中央空调变频节能改造研究

赵强

深圳世界之窗有限公司

摘要：本文将详细介绍中央空调变频节能的工作原理，通过专业的研究与调查，精准发现变频节能改造在中央空调中的实际应用，如确认改造背景、设计改造目标、实行电气控制、优化系统软件及开展节能测试等，从而有效增进中央空调的使用数量与效果。

关键词：变频节能改造；中央空调；无功补偿节能

引言：在经济社会快速发展的今日，人民群众对生活质量的需求也逐渐提升，增加了中央空调应用的广泛性，为促进该类设备的使用范围与运用效果，应对其内部的各项装置实行变频节能改造，为人们提供更为舒适的服务。

1中央空调变频节能的工作原理

1.1软启动节能原理

通常来讲，电机的启动类型多为Y/D启动或直接启动，数倍的额定电流值为其启动电流，该现象会给供电电网与机电设备带去较大冲击，增添了对电网容量的更多要求，在启动时受震动与大电流的影响，会给阀门与挡板造成极大损害，影响相关管路与设备的使用寿命。在应用变频节能装置以后，相关人员利用变频器内部的软启动功能，使电流在启动之初的数值为0，其最高值也与额定电流相似，该状态缩减了其给相关电网带去的冲击，增加了阀门与对应设备的使用寿命。

1.2无功补偿节能原理

针对无功功率而言，其的存在不仅可增添设备发热与更多的线损，还会因功率下降而引发电网内部有功功率的缩减，而无功电能则被耗损到相关线路内部，降低设备整体的使用效率，造成相关资源的严重浪费。比如，在公式Q=S*SINФ、P=S*COSФ，在该公式内，Q为无功功率、P为有功功率、COSФ属功率因数，根据该项公式来说，COSФ系数越大，P值就越高，也就是有功功率越大，一般来讲，中央空调内部的功率因数多在0.6-0.7左右，在安装变频调速装置后，无功损耗得到极大缩减，电网内部的有功功率得到适宜增加。

1.3调速节能原理

根据流体力学中的公式来看，即为P=Q*H，在该公式中P、Q、H分别为功率、流量与压力，而转速N的一次方则与流量Q呈现正比关系、转速N的立方与功率P为正比关系、转速N的平方则与压力H为正比例，若水泵的效率值不变，调节流量出现下降趋势时，其转速N的比例也适时下调^[1]。比如，当某台水泵电机的整体功率在55KW左右，若相关转速为其此前的80%，其具体的耗电量将达到28.16KW，且省电率为48.8%；而转速下降到50%时，其省电率可达到87.5%，耗电量在6.875KW左右。

2变频节能改造在中央空调中的实际应用

2.1变频节能改造背景

为探索变频节能技术在中央空调中的改造效果，研究人员以某建筑内部的中央空调为例，适时探寻其具体的改造过程。

具体来看，该建筑中的中央空调在运行期间受多重要素影响，应实行一定的变频节能改造，该空调内部的主要设备有3种，即制冷机组、冷却泵循环系统与冷却塔风机等。

针对制冷机组的情况来说，其具体数量为用1备1，该溴化锂机组的具体数值在8X26-1450HMZ；而对于冷却塔风机而言，用2备2为其具体数量，该器械的功率在11KW左右；在使用冷却泵循环系统时，其拥有用2备1的45KW设备与用2备1的55KW设备。

2.2改造目标

基于中央空调的高负荷值数量较少，在进行内部构造设计时都会给其最大负荷值留有一定的裕量，在实际运行期间其具体的负荷值多在50-60%之间波动，而该阶段的中央空调受其内部控制系统运行状态的影响，难以在运行时接收到适宜的反馈信息，较难实现相关能量与功率的自动调节。

在完成变频节能改造以后，中央空调可自动完成电机运行参数的收集工作，依照系统具体的负荷值来改善电机转速，自动控制运行流量，缩减相关电网给机械带去的冲击，高效实现节能降耗、维护简单、能耗可控与转速可调等目标^[2]。

2.3实行电气控制

在开展中央空调内部的电气控制期间，相关人员需精准找出冷却水泵与冷冻水泵的电气控制关系。具体来看，相关人员应主动调节相关水泵的转速，利用对具体转速的控制来管控系统内部的全部流量，若发现其内部的流量过高或泵流量减少等现象，要借用PLC系统来完成备用泵自投或水泵自动切除工作，并将难以正常使用的水泵放置在维修区域内。与此同时，工作人员在开展冷风机中的电气控制时，需精准找出适宜的系统连接方式，比如，在测试出水温度与进水温度的过程中，应挑选PLC管控系统来自动管控其输出流量，通过完善变频系统来完整控制每台风机的变频运行速率，提升风机变频运行效果。

2.4优化系统软件

首先，相关人员应明确中央空调内部各系统构成，如冷却塔风机、冷却水泵与冷冻水泵等装置。针对冷却塔风机的变频节能流程控制来说，工作人员应明确该类装置的作用，即其能将冷却水内的些许热量散播到大气中，在管控冷却塔风机时需冷却水内部的热量来调整风机转速，若冷却水内部的入口温度较高则显示其散热程度不佳，应适时增加风机转速；当冷却水温度较低则显示其散热能力过强，需适当缩减风机转速。在进行冷却塔风机的软件设计时，应利用水流指标器、终端感应控头等来模拟冷却水的内部温度，依照其运行的实际情况来调整该装置的循环与启停速度。

其次，在调整冷却水泵的变频控制流程时，相关人员应将冷却主机的内部热量释放到空中，若冷却水循环体系在运行过程中其具体速率与主机负荷不符，需立即调整其内部流量，防止相关器械因温度过高而生成故障。一般来讲，在调试冷却水泵期间，若相关人员采用主机泵且最高频率的运行时间保持在5min，当其出水温度较高时，可及时测试其内部流量，并依照相关警示信息来开启备用泵，在完成主机泵内部的维修工作后，应及时测试其变频节能效果，保障冷却水泵的正常运行。

最后，在调试冷冻水泵内部运行状态的过程中，相关人员应明确该装置的工作原理，即在空调冷机中利用相关举措向各个房间输送冷量，以达到冷热循环的目的，其运行机制包含制热与制冷，对于前者来说，其主要用来交换房屋内部温度较高的水；而针对后者而言，其交换房屋中温度较低的水，因而在进行变频调节改造时应将其划分成两种系统，并利用冷冻水中预计值与入口温度的偏差值来管控该类水源的冷热交替，从而完成对空调主机内部冷冻水泵的控制。

2.5开展节能测试

在开展具体的施工调节时，相关人员将中央空调内部循环泵原本的开关换柜转换成新型变频节能类开关柜，在当前的进出水管网中增添直径在20mm左右的压力、温度传感器，在完成各系统线路的内部连接后，应实行必要的节能测试。

在开展正式的节能测试前，相关人员需明确中央空调的试运行周期，依照实际情况，其7-9月属制冷的高峰期，6-10月则为制冷期，可实施用2备1策略来应用冷却水泵，每日运行时间可保持在24h左右，借助该类数据指标，工作人员可实行中央空调的试运行工作，通过定期测试，可了解到该类建筑中央空调此前的年用电量为44.9万度，而在使用了变频节能系统后，其年用电量缩减到24.3万度，节约20.6万度，该装置的变频节能效果较佳。

总结：综上所述，中央空调的内部在实行变频节能改造时，相关人员应严格遵守变频改造规则，利用适宜措施来科学设置中央空调内部的每项环节，透过高效率设计来完成该类空调的调度改造，为该类设备提供适宜的发展空间。

参考文献：

[1]师卿.公共建筑中央空调节能设计控制策略探析[J].建材与装饰,2019(07):115-116.

[2]刘光林.关于中央空调设计与节能维护问题分析[J].科技创新与应用,2018(01):117-118.