調(diào)介質(zhì)與受控環(huán)境空間進(jìn)行能量、質(zhì)量

　　的傳遞與交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣溫度、濕度、速度、潔凈度和其他參數(shù)的按需調(diào)控。

　　3)系統(tǒng)分類：一次回風(fēng)、二次回風(fēng)、全新風(fēng)。

　　經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，HVAC的應(yīng)用已經(jīng)深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活水平起到重要保證作用，有時(shí)甚至是關(guān)鍵性的保證作用。

　　在HVAC中的節(jié)能觀念并不是以降低環(huán)境或抑制能量需求來(lái)?yè)Q取節(jié)能，而是通過(guò)綜合資源規(guī)劃(IRP)方法和能源需求側(cè)管理(DSM)技術(shù)的應(yīng)用，提高建筑的能量效率，用有限的資源和最小的能量消費(fèi)代價(jià)獲得最大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效率，滿足日益增長(zhǎng)的環(huán)境需求。

　　二 變頻器在中央空調(diào)中的應(yīng)用

　　同時(shí)具有精確控制和大幅度節(jié)能的特點(diǎn)，因此也成為中央空調(diào)系統(tǒng)和HVAC的標(biāo)準(zhǔn)控制手段。

　　在中央空調(diào)系統(tǒng)中加裝變頻器時(shí)要考慮的問(wèn)題完全不同于工業(yè)應(yīng)用，一般來(lái)說(shuō)，在裝有中央空調(diào)的高檔公共設(shè)施里有大型電子敏感設(shè)備，如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電視接收系統(tǒng)和電信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這就要對(duì)變頻傳動(dòng)裝置提出工業(yè)環(huán)境中不需要考慮的特殊要求，即電磁兼容問(wèn)題。

　　以變頻器為主組成的中央空調(diào)綠色智能控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)溫度、溫差、壓力、壓差、濕度、流量等多種參數(shù)集中控制，通過(guò)自動(dòng)能量?jī)?yōu)化軟件可使暖通空調(diào)系統(tǒng)中的綜合節(jié)電率達(dá)到50%左右。同時(shí)，由于電磁兼容性好，因此能減少對(duì)周邊電路儀器的干擾并降低噪聲，而且其內(nèi)置直流電抗器還可有效抑制諧波，提高功率因數(shù)。

　　在中央空調(diào)系統(tǒng)中，用變頻器進(jìn)行流量(風(fēng)量)控制時(shí)，可節(jié)約大量電能。中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)是按現(xiàn)場(chǎng)最大冷量需求量來(lái)考慮的，其冷卻泵、冷凍泵也是按單臺(tái)設(shè)備的最大工況來(lái)考慮的，在實(shí)際使用中有90%多的時(shí)間，冷卻泵、冷凍泵都工作在非滿載狀態(tài)下。如果用閥門(mén)、自動(dòng)閥調(diào)節(jié)，不僅會(huì)增大系統(tǒng)節(jié)流損失，而且調(diào)節(jié)是階段性的，會(huì)造成整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)工作在波動(dòng)狀態(tài)，而通過(guò)在冷卻泵、冷凍泵上加裝變頻器則可一勞永逸地解決該問(wèn)題，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并可通過(guò)變頻節(jié)能收回投資。同時(shí)，變頻器的軟起動(dòng)功能及平滑調(diào)速的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的平穩(wěn)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，并延長(zhǎng)機(jī)組及網(wǎng)管的使用壽命。