解析在中央空调系统节能中HLP变频器的应用

随着我国国民经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，中央空调已进入宾馆、饭店、工矿企业、办公楼等各领域。常规中央空调系统是制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量成气态，冷却泵将冷却水送到冷却塔上由水塔风机对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。而全年最热及最冷的天气只有几天，造成了电能极大的浪费，随着科技的发展，变频器已广泛应用于各行各业，其价格便宜，技术成熟。

一、中央空调节能最佳方法

由于中央空调主要设备是风机水泵，所以节能最佳方法就是采用变频器。目前大多数中间空调还采用以往旧的控制方式。

该调节方式缺点集中表现为如下几点：

● 设备长时间全开或全闭，轮流运行，浪费电能惊人。

● 电机直接工频启动，冲击电流大，严重影响设备使用寿命。

● 温控效果不佳。当环境或冷热负荷发生变化时，只能通过增减冷热水泵的数量或使用挡风板来调节室内温度，温度波动大，舒适感差。

中央空调采用变频器后有如下优点：

● 变频器可软启动电机，大大减小冲击电流，降低电机轴承磨损，延长轴承寿命。

● 调节水泵风机流量、压力可直接通过更改变频器的运行频率来完成，可减少或取消挡板、阀门。

● 系统耗电大大下降，噪声减小。

● 若采用温度闭环控制方式，系统可通过检测环境温度，自动调节风量，随天气、热负荷的变化自动调节，温度变化小，调节迅速。

● 系统可通过现场总线与中央控制室联网，实现集中远程监控。

二、供水系统变频节能改造

无论是溴化锂机组或电制冷机组的中央空调系统，主机自身的能量消耗有机组控制，机外的电力消耗组不能控制，而这部分的成本是相当高的，尤其是溴化锂机组，在额定状态制冷运用行时，机外水泵、冷却塔的电机耗电量约占总体能源消耗成本的30%。无论从环境保护角度还是用户切身利益角度，都应将中央空调系统设计成最节能的系统。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。

1、 冷却水泵变频控制

中央空调的冷却水泵的功率是根据空调冷冻机组的压缩机满负荷工作设计的，当环境温度及各种外界因素，冷冻机组不需要开启全部压缩机组，此时空调的冷凝系统所需要的冷却量也相应地减小，这时就可以通过变频调速器来调节冷却水泵的转速，降低冷却水的循环速度及流量，使冷却水的冷负荷被冷凝系统充分利用，针对直燃机冷却水流量曲线的特点，采用变频控制，意义更大，从远大BZ型直燃机中央空调系统采用海利普变频器控制水泵测试数据为例：

当制冷量75%时，机组所需冷却水流量34%，水泵电耗约20%；

当制冷量50%时，机组所需冷却水流量22%，水泵电耗约15%。

2、 冷温水泵变频控制

中央空调的冷媒水泵的功率是根据空调满负荷工作设计的，当宾馆、酒店、大厦需要的冷量或热量没有达到空调的满负荷，这时就可以通过变频器调速器来调节冷媒水泵的转速，降低冷媒水的循环速度，使冷量和热量得到充分利用，从而达到节能目的。如果制冷、采暖共用一台水泵，即使是冬夏分泵运行，也可在低负荷季节适当降低流量。

3、 冷却塔风机变频控制

风机功率一般都较小，节电不如水泵明显。但风机采取变频控制能极大地有助于冷却水恒温，这对于机组制冷恒温极为关键；且能使机组溶液循环稳定，获得最大限度的节省燃料。

4、 采用变频器的其他益处

由于电机经常处于低负荷运行，能大幅度延长电机及水泵、风机的寿命，同时因没有启动、停止的冲击，加上流量的减少，管路承压及所受冲击力减小，故对管道、阀门、末端设备也起到了保护作用。另一方面，设备噪音、震动均减小，保护了环境。

5、 中央空调机组外变频器的控制方式

● 根据冷却水出/入口的温度改变水泵转速，调整流量；

● 根据冷却水入口温度改变冷却塔风机转速，调整水温；

● 根据冷温水出/入口的温差改变水泵转速，调整流量；

● 根据冷却水出水的温度改变水泵转速，调整流量；

●根据冷媒水的回水温度改变水泵转速，调节税流量；

三、中央空调末端设备—变风量机组变频控制

变风量机组也是中央空调系统重要的组成部分，其性能指标的优劣，除了变风量机组本身的性能外，更重要的还取决于控制的模式、控制器的性能、品质。

变风量机组调节控制器已经经历了三个发展阶段：

第一阶段：风阀调节。能起到调节风量的作用，但电能量消耗大、噪音大。

第二阶段：可控硅调压调速。能起到调节风量、冷量、节能的作用，对变风量机组的噪音有一定的改良作用，其缺点是体积大、可靠性稳定性低、故障率高。

第三阶段：变频调节。能最大限度的满足变风量机组对风量、冷量、噪音的调节要求，节能效果更明显，体积小，可靠性稳定性高。

目前，变频控制器以其特有的优势，变频器远程控制器根据通讯信号不同可分为数字式和模拟式；根据通讯介质不同可分为有线式和无线式；不同的通讯协议也分别有相应的产品。如果没有通讯接口或无法知道其通讯协议的变频器，可在变频器一端接上我们的远端转换器。远程控制器与远端转换器之间仍以RS485通讯的方式交互数据。这样对没有通讯口或无法知道通讯协议的变频器也都能使用，真正实现变频器万能远程控制器的功能。