对于中央空调的变频控制

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1、《电气应用》2006年第25卷第12期·鹿,匀亨·中央空调的变频控制邢丽娟杨世忠(青岛理工大学自动化工程学院266520)摘要对中央空调的变频控制进行了整体的阐述，详细介绍了中央空调系统中压缩机、水泵和风机等设备的变频原理，并给出了变频控制方式。关健词中央空调变频控制节能1引言近年来，随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，越来越多的民用和公共建筑使用中央空调。中央空调给人们的工作和生活创造舒适环境的同时，其耗电量却不能被忽视。据统计，在民用和公共建筑中，中央空调耗电量占总耗电量的40%一50%;另一方面，在中央空

2、调选型时，其原则是容量均按最大负荷选定，并图1中央空调系统留有余量。这就造成中央空调在大部分时送人冷却塔与大气进行热交换;冷却风机包括室内间内不能满负荷运转，长期处于低温差、大流量的风机和冷却塔风机，用于房间温度和冷却塔中水温运行状态，造成整个系统的能源利用率降低，浪费的热交换。可以看出，中央空调系统的工作过程是了大量能源。由于我国经济的迅猛发展，能源已日一个不断进行热交换的能量转换过程，其中，冷冻趋紧张，国家已提出建立节约型社会的目标。为了水和冷却水循环是能量的主要传递者。节能降耗、提高经济效益，依据国家集中式空

3、调系中央空调系统的变频控制，是对整个系统进行统经济运行的标准，采用变频调速技术对中央空调的变频控制，只有对冷冻机组、冷冻水泵、冷却水系统进行节能控制改造，具有很大的现实意义。以泵、冷却风机都实现变频控制，才能实现系统效率下，就中央空调系统构成、变频原理和中央空调系的优化组合，才能最大限度地节约能量。统的变频控制进行详细阐述。3变频原理2系统构成中央空调系统中都采用交流电动机实现电气传中央空调系统是一个系统工程，主要由冷冻机动，冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却风机的组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔和冷却风机等耗能都

4、与转速有关，变频控制的实质就是进行交流设备构成，它包含冷冻机组系统、冷冻水系统、冷调速。交流调速系统中效率最高、性能最好的是变却水系统、冷却塔及冷却风机等子系统，如图1所压变频调速，它是一种转差功率不变型调速系统。示。交流异步电动机的转速为其中，冷冻机组是中央空调的制冷核心，通往。=60f、(1一;)(1)各个房间的循环水都由冷冻机组进行内部热交换，P降低水温。冷冻水系统将从冷冻机组流出的冷冻水式中，n为电动机的转速，r/min;.f为电动机的送到各个房间进行热交换，带走房间内的热量;冷频率，Hz;p为电动机的极对

5、数;:为异步电动机却水系统中的冷却水带走冷冻机组释放的热量，并的转差率。一了6一中央空调的变频控制《电气应用》2006年第25卷第12期从式((1)中可以看出，改变f-。、P都可改变频压缩机的原理[t〕是通过调节压缩机的转变电动机转速。变极对数和变转差率在调速领域内速而调节压缩机的单位时间内的排气量，从而达到的应用范围较小，而变频调速具有高效率、宽范调节制冷量的目的。交流变频压缩机转速和频率的围、高精度的调速性能，是比较合理的调速方法。关系如式(1)所示。压缩机的功耗为但是，变频调速决不是仅仅调节频率就可以了，在+

6、。。)]n,N=6n0·‘尸·Vh二.立二{[e;(11}X变频调速的过程中，必须保持磁通量恒定。n;一I异步电动机定子绕组的每相感应电动势为EgZB+Za(4)2Z.二4.44f,N,kNI(ID.，若忽略定子绕组电阻和感抗压降，则有:式中，n为转速;又为泄漏系数;尸。为吸气压力;U,二Eg=4.44fIN,kN,0m(2)Vh为吸气容积;n;为多变指数;。;为压比(排气式中，E。为气隙磁通在定子每相中感应电动势的/吸气);S。为相对压力损失系数;Z.IZa为实际方均根值，V;f,为定子频率，Hz;N,为定子每气

7、体压缩性系数。由式(1)和式(4)得出n一1相绕组串联匝数;kNl为基波绕组系数;'p.为每1一s+80)」六-·又尸。Vh一立下{[。1(1一I}X几i一1极气隙磁通量，Wb;U,为定子相电压，Vo如异步电动机的供电电源电压U，一定时，则Z8+Zd(5)22_每极磁通中随频率f，的变化而变化。若频率从空调器制冷量可表示为50Hz往下降低，磁通将会增加，造成电动机的磁路过度饱和，定子电流中的励磁电流部分将大大增Q二EER·N(6)式中，EER为平均能效比，与空调器所处的气候环加，使电动机的功率因数降低，铁心损耗急剧

8、增境及冷冻循环的热交换效率有关，一般可视为一个加，这是不允许的，为此，通常要求在变频调速的相对稳定值。同时保持磁通恒定，即0m=恒值。为了保持磁通由式(5)和式(6)得出制冷量和压缩机频率中恒定，根据式(2)可知，必须使定子电压随频的数学关系式率成正比变化，即U,.__二二=但但(3)。=EER·宁·AP.Vn合·J1式(3)是变频调速原则所必须要遵循的变频