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摘 要：随着人们生活水平的日益提高，中央空调的应用范围越来越广，已成为现代建筑中的必备设备，为人们提供了舒适的工作和生活环境。但是由于中央空调工作的特殊性，具有耗电量大、工作时间长等特征，因此如何实现中央空调的节能目标，已成为当前广泛关注的话题，也是低碳经济时代发展的必然需求。
关键词：变频控制 中央空调 设计 节能
一、中央空调系统构成
加强对中央空调系统构成的分析，更利于有针对性地选择节能措施，具体分析如下：
1.主机制冷系统
该系统是中央空调运行的核心环节，是空调制冷的主要来源，包括冷冻主机、冷凝器、蒸发器以及压缩机。在蒸发器中，冷冻水与制冷剂之间产生热量交换，实现冷冻水的降温，制冷剂吸收大量的热量之后发生蒸发反应。在冷凝器中，已经蒸发的制冷剂与冷却水之间进行热量交换，此时制冷剂中释放热量，并通过冷却水被带走。
2.冷冻水循环系统
冷冻水循环系统主要包括冷冻泵、冷冻水管道。冷冻水通过冷冻主机流出来，冷冻泵加压处理之后流入到冷冻水管道中，并输送到风机的风口冷却盘管位置；盘管风机将冷风吹出，带走室内环境的热量，以降低空气温度。另外，当热量被吸收之后，冷冻水的温度升高，将再次流回到冷冻主机中，往复循环。
3.冷却水循环系统
冷却水循环系统包括冷却泵、冷却塔以及冷却水管道。由冷却泵将冷却水压入到冷却塔中，冷却塔的风机对冷却水实行反复喷淋，以达到冷却目标，与空气中的热量进行交换，最后将冷却水输回到冷凝器中，将制冷剂释放的热量吸收，实现冷冻主机的降温目标。由于回水温度比出水温度略高，因此产生温差。
二、变频调速技术的节能原理
在中央空调系统中应用变频调速技术，需要硬件系统和软件系统的充分配合，通过矢量控制，实现动态过程中的相互补偿，同时涉及到瞬流干扰负向抑制功能、恒转矩调压技术等综合利用。通过调节频率、调节压力等手段，具备诸多优势，例如：在恒转矩的情况下，对电压进行调节和控制，确保电机的负载额处于最佳状态，有效控制电流，实现省电模式；强化模糊逻辑控制与矢量控制，以优化调频技术功能的发挥；利用微机完成采样跟踪过程，以动态补偿功率因数；通过瞬流干扰抑制技术，减少瞬流的波动，以避免不必要的干扰或损失。
由于中央空调的变频节能技术具备诸多优势，在理论与实践方面具有可操作性，具有极强的应用前景。在应用变频控制技术过程中，应主要考虑以下因素：
1.在设计中央空调过程中，由于考虑到天气温度的最高值，因此在最大负荷基础上留有10%-15%的富余量，但是在日常使用过程中，很少达到满负荷运行状态；虽然主机可以随着负载的变化情况而自动完成卸载、加载过程；但是水泵流量却不能匹配调节，存在诸多浪费空间；
2.空调系统的流量压力，主要通过旁路阀、截流阀进行调节，因此可能出现消耗量大、截流损失严重等问题，造成严重的电能浪费，也不利于空调冷暖功能的发挥；
3.一般情况下，电机启动的电流约为额定值的5倍，在较大电流的冲击作用下，电机频繁启停，将给电机、空气形状触点、接触器触点等带来严重的电弧冲击，同时也对电网产生负面影响；另外，启动时的强大冲击力、停止时的承重力，也将加大阀门、轴承以及机械传动系统的疲劳损伤；
4.变频调速技术将成为今后中央空调应用的必然趋势，既可转变传统空调系统的各种弊端，也可减少电能消耗、有效控制成本。在中央空调系统中，加装变频调速系统，并采取闭环自动调节方式，节能效果极佳。
三、变频调速技术在中央空调的应用
1.冷冻水系统的控制
冷冻水进入到空调环境内，即称为“出水”；经过所有房間之后的冷冻水，即称为“回水”，由于回水的温度高于出水的问题，因此产生温差；一般情况下，中央空调中设计的温差最大值为5℃，在制冷机组的冷冻水循环管中，分别安装可以检测温度的变送器，同时与变频器、PID调节器形成一个闭环式的控制系统，以冷冻水的温度来调节变频器运行频率，以优化电机转速的最佳值，调节出水量。如果温差较大，则空调环境中的温度比较高，室内的负荷量较高，此时需要加快冷冻泵的转动速度；如果温差较小，则空调环境中的温度偏低，室内的负荷量较小，此时可以减缓冷冻水泵的转动速度。这样，冷冻水泵机组的转动速度将随着热负载的实际情况而优化运行，通过不断的调整和控制，实现节能目标。
2.冷却水系统的控制
在中央空调的冷却水循环系统中，其温差主要来自冷凝器两端进水与出水的温差；与冷冻水系统的工作原理基本相同，由温度变送器、变频器以及PID调节器形成一个闭环式的控制系统，设计的温差最大值为5℃，冷却水泵的转动速度将随着室内热负载的变化而优化调节。如果第一台电机的运行基本达到额定功率，而室内温度与需求仍不相符，此时启动第二台变频运行的电机，不断优化调节，直到最佳降温状态。
总之，随着中央空调在各种建筑中的应用日益增多，除了给人们带来舒适的环境，引发的高能耗问题也不容忽视。在国家倡导低碳社会的大背景下，节约能源已成为社会关注的话题。因此，如何妥善降低中央空调的能耗，是当前必须面临的问题。以国内外中央空调运行的技术和经验来看，变频调速技术在节能方面发挥重要作用，将成为今后空调应用的必然趋势，具有广泛发展空间。
参考文献
[1]钱丹浩，刘萍萍.PLC在中央空调变频节能系统中的应用[J].自动化博览，2006（4）
[2]徐凤平，严良文，李文，倪军.中央空调水系统变频节能改造分析与实践[J].自动化仪表，2011（9）
[3]王明德.中央空调节能改造的变频技术应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011（24）
[4]童蕾，陈国林.浅析中央空调的变容量技术[J].轻工机械，2007（2）
[5]安军强，张刚.双闭环控制在中央空调循环水系统变频改造中的应用[A].2006首届中国变频技术应用暨企业家论坛，2006
[6]范晓莉.中央空调水循环系统变频节能控制[J].工程建设与设计，2010（9）
关键词：变频控制 中央空调 设计 节能
一、中央空调系统构成
加强对中央空调系统构成的分析，更利于有针对性地选择节能措施，具体分析如下：
1.主机制冷系统
该系统是中央空调运行的核心环节，是空调制冷的主要来源，包括冷冻主机、冷凝器、蒸发器以及压缩机。在蒸发器中，冷冻水与制冷剂之间产生热量交换，实现冷冻水的降温，制冷剂吸收大量的热量之后发生蒸发反应。在冷凝器中，已经蒸发的制冷剂与冷却水之间进行热量交换，此时制冷剂中释放热量，并通过冷却水被带走。
2.冷冻水循环系统
冷冻水循环系统主要包括冷冻泵、冷冻水管道。冷冻水通过冷冻主机流出来，冷冻泵加压处理之后流入到冷冻水管道中，并输送到风机的风口冷却盘管位置；盘管风机将冷风吹出，带走室内环境的热量，以降低空气温度。另外，当热量被吸收之后，冷冻水的温度升高，将再次流回到冷冻主机中，往复循环。
3.冷却水循环系统
冷却水循环系统包括冷却泵、冷却塔以及冷却水管道。由冷却泵将冷却水压入到冷却塔中，冷却塔的风机对冷却水实行反复喷淋，以达到冷却目标，与空气中的热量进行交换，最后将冷却水输回到冷凝器中，将制冷剂释放的热量吸收，实现冷冻主机的降温目标。由于回水温度比出水温度略高，因此产生温差。
二、变频调速技术的节能原理
在中央空调系统中应用变频调速技术，需要硬件系统和软件系统的充分配合，通过矢量控制，实现动态过程中的相互补偿，同时涉及到瞬流干扰负向抑制功能、恒转矩调压技术等综合利用。通过调节频率、调节压力等手段，具备诸多优势，例如：在恒转矩的情况下，对电压进行调节和控制，确保电机的负载额处于最佳状态，有效控制电流，实现省电模式；强化模糊逻辑控制与矢量控制，以优化调频技术功能的发挥；利用微机完成采样跟踪过程，以动态补偿功率因数；通过瞬流干扰抑制技术，减少瞬流的波动，以避免不必要的干扰或损失。
由于中央空调的变频节能技术具备诸多优势，在理论与实践方面具有可操作性，具有极强的应用前景。在应用变频控制技术过程中，应主要考虑以下因素：
1.在设计中央空调过程中，由于考虑到天气温度的最高值，因此在最大负荷基础上留有10%-15%的富余量，但是在日常使用过程中，很少达到满负荷运行状态；虽然主机可以随着负载的变化情况而自动完成卸载、加载过程；但是水泵流量却不能匹配调节，存在诸多浪费空间；
2.空调系统的流量压力，主要通过旁路阀、截流阀进行调节，因此可能出现消耗量大、截流损失严重等问题，造成严重的电能浪费，也不利于空调冷暖功能的发挥；
3.一般情况下，电机启动的电流约为额定值的5倍，在较大电流的冲击作用下，电机频繁启停，将给电机、空气形状触点、接触器触点等带来严重的电弧冲击，同时也对电网产生负面影响；另外，启动时的强大冲击力、停止时的承重力，也将加大阀门、轴承以及机械传动系统的疲劳损伤；
4.变频调速技术将成为今后中央空调应用的必然趋势，既可转变传统空调系统的各种弊端，也可减少电能消耗、有效控制成本。在中央空调系统中，加装变频调速系统，并采取闭环自动调节方式，节能效果极佳。
三、变频调速技术在中央空调的应用
1.冷冻水系统的控制
冷冻水进入到空调环境内，即称为“出水”；经过所有房間之后的冷冻水，即称为“回水”，由于回水的温度高于出水的问题，因此产生温差；一般情况下，中央空调中设计的温差最大值为5℃，在制冷机组的冷冻水循环管中，分别安装可以检测温度的变送器，同时与变频器、PID调节器形成一个闭环式的控制系统，以冷冻水的温度来调节变频器运行频率，以优化电机转速的最佳值，调节出水量。如果温差较大，则空调环境中的温度比较高，室内的负荷量较高，此时需要加快冷冻泵的转动速度；如果温差较小，则空调环境中的温度偏低，室内的负荷量较小，此时可以减缓冷冻水泵的转动速度。这样，冷冻水泵机组的转动速度将随着热负载的实际情况而优化运行，通过不断的调整和控制，实现节能目标。
2.冷却水系统的控制
在中央空调的冷却水循环系统中，其温差主要来自冷凝器两端进水与出水的温差；与冷冻水系统的工作原理基本相同，由温度变送器、变频器以及PID调节器形成一个闭环式的控制系统，设计的温差最大值为5℃，冷却水泵的转动速度将随着室内热负载的变化而优化调节。如果第一台电机的运行基本达到额定功率，而室内温度与需求仍不相符，此时启动第二台变频运行的电机，不断优化调节，直到最佳降温状态。
总之，随着中央空调在各种建筑中的应用日益增多，除了给人们带来舒适的环境，引发的高能耗问题也不容忽视。在国家倡导低碳社会的大背景下，节约能源已成为社会关注的话题。因此，如何妥善降低中央空调的能耗，是当前必须面临的问题。以国内外中央空调运行的技术和经验来看，变频调速技术在节能方面发挥重要作用，将成为今后空调应用的必然趋势，具有广泛发展空间。
参考文献
[1]钱丹浩，刘萍萍.PLC在中央空调变频节能系统中的应用[J].自动化博览，2006（4）
[2]徐凤平，严良文，李文，倪军.中央空调水系统变频节能改造分析与实践[J].自动化仪表，2011（9）
[3]王明德.中央空调节能改造的变频技术应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011（24）
[4]童蕾，陈国林.浅析中央空调的变容量技术[J].轻工机械，2007（2）
[5]安军强，张刚.双闭环控制在中央空调循环水系统变频改造中的应用[A].2006首届中国变频技术应用暨企业家论坛，2006
[6]范晓莉.中央空调水循环系统变频节能控制[J].工程建设与设计，2010（9）