变频调速技术及其在空调系统中的应用
课程设计 变频调速技术的应用现状和发展
洛阳理工学院课程设计课程名称：设计课题：系别：班级：学号：姓名：目录摘要 (3)前言 (3)一、变频调速技术及其在空调系统中的应用 (3)二、变频调速技术实验研究及其应用分析 (6)三、交流变频调速技术的优势与应用 (11)四、变频调速系统的发展现状与前景展望 (13)五、课程设计心得体会 (16)六、参考文献 (16)变频调速技术的应用现状和发展摘要：介绍了目前变频调速领域研究的热点问题，分析了最新技术发展对变频调速系统产业化所带来的影响，并对变频调速系统的发展前景进行了预测。
简要介绍了变频调速技术，对变频调速器的用途和性能优点做了概括总结，比较详细地论述了变频调速器应用在空调系统中的节能的基本原理，并对其自动控制方法做了简单介绍.重点分析了与阀门调节相比，变频调速器的节能效果，从变频调速的基本原理开始，讨论了电动机调速与节能的关系，根据实验数据，结合生产实践中大量使用的风机、水泵进行分析，指出变频调速有利于节能及其它优势，并结合相关实例说明了使用变频技术带来的经济效益。
Abstract: This paper describes the current research in the field of frequency control hot issues, analyzing the latest technological developments on the frequency control system, the impact of industrialization, and Frequency Control System briefly introduced the development prospects of Frequency Control Technology,, a more detailed exposition of the frequency converter used in air-conditioning system in the basic principles of energy-saving, and its automatic control method made a brief introduction. focus on analysis, compared with the valve control, frequency conversion governor of energy-saving effect, from the basic principle of frequency conversion began to discuss the relationship between motor speed and energy saving, according to the experimental data, combined with production practice that is conducive to energy-saving frequency control, and other advantages, combined with the use of relevant examples of the benefits of inverter technology .前言当前全球经济发展过程中，有两条显著的相互交织的主线：能源和环境。
变频器在空调系统中的应用
变频器在空调系统中的应用每年的夏天，空调已经成为了我们生活中必不可缺的电器了。
但是你知道吗？如果没有变频器，空调的效果将会大打折扣。
那么，什么是变频器？它在空调系统中又扮演了怎样的重要角色呢？本文将为大家详细介绍变频器在空调系统中的应用。
一、什么是变频器？变频器，又名变频调速器、交流调速器，是一种能够控制交流电动机转速和输出功率的电子器件。
通过改变电机电源电压和频率的调节方法，调整输出功率，并保证电机的正常运转。
二、空调系统中的应用空调是一种通过制冷或制热，调节室内空气温度、湿度、洁净度的机器。
空调系统的核心是压缩机，而变频器就是用来控制压缩机的电子器件。
传统的空调系统，压缩机的运转成本很高，同时启动时的电流冲击也会损坏设备。
而采用变频器控制系统，不仅能够使压缩机按需自适应地工作，更能够有效地减少额外的开销，同时时刻维护一定的功率输出。
使得空调系统能够以最小的能耗，满足空气调节的需求，同时提高了空调的整体性能。
三、变频器控制系统的优势1. 节能环保变频器控制系统能够避免空调设备在不需要的时候依然持续高功率输出，大大减少了能耗和空气污染。
在恒定温度下，变频器控制系统能够以更低的功率输出保证室内的温度，达到能源节约，环保节能。
2. 降低温度波动采用变频器控制系统来控制压缩机工作，能够有效控制室内温度的波动范围，提高舒适度。
3. 噪声变小传统空调系统多数为固定压力输出，会在运行中制造电机震动和噪音，而变频器调节系统运行平稳，可以避免这种现象造成的干扰和影响。
4. 先进的自诊断功能。
变频器控制系统具有自动诊断功能，在设备出现故障时，系统能够通过内置的智能监控软件，精准锁定故障点，进行实时、准确的故障预警，修复故障快速有效。
总之，随着人们生活水平的提高，对舒适度的追求越来越高，对于空调的性能和能耗的要求也越来越高。
采用变频器控制系统可以有效提高空调性能和能源利用效率，进一步满足人们的需求。
本文介绍了变频器在空调系统中的应用，掌握了变频器的相关知识以及其优势，相信对于我们了解空调、选购空调，在日后的生活中也能够起到一定的参考作用。
变频调速技术在中央空调系统上中的节能应用浅析
摘 要： 湖南省毕菱涟钢 中央空调 ｊ统 自投 入运行 以来， Ｉ ｌ 积极采取 变频调速技术进行 节能降耗 ， 取得 了非常好的成果 ， 在总结如下供 同 现 行参考研 究 。 关键 词 ； 中央空调 变频调速 节能降耗 应 用 中图分类 号 ： ｕ３ １ Ｔ ４ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章编号 ： ６ ４ ０ ８ ２ １ ） ８ ｃ－Ｏ １ －０ １ ７ － ９ Ｘ（ ０ ０ ０ （） １ ９ １
装 一个 温 度 传 感 器 ， 简单 可 靠 。２当 冷却 水 （）
Байду номын сангаас
气最 热 、 负荷 最 大时 设 计 ， 并且 留１ －２ ％设 ０ ０ （ ） 冷 模式 下 冷 冻 水 泵 系 统 的 闭环 控 出 水 温 度 高于 温 度 上 限 设 定 值 时 ， １制 频率 直 计 余 量 ， 而 实 际 上 绝 大 部 分 时 间 空 调 是 制 。 方 案在 保 证 最 末 端 设 备 冷 冻 水 流 量 接 优 先 上 调 至上 限 频 率 。 ３ 当 冷 却水 出水 然 该 （） 不 会运 行 在 满 负荷 状 态 下 ， 在 较 大 的 富 供 给 的 情 况 下 ， 定 一 个 冷 冻 泵 变 频 调 速 温 度 低 于 温 度 下 限 设 定 值 时 ， 率 直 接 优 存 确 频
１前言
最 近 几 年 ， 南 省 华 菱 涟 钢 进 行 了大 湖
电机 从 电 网 吸 收 的 电能 就 会 大 大 减 少 。
再 因 变 频 调 速 器 是 软 启 动 方 式 ， 用 采
频 率 是 取 冷 却 管 进 、 水 温 度 差 和 出 水 温 出
度 信 号来 调 节 ， 当进 、 出水 温 差 大 于 设 定 值
基于PLC控制的变频调速技术在中央空调系统中的应用论文
毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于PLC控制的变频调速技术在中央空调系统中的应用学校：专业班级：机械设计及其自动化学生姓名：指导教师：2012年9 月 1 日目录摘要 (1)第一章引言1.1 课题的来源选题的目的及意义 (2)1.2 本课题在国内外的现状及发展趋势 (3)第二章中央空调的工作原理 (4)2.1 基本结构 (5)2.2 水泵的变频节能原理............................. 错误！未定义书签。
2.3 水泵的变频节能方案............................. 错误！未定义书签。
第三章变频器在空调中的应用. (6)3.1 变频技术介绍 (6)3.2 交流变频和直流变频的区别 (7)3.3 直流变频 (8)5. 总结 (9)6参考文献 (10)摘要本论文在分析和比较了国内外中央空调自动控制系统的发展现状和特点的基础上，结合变频调速在中央空调系统中的工作原理与我国城市中央空调的需求现状，设计了一套以变频调速技术为基础的中央空调冷冻泵自动控制系统。
该系统综合运用软启动器、变频调速技术以及自动控制技术，通过调节水泵电机的供电频率，控制电机转速以调节流量实现了中央空调恒温参数的自动控制，保证了中央空调系统随时维持在最佳运行状况。
基于变频器为主体构成的中央空调冷冻泵系统不仅能够最大程度满足需要，也提高了整个系统的效率，延长系统寿命、节约能源、而且能够构成复杂的功能强大的中央空调控制系统。
随着变频器的飞速发展，高度智能化，系列标准化是未来中央空调设备适应恒温调度和整体规划要求的必然趋势。
关键词：变频冰箱,压缩机,无刷直流电动机第一章引言1.1论文研究背景及意义随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，各种大型建筑在我们国家越来越普遍，其中一般都安有中央空调系统，用于保持整栋大厦温度恒定。
如今，人们对中央空调系统提出的要求就是舒适和节能，要求在能耗更低的情况下保持室内合适的温度、湿度，让居住者感觉最舒适。
变频调速器在中央空调系统中的应用
节室 内温 度，既耗 费 能源 又造 成 环境 温度 波动 。 ３负藏 与节 能关 系 （） １负载 类型 与节能 关系， 生产机械 各式各样 ， 种类 繁 多， 但负 载类型 主要 分 ３类， 它们 与节 能的关 系 见表 １ （） ２ 几种 典型负载 与节 能关 系 由于中央 空调系 统中都 是各种 风机 、泵类负 载， 根据 流体学 原理 可知， ） Ｐ ｎ， ３ 故应 用变 频器 后， 能 效果 显著 。表 ２列 出风 机 、泵类 负载 应 用变 频器 节 后， 不同流 量 Ｑ 在 、转速 ｎ 由功率 Ｐ 额定 值的 相对 百分数 ） 、 （ 在某频 率值 时的 节能 率 。
应用 技 术
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变频调速 器在中央空调 系统中的应用
秦永 昌
（ 河南 中烟工 业有 限责任 公司 安阳卷烟 厂 ４ ５０ ） ５ ００
［ 摘 要 ］ 文从几 个不 同角 度 阐述 了变 频调 速 器在 中央空 调系 统 中的应 用 。 本 ［ 关键 词］ 变频 器 风机 节 能
循环 系统 ， 制依 据是 回水 温度 ， 控 即通 过 变频 调速 ， 现 回水 的恒温控 制 。 实 （） ２ 冷却 水循 环系统 的控制 由于冷 却塔 的水 温是 随环境温度 而变的， 单测水温不 能准确 地反映冷冻 其 机组 内产生 热量 的多少 。所 以， 于冷却 泵， 对 以进 水和 回水 问的温 差作为 控制 依据 ， 实现进水 和 回水 间的恒温 差控制 是 比较合 理的 。温 差大， 明冷冻机 组 说 产 生的热量 大， 应提 高冷却 泵 的转 速， 增大冷 却水 的循环 速度 ； 差小， 明冷 温 说 冻机 组产生 的热量小， 以降低 冷却泵 的转速， 可 减缓冷 却水 的循环 速度， 以节约 能源 。 ５中央 空调 末螭 送风机 的 变频 控制 随着生 活水平 的 提高， 人们 已开始 关注 生活 与工 作环 境 的舒适性 。大 型 公共 建筑 （ 商场 、 如 宾馆 、 影剧 院等） 设置有 中央 空调系 统， 均 而大 多数 中央空 调 的运行 ， 大部 分末端 机采 用开 ／ 绝 关控 制方 式， 以满足人 们对 舒适感 的要 难 求 。变 频 技术 的 飞速 发展 ， 本进 一 步下 降， 得 这一 要 求成 为现 实 。 成 使 ５ １调节风 量 ． 在 中央 空调系 统 中， 、暖 的输送 介质通 常是 水， 冷 在末端 将与 热交换 器充 分接 触 的清洁 空气 由风 机直接 送 入室 内， 从而达 到调 节室温 的 目的。在输 送 介质 （ ） 度恒定 的情 况下， 水 温 改变送风 量可 以改变 带入 室 内的制冷 （ 量， 热） 从 而 较方 便 地 调节 室 内温 度 。这 样 ， 可 以根 据 自己的 要求 来 设定 需 要 的室 便 温 。调整 风机 的转 速可 以控制 送 风量 。使用 变频 器对 风机 实现无 级 变速， 在 变 频的 同时， 出端的 电压亦 随之改 变， 输 从而节 约 了能源， 降低 了系统 噪音， 其 经 济 性和 舒 适 性是 不 言 而喻 的 。
变频调速在供热、空调系统中的应用
工况下的供热 ， 供冷需求 的同时， 实现最大限度的节能 、 电效果 ， 节 以提高系统能效 。 关键词 变频 调 速 供 热 空 调 系统 变频调速拖 动各种机 械， 其应 用是非 常广泛 的。供热 、 空调 系统 ， 基本上 是水 系统 和 风系 统。 （） １系统 组成。图 ｌ 给出 了系统组成原 理图， 主要由四部分组成 ， 即变频调速 控制柜 、 旁通取压 管、 补水泵及配套电机 、 电磁阀及泄压装置。 变频调速控制柜 ， 括变频器 、 包 调节器和控制 面 板 。变频 器 选 择通 用 型变 频 器 ， 变频 器 容 量 与单
地、 结构紧凑 ， 常选用一 台质量可靠的补水泵。
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供热 、 空调 水系 统属 于 闭式 循 环 系统 。为 了保
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《 冷藏技术）０７ ９ ） ０ 年 月第 ３ （ １ 期 ） ２ 期 总 ２ ０
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变频调速 在供热 、 空调 系统中 的应 用
谢 中男
（ 国内贸 易工程设 计研 究 院 １０ ６ ） ００９
常为防止水击的旁通管有不同的功能 ， 互相不能代 替。后者与系统母 管有相 同直径 ， 而旁通取压管为 了取压， 管径不宜太大 。在旁通 取压管上安装有压 力传感器（ 要求不高时可用电触 电压力表代替 ）其 ， 功能是将系统恒 压点 的实 际压力实 时通 信给调节 器 。压力传感器的两端 ， 在旁通 取压器上还各装有
变频调速的原理及应用
变频调速的原理及应用1. 什么是变频调速技术？变频调速技术是一种通过改变电机的供电频率来实现电机转速调节的技术。
它通过改变电源输入频率来改变电机的运行速度，从而实现对电机转速的控制。
变频调速技术已广泛应用于各个领域，包括机械、化工、电力、交通等。
2. 变频调速的原理变频调速的原理主要基于电机的运行原理和变频器的工作原理。
•电机运行原理：电机的运行速度和供电频率有直接关系。
电机的转速和供电频率呈线性关系，即供电频率越高，电机的转速也越高。
因此，通过改变电机的供电频率，可以实现对电机转速的调节。
•变频器的工作原理：变频器是一种电子设备，用于改变电源的频率以控制电机的转速。
变频器通过对供电频率进行调整，并提供适当的电压，将电能转换为电机所需的恒定转矩输出。
变频器通过调节电压和频率来控制电机的转速，并可以实现精确的转速调节。
3. 变频调速的应用变频调速技术广泛应用于各个行业，以下是一些常见的应用场景：•工业控制：在工业生产中，变频调速技术可以用于调节各类机械设备的转速，实现生产流程的精确控制。
例如，在输送带上使用变频调速装置可以实现对物料输送的精确控制，提高生产效率。
•电梯和升降机：变频调速技术在电梯和升降机中广泛应用。
通过对电梯和升降机驱动电机的供电频率进行调节，可以实现平稳的起停过程和舒适的乘坐体验。
•空调系统：变频调速技术在空调系统中起到节能降耗的作用。
传统的固定频率空调系统会在达到设定温度后自动停机，待温度下降后再启动，这样会产生能耗的冲击。
而采用变频调速技术的空调系统可以根据室内温度的变化，自动调整运行速度，保持温度的稳定，从而达到节能的效果。
•汽车控制系统：现代汽车中的许多控制系统都采用了变频调速技术。
例如，电动车辆中的电动机控制系统使用变频调速技术来控制电机的转速和动力输出。
•智能家居控制：智能家居系统中的电器设备可以通过变频调速技术实现智能控制和节能运行。
例如，智能风扇可以根据环境温度和人体感应来自动调节运行速度，提供更加舒适的使用体验。
浅谈变频调速在中央空调系统中的运用
的重要组成部分 ， 是空调 的制冷源。 冷冻主机会对通往各 能的 ， 这就保证 了其能量来源的充足。 房 间 的循 环水进行 “ 内部热 交换 ” 经过降温 变为 “ 冻 ， 冷 ②调速特点 。 中央空调的变频调速 中， 其循环水系统 此 水 水 ” 变 频 调 速 近 年 来 在 冷 冻 主 机 中也 得 到 了 较 为 广 泛 通 过 改变 转 速 来 调 节 流量 ， 时 ， 在 封 闭 的管 路 中具 有 。
下 ，回水管与出水管 中的最高水位 ，也将是永远是相等 的 。 以 ， 泵 的转 速 主要 是 改 变 水 的 流 量 ， 与 扬 程是 所 水 其 水塔 主要 是为冷冻主机提供 “ 冷却水 ” 。 的 当冷却水顺 利 没 有关 系 的。 的盘 旋 流 过 冷 冻 主机 后 ，会 很 快 的把 冷 冻 主 机 所 产生 的 ２ 利 用变 频 器 控 制 的循 环 水 系统 ． ２ 中央 空 调 系 统 的外 部 热 交 换 主要 是 由冷 冻 水 和 冷 却 热量带着 ， 让冷冻主机快速降温 ， 保持在一定 的范围内。 ③外部热交换 系统 。 一 ， 其 冷冻水循环 系统 。 冷冻泵 水 两个 循 环 系 统 完 成 的 。 要 进 行 热 交 换 的热 量 ， 要 可 需 主 和冷冻水 管组成是冷冻水循环 系统 的两个 主要部分 。 这 以通 过循 环 水 系 统 的 回水 与 进 （ ）水 温 度 之 差 观 察 出 出 系统 的主要原理是 ， 当水从冷冻机组流 出后 ， 冷冻泵加 压 将 冷 冻 水 送 人 冷冻 水 管 道 ，通 过 在 各 房 间 内 进行 热 交
控制 原 理 。
３ 结
语
总之 ， 随着变频技术 的 日益成熟和不断发展 ， 利用变 频器建构温差 闭环 自动控 制系统 ，通过 自动调节水泵 的 输 出流量 ， 能够更好 的提升变频调温系统的功能 ， 也可达 到节能 的 目的。 因此 ， 相关设计人员和技术人员 ， 对 中 需 央空调变频改造方面的相关 知识进行深入的探讨 ，并根 据技术发展的趋势做出更好 的方案。 参考文献 ： ［ 杨莉， １ ］ 岳继光． 家用中央空调模糊控制器的实现［． Ｊ 自动化 】
变频调速在中央空调通风系统中的应用
２变频器与节能 在工农 业行产各人们 的 日 常生 活中 ， 常 经 需要对一些物理量进行控制 ，如空调系统的温 度、 供水系统的水 压、 通风系统的风量等 ， 这些 系统绝大多数是用交流电机驱动的。以前 由于 电机的转速无法方便调节 ，为 了达到对上述物
理量的控制， 人们只好采用一些简单的方法 ， 如
５ 中央空调变频调速系统 的控制依据 中央空调系统 的外部热交换 由两个 循环 水系统来完成。循环水系统的回水与进（ ） 出 水 温度之差 ，反映了需要进行热交换 的热量。因 此， 根据 回水与进（ ） 出 水温度之差来控 制循环 水的流动速度 ， 从而控制了热交换 的速度 ， 比 是 较合理 的控制方法 。 ５１冷冻水循环系统的控制 ． 由于冷 冻水 的出水温度是冷 冻机组 “ 冷 冻” 的结果 ， 常常是 比较稳定的。 因此 ， 单是回水 温度 的高低就足以反映房间内的温度。 所以 ， 冷 冻泵变频调速系统 ，可以简单地根据回水温度 进 行如 下控制 ： 温度 高 ， 回水 说明房间温度高 ， 应提高冷冻泵的循环速度 ， 以节约能源。 反之则 反。总之 ， 对于冷冻水循环 系统 ， 控制依 据是回 水 温度 ，即通过变频调速 ， 实现 回水的恒温控
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变频调速在中央空调通风系统中的应用
（ 黑龙 江北大荒农业股份有 限公 司浩 良河化肥分公 司， 黑龙江 伊春 １３０ ） ５０ ０
摘 要： 简要介绍 了变频调速 ； 中央空调； 应用
１变频调速技术 的发展 交 流变频调速技术是集 电力电子 、 自动控 制、 微电子 、 电机学等技术集成 的一 项高技术 。 它以其优异的调速性能 、显著 的节能效果和在 国民经济各领域的广泛的适用性 而被 国内外公 认为是世界上应用最广 、 效率最高 、 最理想的电 气传动方案 ， 是电气传动的发展方 向。 它为提高 产品质量和产量 ， 节约能源 、 降低消耗 。 提高企 业经济效益提供 了重要的新手段 。 据统计 ， 国电动机装机总容量约 ４ 我 亿多 Ｋ Ｗ，其 用 电量 占当 年全 国发 电 量 的 ６ ％ ～ ｏ ７ ％，而风机 、水泵设备装机 总功率达 １ 亿 ０ ． ６ Ｋ 年耗 电量 ３ ０ Ｋ ・， 占当年全 国电力 Ｗ， ２０ Ｗ ｈ 约 消耗总量的 １３ ／。而应用 变频器节 电率 一般 在 ２ ％～ ｏ 投资 回收期 ｌ ３年 ， ０ ６ ％， ～ 经济效益 相 当可观 。所以大力推广应用变频调速技术不仅 是 当前推进企业节能降耗 、提高产品质量重要 手段 ，而且也是实现经济增长方式转变的必然
空调系统应用变频调速技术的效果分析
组 的辅机控 制。凝结水 泵 的变 频运行 ，电流 明显 下降 ，调 节 范围宽 ，可 以大幅度节 约 电能 ，提高设 备 的运行 效率 ，
也为设备的安全 、可靠运行提供 了保障。
定风量的８％时 ，完全能保证车间温湿度场 的均匀 ，风机频 ０ 率最低设 置在其额定频率的８％，达到此下 限以上的车间的 ０ 换气次数仍维持在 ７ 次ｍ以上 ，不会 引起 车间气流组织的紊
收 稿 日期 ：２ ０ — ６ ２ ０９０— ９
乱和温湿度场 的不均匀。机组风压检测数据见表３ 。
２１年ｏ 月 Ｉ中国 ０ ２ ０ 设ຫໍສະໝຸດ 工程 ９ 专 题
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绿色变频技术
文章编 号 ：１７ — ７ （０ ０ ０ — ０ ０ ０ ６ １０ １ ２ １） ２ ０ １ — ３ １
石油化 工行业 中的变频调速节能技术应用
、
变 频 器 在 老 厂 区 组 合式 空调 机 组 中的 应用
轴承年平均 费用／ 元 万
三 角 带 年 平 均 费用／ 万元
５２ ＿ ６
１ ９ ９
．
２ ７ ６
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卷 烟厂老厂区组合式 空调机组共有 １ 台 ，由于 风 ３ 机 电机 的启 动 电流均 为 其 额定 电流 的３ ４ ，一 台 —倍
关键词 ：中央空调 ；变频器 ；节能降耗
中图分类号 ：Ｔ ３ ４６ Ｍ４． 文献标识码 ：Ｂ 表 １ １９ ０ ３ ９ ９ ２ ０ 年轴承、皮带费用
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２ ０ 年 山东 中烟工业 公 司济 南卷烟厂 ｆ ０５ 以下 简称 卷烟厂）新厂区联合 工房动工 建设 ，２ ０ 年建设完 成 ＼ ０７
变频调速技术在变风量空调系统中应用
变 风量 空调 系 统 的基 本 原 理 是 根 据 空 调 负 荷 的 变 化 及 室 内要 求 参 数 的 改 变 ， 自
２ 空 调风 系统 的 变频技 术
静 压方 法 的控 制原 则是将 风 阀处于 全 开 的状 态 ， 静压 降至最 低 ， 大限度 降低 风机 把 最
动 调 节 空调 送 风量 （ 到 最 小送 风 量 时调 节 达 送 风 温 度 ）以满 足 室 内人 员 的 舒 适 要 求 或 ， 有 关 工 艺的 要 求 ． 当各 房 间 的负 荷 减 少 时 ， 相 应 末 端 的 风 量 将 自动 减 少 ， 统 对 总 风 系 量 的需 求 也 必 然 下 降 ， 过 适 当 的 控 制 手 通 段 ， 节 风 机 的 转 速 ， 变 风 量 ， 达 到 系 调 改 可 统 节 能 降 耗 的 目的 。 风 量 空 调 系 统 控 制 变
⑧ 用究 ・ 研・ 应
变 频 调 速 技 术 在 变 风 量 空 调 系 统 中应 用
吴 铮 马少 华 赵 岚 光
（ 阳建 筑 大 学 信 息 与控 制 工 程 学 院 沈
辽 宁沈 阳 １ ０ ６） １１８
变频调速技术在集中空调中的应用
作者简介：杨尧（!"#"$），女，湖南长沙人，高级讲师%变频调速技术在集中空调中的应用杨尧（长沙电力职业技术学院，湖南长沙&!’!(!）摘要：论述了变频调速控制系统的工作原理及性能优点，以及集中空调系统中应用变频调速器节能的基本原理，对变频调速器与阀门调节节能情况进行了研究，通过实测数据证实了变频调速器的节能效益%提出了变频调速技术是一项值得推广应用的新节能技术%关键词：变频调速；集中空调；节能技术中图分类号：)*"+,%!!""#$%&’$()(**+,-.,)%/%()0,+1$()2(0,+)$)2’,%3)(#(2/*(+%,)’+&#$4,5&$+%()5$’$(),+1!"#$!%&（-./012./345/6740/8/09):5.0484175/8;02676<6:4=>8:56?75@4A :?，-./012./&!’!(!，-.70/）!61’+&%’：).72B /B :?B ?:2:0626.:A 4?C 701B ?7057B 8:2/09B :?=4?D /05:/9E /06/1:24=/=?:F <:05G 540E :?274014E :?07015406?482G 26:D %;0/9976740，6.::0:?1G H 2/E 701=<09/D :06/824==?:F <:05G 540E :?274014E :?04?2/?:B ?4E 79:9706.:/B B 875/6740=4?5:06?/87I :9/7?540976740:?2%J /2:9406.:26<9G 4==?:F <:05G 540E :?274014E :?04?2/09?:8:E /0614E :?0701E /8E :2，6.::0:?1G H 2/E 70170.:?:05:4==?:F <:05G 540E :?274014E :?04?2./2K ::0B ?4E :0E 7/:L B :?7D :06/89/6/%).:?:=4?:，7672:0E 72/1:96./66.:=?:F <:05G 540E :?274014E :?07016:5.H 04841G B /E :2/0:AE :0<:=4?:0:?1G H 2/E 701%7,/8(+51：=?:F <:05G 540E :?274014E :?04?；5:06?/87I :9/7?540976740:?；:0:?1G H 2/E 7016:5.04841G 随着大功率晶体管技术、大规模集成电路和计算机技术的发展，交流电机的变频调速技术已日益完善，在各行各业得到了广泛的应用，尤其在暖通空调领域，这种技术的推广使用，在提高自动化控制水平的同时也带来了非常显著的节能效益%9变频调速器变频调速器也称变频器，全称为变频变压调速器（E /?7/K 8:E 486/1:M E /?7/K 8:=?:F <:05G 70E :?6:?，333N ;）%它采用大功率晶体管（O )P ）作为功率元件，以单片机为核心进行控制，采用正弦脉宽调制方式，是电力电子与计算机控制相结合的机电一体化产品%其性能优于以往交流电机的变极、串极、串阻、滑差等调速方式，它具有调速范围大、调速平滑、准确性及相对稳定性高等优点，也可根据负载要求实现恒转矩或恒功率调速，能量利用率高，节电效果明显%变频调速器已形成了与电机相配合的不同功率、不同用途的系列化产品，目前产品已广泛应用于石油、化工、钢铁、冶金、矿山、机械、纺织、建筑、造纸等行业，适用于水泵、风机、压缩机、机床等产品的电机调第&卷第(期+’’#年Q 月中国工程机械学报-R ;S >T >U V W P S X Y V N -V S T )P W -);V S*X -R ;S >P Z348%&S 4%(U <8%+’’#速!因为暖通空调行业中水泵、风机为必需的设备，而且耗电量巨大，在全年使用空调的现代化宾馆及办公大楼中，风机、水泵的用电量占整个建筑用电量的"#$!%#$，约占整个动力用电的%#$!&&$［’］!自(#世纪)#年代以来变频调速器在暖通空调行业逐渐被大家所认识并采用!它具有多种速度切换、加减速时间的外部设定、电压*频率曲线设定、转距升高调整、输出频率上下限幅、频率跳跃等功能；具有各种接口，能与计算机、可编程序控制器及自动化仪表联机，并具有远程控制的功能!!集中空调中的变频!"#节能原理为了保证产品质量，纺织厂要求有一定温湿度，纺线才不断；集成电路生产厂、医药、食品厂要有一定洁净度，才能生产出合格的产品!这些厂家都要采用集中空调，但空调的环境、空气、温度是随春、夏、秋、冬四季变化的，而且用空调送风的房间也不一样!所以世界上先进的国家都采用变频器对风机、水泵类机械进行转速控制来调节风量、流量的方法节约能源，提高经济效益!其构成示意图如图’所示!空调机将外面吸进的新鲜空气冷却或加热后送入室内!由于所需要的空气量随楼内的人数及昼夜大气温度的变化而不同，人少或节假日的时间需要的风量小，所以与此相应地对风量进行调节可以减少输出风机的能耗并调整空调机的热负载!而热负载的变动会引起冷水循环量的增加或减少，如只靠水阀调节会造成很大的压力损失，使效率变低，加入变频器控制方式后就能减小损失，提高效率，并能实现自动化控制!以水泵为例，水泵调速运行节电的理论之一是水泵学比例律!由水泵学比例律可知，对于同一台水泵，图!集中空调风量调节示意图"#$%!&#’()*+,’-+.-/010’-2)3#40()#21+’(#-#+’0220$,3)-05-/0560-1/*)7当以不同转速!’，!(运行时，水泵的流量（"）比，扬程（#）比，轴功率（$）比与转速（!）比有如下关系："’／"(%!’／!(（’）#’／#(%（!’／!(）(（(）$’／$(%（!’／!(）"（"）由式（’）!（"）可知：流量比与转速成正比，扬程比与转速比的平方成正比，轴功率比与转速比的立方成正比!由此可见，当降低转速时，功率的减少量远比流量的减少量大得多!风机也遵循这个规律，即风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比!因此，降低水泵或风机的转速，就有可能使单位供水量或风量的电耗减少!由电机学可知，电机的转速与输入频率有如下关系：!%+#&（’’(）／)（%）式中：&为电源频率；(为滑差率；)为极对数*变频器通过改变电机频率而达到无级调速的目的!对于水泵来说，变频调速供水，就是通过压力变送器检测管网水压，并将水压信号转化为电流信号，反馈给变频器内单片机，单片机根据水压情况调整水泵电机输入频率，从而使水泵转速改变!例如，在非高峰供水时，水泵减速运行，从而使水泵输入功率减少，达到节能的目的!!"!变频调速与阀门调节的节能分析采用变频调速器后，将泵和管线的阀门全开，用改变电机电源频率的法来改变电机转速，进而改变流量!图(为水泵以阀门控制或调速控制时流量"与扬程#的关系曲线（假设管路末端压头为零）*图(中：曲线’为泵在转速为!’时的"*#性能曲线；曲线(为管路阻力特性曲线；曲线"为关小阀门，流量+,"中国工程机械学报第%卷为!!时的管路阻力特性曲线；曲线"为泵在转速为"!时的!##性能曲线；$，%，&为水泵的工况点’图!变频调速器的节能原理图"#$%!&’()$*+,-’.()/#’$0)#’,#01(0#,23)(-425(4)(63(’,*,-’/().#-’$-/()’-)泵消耗的轴功率为()!!#／"（$）式中：!为流体密度，%&’()；"为泵的效率’由式（$）可知，轴功率与!，#的乘积成正比’因此在工况点$，轴功率与!*，#*的乘积面积（$#**!*）成正比’根据工艺要求，当流量从!*减少到!!时，如采用阀门调节方法相当于增加管路阻力，使管路阻力特性变到曲线)，系统由原来的工况点$变到新的工况点%运行’从图!中可以看出，压头反而增加为#!，轴功率与%#!*!!面积成正比，显然减少不多’如果采用转速调节，转速由"*降到"!’泵在转速为"!时的!##性能曲线如曲线"所示，可见在同样流量!!时，压头#)大幅度降低，功率（与&#)*!!面积成正比）明显减少，节省的功率与%#!#)&面积成正比，很显然节能效益显著+即便考虑到因转速的降低而引起效率的降低及附加控制装置的效率的影响等，但节电效果仍十分明显+此外，电机消耗的功率不仅决定于泵，还和调速的方法有关+如果电动机的滑差损耗很大，节电效果就大打折扣了，变频调速器是一种高效调速装置，它与滑差调速、液力偶合器调速不同，没有滑差损耗，本身的固有损失仅为*,!!,，因此变频器的输入功率在任何速度下都近似等于泵的轴功率+对泵、风机等流体机械，流量或风量是与转速成正比的，而轴功率是与转速的立方成正比的，因此()（"／"-）)(-)（!／!-）)(-（.）式中："-，!-，(-分别为泵的额定转速、额定流量和额定轴功率+由式（)）可知，采用变频调速时，变频器消耗功率为(变频)()（!／!-）)(-（/）如果采用阀门调节，电动机消耗功率近似为(电)（0’"+0’.!／!-）(-（1）从式（/）和式（1）可见，当流量2变为额定流量的$0,时，采用变频调速时消耗功率为0+*!$(-+采用阀门调节流量时，电动机消耗功率0+/(-，节电率为1!+*,，节电效果是很可观的+!"#实例分析某商务楼，楼内人数每天随时间段的不同而变化（以一星期为周期），空调进风量的运行模式也不同，如图)所示+按平时、星期六、星期天与节假日分为三个运行模式，送风机的进风量根据二氧化碳浓度等环境确定其最少必需量，设备的送风机由于设计时留有一定裕度，因此按高速时1.,、中速./,、低速$/,图7运行模式"#$%780()92#-’91:-;(的进风量（转速）来设定［!］+节能效果有：送风机电机能耗减少，暖气锅炉热负载以及冷气时制冷机热负载减小，用变频器控制电机转速来调节进风量，由于所需轴功率与转速的三次方成比例减小，输入电能也与此相应地减少，按图)的运行模式计算接入变频器前后的电能消耗，其结果如表*所示，年节电量为/".00%34，节省电费"万余元+另外，引入变频器减少了不必要的加热或冷却空气所需的费用.万多元，如表!所示+水泵采用变频器调速后，改变了原来输出流量在!$005(67#*以下时用/$%3的电机运转，超过!$005(67#*时用*$0%3电机运转的式+接入变频器前、后运行所需电量比较如表)所示+//)第)期杨尧，等：变频调速技术在集中空调中的应用表!接入变频器后送风机电机能耗减少所达节能效果"#$%!&’()*(+*,-.,(/)’*)0+),121/#,3)*(/)#4*’))5)*)6)1(*41#67#1/4,)*2),)*321.,-+78(4.,(.*)5+1)*)#1/)-(/)),)*321.,-)*9#(4.,)’’)1(必需风量／!运行时间／（"年#$）接入变频器前输入功率／%&用电量／（%&"年#$）电费／（元年#$）接入变频器后输入功率／%&用电量／（%&"年#$）电费／（元年#$）节能效果节能量／（%&"年#$）电费／（元年#$）’()*))+,-*$$,*.,(,*$/)’-,*()),+$*(’/+0*,$’.++(**),+,-*)./,,$(,0($*-($)(*,(.+/$((/,.$$/0**),+,-*)./,,$(,0(’-)0.,,/)//)/+,,$)’)/合计+$()$(./.,.)’)0.+*.,0$.++*+(,,+,’’$注：用电费用以,-0+’元%&#$"#$计-表:冷热量减少所节省费用"#$%:;.65/)#(*)5+1)-(/))<8),-)--#9)5能量减少能量／12能量单价／（元12#$）节省费用／元冷气减少量$,,*,*,,,暖气减少量*),’,0*(,,表=接入变频器后水泵输出流量减少所达节能效果"#$%=&’()*(+*,-.,(/)’*)0+),121/#,3)*(/)8+78’-.+(8+(’6.>(.*)5+1)*)#1/)-(/)),)*321.,-)*9#(4.,)’’)1(运行模式流出流量／（3456#$）运行时间／（"年#$）所需能量／%&接入变频器前*0%&电机$0,%&电机接入变频器后),,%78变频器输入节能效果节电率／!节电量／（%&"）/’,,*0,$)$’*-,/+)00,,)0,,’0,’/(,-,)/$.00,$*0,0,,()0,-,$)(,,,*0,,0,,///(-*#/-*#$’0,年节电量／（%&"）+.),,年节电经费+.),,%&"9,-0+’元%&#$"#$:)(.()元综上所述，某商务楼的空调接入变频器后，年节能总额可达$/万多元，效果是非常明显的-!结论理论和实践证明，在集中空调水系统中采用变频器具有显著的节能效果-在空调风系统中变频器控制空调风机的运行节电率可以达到/.!-变频器除了可以节电以外，还有操作简便、精确可调、数字显示、可采用微机控制、保护电机、提高功率因数等优点-变频器可广泛应用于锅炉补水系统、供热以及制冷系统中-随着技术的不断进步，变频器的可靠性在不断提高，价格也在降低，而且对于三相异步电动机加装变频器无需改变电路结构，它在集中空调等系统中得到了广泛应用-变频器技术应用是工业技术进步的需要，更是我国建设节能型社会的需要，是一种具有极大发展潜力的技术-参考文献：［$］叶森林-变频变压技术在日本高层建筑动力节电中的应用［2］-暖通空调，$.’.（/）：)/#)0-［)］付娟-交流调速技术［;］-北京：电子工业出版社，),,)-’*/中国工程机械学报第+卷。
变频调速在空调中的应用
二、 变频调 速 的节 电原 理
在实际使用 中有 ９％多的时间， ０ 冷水机组、 冷却泵和冷冻泵 制 循环水的流动速度 ， 从而控制进行 热交换 的速度 ， 比较合 是
都 工作 在 非满 载状 态 下； 过 调速 方法来 调节 流量 ， 通 由于 风 理 的控 制方法。 （ ） 二 空调变 频调 速系统的设计和选 择 机、 水泵类 负载 ， 功率与转速成立方关 系（ 轴 公式 １ ： ）
节 的手段和方法 也大为增加 。冷冻 泵和冷却泵是 中央空调 的 由于 中央空调系统在设计 时是按现场 最大需求量来 考虑 重要组 成部分 ， 中央空调 系统的外 部热交 换 由两个 循环水 系 的， 冷水机组 是按 照最 大负荷 配置 并有 一定 富裕 ， 其冷 却泵 、 统来完成 。循环 水系统 的 回水 与 出水 温度之差 ， 映 了需要 反 冷冻泵 、 冷却塔风机 和空调末端也是按 照最大工况 来考虑 的， 进行热交换的热量程度， 因此 ， 根据回水与出水温度之差来控
（． １杭州浙江佳力风能技术有限公司；． ２杭州电信分公司客户网络支撑中心， 浙江 杭州３０ ０ ） １００ 摘要 ： 文章阐述了变频节能的原理， 并以电信大厦的中央水冷空调为例介绍使用变频器后取得的良好节能效果， 同时
提 出 了应 用 变频 节能 可能存在 的 问题 及相应 的处理方法 ， 为今后推 广使 用变频技 术提供依据 。
其 中中央空调用 电占总用 电的 ５ ％ ～６ ％ 左右 ， 电成本 的 如 大厦的 中央空调 系统 由 ８ Ｙ Ｒ ０ ０ 用 台 Ｏ Ｋ离 心式冷水 机组组成 ，
居高 不下 ， 致运行 费用非 常高 昂。根据 国家倡 导创建 低碳 冷冻站总制冷量 为 ４０Ｒ／。 导 ３０ ｔ ｈ ２ ．冷冻水 循 环系统 。冷 冻水 循环 系统 由冷冻泵及 冷冻 社会 的要求 ， 节约用 电是节 能的一个重要环 节 ， 因此 如何有效 地 降低 空调 的运行 费用 成为 目 迫切需 要解 决 的问题 ， 目 水 管道组 成 。从冷 冻机组 流 出 的冷冻 水 由冷 冻泵加 压送 入 前 从 前 国内外高 层建筑 空调运 行技术来 看 ， 为有效 的节能 措施 冷冻水管道 ， 较 在各个机房 内进行 热交换 ， 带走设备 和房 间的热 量， 保证机房 合适 的温度 。从冷 冻机组 流出 ， 进入机房 的冷冻 就 是采用变频 凋速技 术。
浅析空调系统中变频技术应用
浅析 空调 系统 中变频 技术应用
河 北 省蔚 县 房 业 发 展 总 公 司 张 吉祥
全球 气 候 日益 变 暖 导 致 了 人 们对 空 调 的需 求 越 来 越 大 。 在 能 源 日益 紧 张 的今 天 。如 何 使 空 调 系 统在 提 高 舒 适 性 的 同 时 又 能 更 好 的 节 能 已经 成 为 一 个 越 来 越 重要 的 问题 。变 频 调 速 技 术 引 用 进 空 调 控制 系统 中就 是 解 决 这 个 问题 的一 种 有 效 途 径 。 为 更 好 地 阐 述 这 一 问题 ， 先 需对 空调 这 一 系统 的 特 性 加 以分 析 。 首
一
（ 责任 编 辑调系统特性
１１ 多 干 扰 性 ．
空调 系统 在 运 行 过 程 中 会 受 到许 多 因素 的干 扰 ， 比如 说 通 过 窗 户 进 入 的太 阳辐 射 热 随 时 间 在 变 化 ，室 外 空 气 温 度 通 过 围 护 结 构 对 室 温 产生 动 态 的影 响 ，为 换气 所采 用 的新 风 对 室 温 有 直 接 的 影 响 ． 外 还 包 括 室 内 人员 的变 动 、 此 电源 电压 的波 动 以及 热 水 加 热 器 中热水 温度 的变 化 等 等 。 上述 诸 多 因 素不 但 均 随 着 建 筑 物 的 构 造 、 途 的不 同 而 异， 与空 调 系 统 本 身 有 关 。如 果 不 采 用 变 频 调 用 更 速 控 制 技 术 ，那 唯 一 的 方 法 就 是利 用 最 大 的耗 能 来 换 取 理 想 的 控 制 状 态 ，这 自然 就 会 带 来 干 扰 变 动 时控 制 的不 理 想 以及 能 源 的 巨 大浪费。 １２多 工 况性 ． 年 中空 调 系 统 的 工 况 随 季 节 而截 然 不 同 ，也 就 是 说 它 对 空 气 的 处 理 过程 具 有 很 强 的 季 节 性 ，至少 要 分 为 冬 季 、夏 季 和 过 渡 季 。 另 外 ， 一 天 中 的夜 晚和 白天 空 气 工 况也 相 差 很 多 ， 此 空 调 同 因 对 空 气 的处 理 过 程 具 有 多 变 性 。 多 工况 性 的特 点 就 决 定 了 空 调 的 运 行 不 能设 定 为某 一 固 定 的 参 数 ，而这 就 要 求 空 调 的 控 制 系 统 必 须 要 有灵 活 的动 作 来 适 应 变 化 的 工况 ，而 变 频 调 速 控 制 技 术 能 够 很 好 地满 足这 一 要 求 。
变频调速在空调系统中的应用
变频空调在控制过程中使用永磁同步 电机作为压缩机， 根据房 间当前温度与预设定所需温度值差距情况， 通过智能化控制， 自动 提供所需的冷热量 ， 当室 内温度达 到预期设定值后 ， 空调主机则能 够准确保持这一温度 的恒定转速 ， 实现不停机运转 ， 避免 了频繁的 开 ／停压缩机而产生 的一次次瞬间大 电流， 减少了间歇性运行， 降
低 了热量 损 失 ， 从 而达 到 了节 能 目的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
Ｑ ｕ Ｗ ｅ ｎ ｂ ｉ ｎ ， Ｚ ｈ ａ ｏ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ 。
（ １ ． Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｘ ｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ， ７ １ ２ ０ ０ ０ ）
（ ２ ．Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｏ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ａ ｓ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ（ ｘ ｉ ’ ａ ｎ ） Ｃ Ｏ ． ， Ｌ Ｔ Ｄ ，Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ ｘ ｉ ’ ａ ｎ ，７ １ ０ ０ ５ ４ ）
０ 引言
随着经济的快速 发展 ， 人 民生活水平有 了很大的提高， 人们对
处于最佳的运行状态 ， 从而提高能效 比和空调的使用效率。
１ ． ２ 变频空调的优势
（ １ ） 节 能
生活环境 的要求也越来越 高， 人们希望无论是工作还是居家都 能
使室内空气清新 、 冬暖夏凉 ， 这样导致空调的需求越来越大， 空调已
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｏ ｐ ｌ ｅ ’ Ｓ ｌ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ — ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ． Ｉ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒｉ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ａ ｉ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｒ ， ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｅ ｓ ｆ ｉ ｘ ｅ ｄ — ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｉ ｒ — ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎ ｇ ． ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｍ ｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ， ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ａ ｉ ｒ ｃ ０ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ’ Ｓ ｗ ｏ ｒ ｋｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ Ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｒ ａ ｐｉ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ， ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｏ ｕ ｒ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｒ ｙ ｗｉ １ ｌ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｅ ｖ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｒ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ： Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｒ ｅ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ： Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖｉ ｎ ｇ
变频调速的原理及应用
变频调速的原理及应用变频调速是一种通过改变电机的输入电压和频率来实现电机转速调节的技术。
它利用可调变频器将电源的交流电通过整流、滤波、逆变等电路转换为直流电，然后经过可调变频器进行变频调节，最后再通过逆变器将调节后的直流电转换为交流电供给电机。
变频调速的原理主要包括四个部分：电源模块、整流滤波模块、逆变模块和控制模块。
电源模块将电网交流电转换为直流电供给整流滤波模块，整流滤波模块将直流电转换为稳定的直流电，逆变模块将直流电转换为交流电，并根据控制信号进行频率和电压的调节，控制模块对逆变模块进行控制，通过处理控制信号和反馈信号实现电机转速的控制。
变频调速技术具有以下几个主要的应用：1.工业生产控制：变频调速技术广泛应用于各种工业生产设备中，如风机、水泵、压缩机等。
通过改变电机的输入电压和频率，实现电机的转速调节，可以满足不同工况下的生产需求，提高生产效率和能源利用率。
2.交通运输领域：变频调速技术在交通运输领域的应用主要体现在电动车辆中。
通过调节电机的转速，实现电动车辆的加速、减速和定速巡航等功能，提高电动车辆的驾驶性能和行驶里程。
3.制冷空调领域：变频调速技术在制冷空调领域的应用主要体现在压缩机的调速上。
通过调节压缩机的转速，实现制冷系统的容量调节，可以根据室内温度和负荷变化进行动态调节，提高能源利用率和舒适度。
4.机器人和自动化设备：变频调速技术在机器人和自动化设备中的应用越来越广泛。
通过调节电机的转速和扭矩，实现机器人和自动化设备的精确操作和运动控制，提高生产效率和产品质量。
总之，变频调速技术通过改变电机的输入电压和频率，实现电机转速的调节，广泛应用于工业生产控制、交通运输、制冷空调、机器人和自动化设备等领域，提高设备性能和能源利用效率，促进工业和社会的可持续发展。
变频调速技术用于中央空调系统节能
浅谈变频调速技术用于中央空调系统节能摘要：随着现今科技日益发达的今天，我们追求的也是品质更高，更加环保节能的生活。
无论是在我们生活、工作的场所中，中央空调的使用，为我们带来了极大的便利。
然而，我们也了解中央空调的能耗非常大，所以在资源紧缺的当今社会中，我们需要尽量提高资源的利用率，引用新技术为我国的现代化建设节约大量资源。
因此变频调速技术就是应用于中央空调系统的一项新型节能环保技术，如果对大型中央空调系统采用变频节能系统，将节省大量的电能，可以为我国可持续发展的现代化建设作出很大贡献。
关键词：变频调速技术；中央空调；系统节能；原理应用一、中央空调变频调速技术的系统组成变频调速技术在中央空调系统节能中应用时需要相应的软件及硬件技术的组合，利用最新的控制手段来补偿相应的动态过程，同时还需要瞬流干扰负向抑制技术、恒转矩调压等技术的综合使用。
变频调速技术应用于中央空调中时，可以通过对中央空调的追踪调查发现，该技术可以使调压、调相瞬流抑制调节频率于一体，其应用主要有一下这些特点：（1）通过微机采样追踪技术，可以实现功率因数的动态补偿，从而达到于节能的目的；（2）使用瞬流干扰抑制技术，可以过滤瞬流波动，减小其副作用对空调所造成的损失和干扰；（3）在恒转矩的条件下来调节控制电压，从而限制电流，就可以使电机负载处于最高效有利的状态，从而可以达到省电的运行状态；（4）模糊逻辑控制和矢量控制的优化调频技术，具有现今最先进的通用变频器的全部功能，可以安全放心的适用于中央空调中；这些都是变频调速技术应用的一些原理，这些技术都是变频调速技术可以适用于中央空调系统节能的主要特点，由于这些技术的成熟，可以很明显的体现出变频调速技术应用于中央空调系统节能的优势，也使中央空调变频技术节能有了更加明确的实施理论依据和对技术应用进行控制的可行性，并且变频调速技术在很多方面的应用，也可以作为借鉴，使其应用于中央空调系统节能有更好的效果。
变频调速的应用和原理
变频调速的应用和原理介绍变频调速是一种通过改变电机输入电压和频率来调节电机转速的方法。
它广泛应用于各种领域，包括工业生产、交通运输、家用电器等。
本文将介绍变频调速的应用领域和原理。
应用领域1.工业生产–变频调速在工业生产中起到了关键作用。
通过控制电机的转速，可以提高生产效率，并实现对工艺过程的精确控制。
例如，食品加工行业中的搅拌设备、纺织行业中的纺纱机等。
2.交通运输–变频调速在交通运输领域的应用越来越广泛。
例如，电动汽车中的电机控制系统、地铁中的电机驱动系统等。
通过控制电机的输出功率和转速，可以提高交通工具的能源利用效率，并改善行驶性能。
3.家用电器–变频调速技术在家用电器中也得到了广泛应用。
例如，空调、洗衣机、冰箱等。
通过控制电机的转速，可以实现节能、降噪和提高使用舒适性。
原理1.变频器–变频调速的核心设备是变频器，它可以将给定的电源交流电转换为可调的电压和频率输出。
变频器通常由整流器、中间电路和逆变器三部分组成。
整流器将交流电转换为直流电，中间电路对直流电进行滤波和储能，逆变器将中间电路的直流电转换为可调的交流电。
2.控制算法–变频调速的关键在于控制算法。
控制算法可以通过测量电机输出的转速和转矩，以及用户设定的工作要求，对变频器进行控制。
常见的控制算法包括矢量控制、感应电机矢量控制、定子电流控制等。
3.电机–电机是变频调速系统中的关键组件。
不同类型的电机对变频调速的适应性有所差异。
常见的电机包括异步电机、同步电机、直流电机等。
根据不同的应用需求，选择合适的电机类型是实现变频调速的重要因素。
4.输入和输出–输入是指变频器接收的电源交流电，通常为三相电。
变频器可以根据用户设定的输出要求，调节输出电压和频率。
输出是经过变频调速系统处理后的电机驱动信号，用于控制电机的转速和转矩。
5.优势和挑战–变频调速具有许多优势，包括：节能、稳定性好、适应性强、可靠性高、减少机械磨损等。
然而，也存在一些挑战，如系统成本高、调试复杂、对电网质量要求高等。
变频技术在空调系统中的应用
因此 在空 凋控 制系 统 中采 用变 频技术 也是 不 可避免 的． 就提 供 了一 种 既能 达 到控 制 要求 又 能 节约 能 这 源 的方法 ． 和普 通空 调相 比， 空调控 制 系统 中使用 变频 技术 ， 在 具有 许多优 点 ． ２ １ 节省 电能 、 ． 电压适应 性好 空调 压缩机 开始 运行 时采用 低频 启动 ， 能够 降低 启 动 电流 、 减少 功 率 消耗 ． 动 完成 后 很 快在 低 频 启
状态 转人 高频状 态 ， 很短 的 时间里 达到 室 内设 定 温度 ， 后压 缩 机在 长 时 间处 于低 频 工 作 范 围 内， 在 然 机
组 的功率 降到最小 ， 以保持 室温． 总之 ， 变频 空调 器采用 变频 控制 技术 调节 制冷 （ ） 热 能力 ， 缩机 由于 不 压 停机 而减少 了频 繁启停 造成 的能 量损 失． 另外 ， 变频 空调还 可 以根据外 界 环境负 荷 的变化 相应 的调节 压缩 机 的转速来 达 到控制 要求 ， 这就 避
１ 系统 特 性
１ １ 多干扰 性 ．
空 调系 统在运 行过 程 中会 受 到许 多 因素的干 扰 ， 比如说 通过 窗户 进入 的太 阳辐射 热 随时 间在变化 ， 室 外空气 温度 通过 围护 结构对 室 温产生 动态 的影 响 ， 换气 所采 用 的新 风对 室 温有直 接 的影 响 ， 为 此外还 包 括室 内人员 的变 动 、 电源 电压 的波动 以及热 水加 热器 中热 水温 度 的变化等 等． 上述诸 多 因素不但 均 随 着 建筑 物的构 造 、 途 的不 同而异 ， 用 更与 空调 系统 本身有 关 ． 假如果 不 采用变 频调 速控 制技术 ， 唯一 的 那 方 法就是 利用 最大 的耗能 来换 取理想 的控制状 态 ， 自然 就会 带来 干 扰 变动 时 控制 的不理 想 以及 能源 这 的巨大浪 费．
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变频调速技术及其在空调系统中的应用
摘要：简要介绍了变频调速技术，对变频调速器的用途和性能优点做了概括总结，比较
详细地论述了变频调速器应用在空调系统中的节能的基本原理，并对其自动控制方法
做了简单介绍.重点分析了与阀门调节相比，变频调速器的节能效果，且给出了相应的
近似计算方法.最后以空调水系统中水泵为例，比较了采用阀门调节与变频调速调节两
种方式的节能效益.实例表明，在大型商场空调水系统中，变频调速器的节电率可达到
74.1？这说明变频调速技术在空调系统中的应用不仅是可行的而且是必要的.
关键词：变频调速空调系统节能
90 年代以来，随着大功率晶体管技术发展、大规模集成电路和计算机技术的突飞猛进，交流电机的变频调速技术已日趋完善，在各行各业得到了广泛的应用.尤其在暖通空调领域，
这一新技术在我国也开始推广应用，实践证明节能效益显著
1变频调速器
变频调速器也称变频器，全称为变频变压调速器VVVFI(variable voltage &
variable frequency inverter).它采用大功率晶体管GTR 作为功率元件，以单片机为核
心进行控制，采用SPWM 正弦脉宽调制方式，是电力电子与计算机控制相结合的机电一
体化产品.它将随着功率元件和计算机技术的发展，结构上做到体积小，重量轻；性能上
优于以往的变极调速、串阻调速、串极调速、滑差电机调速等交流电机调速方式,并且将
会逐步以这种崭新的调速技术取代直流电机调速.用交流异步电机取代直流电机，将使调
速系统更加简单.1．1 用途与功能
变频调速器已形成了与电机相配合的不同功率、不同用途的系列化产品，目前产
品已经广泛地应用于石油、石化、钢铁、冶金、矿山、机械、纺织、建筑、造纸等行业，
适用于水泵、风机、压缩机、机床等产品的电机调速.因为暖通空调行业中水泵、风机为
必需的设备，而且耗电量巨大，在全年使用空调的现代化宾馆及办公大楼中，风机、水
泵的用电量占整个建筑用电量的30～40，约占整个动力用电的40～55［1］.自90年代以来变频调速器在暖通空调行业逐渐被大家所认识并采用.它具有多种速度切换、加
减速时间的外部设定、V/F 曲线设定、转距升高调整、输出频率上、下限幅、频率跳跃等
功能；具有各种接口，能与计算机、可编程序控制器及自动化仪表联机，并具有远程控制
的功能.1．2 性能与优点
采用 SPWM 控制方法，使电机的旋转磁场为理想的圆形磁场，转矩脉动小，电机运转
平稳，特别是克服了电压型逆变器控制中电机低速运行时转距脉动大的缺点.变频调速器优点很多，比如操作简便、精确可调、数字显示、在线无级调速等，但其主要的优点在于节能.变频调速器+普通鼠笼式异步电机=新的高性能调速系统节能装置
2变频调速节能原理
在暖通空调系统中，风机、水泵类机械的风量、流量控制，过去很少有采用转速控制方式的，多是由鼠笼式异步电机拖动，进行恒速运转，当需要调节风量、流量时，实际采用的办法是调节挡板或节流阀，这种控制虽然简单，但从节省能源的观点来看，是很不
经济的.采用变频器对风机、水泵类机械进行转速控制来调节风量、流量的方法，对节约能
收稿日期1999071
源、提高经济效益具有重要意义.变频调速器用于水泵、风机、压缩机等的调速，比如近年出现的变频调速的VRV（变冷剂）系统，它们的节能原理都是相同的.2．1 变频调速节能的基本原理
以水泵为例，水泵调速运行节电的理论之一是水泵学比例律.由水泵学比例律可知，对于同一台水泵，当以不同转速运行时，水泵的流量 Q，扬程 H，轴功率 P 与转速 n 有如下关
Q1/Q2=n1/n2 ,(1
H1/H2=(n1/n2)2 ，(2
P1/P2=(n1/n2)3 .(3
流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比.由此可见，当降低转速时，功率的减少量远比流量的减少量大得多.风机也遵循这个规律，即风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比.因此，降低水泵或风机的转速，就有可能使单位供水量或风量的电耗减少.由电工学可知，电机的转速与输入频率有如下关
n=60f(1-s)/p ,(4
式中：f 为电源频率;s 为滑差率；p 为极对数；n 为电机的转速.
变频器通过改变电机频率而达到无级调速的目的 .对于水泵来说，变频调速供水，就是通过压力变送器检测管网水压，并将水压信号转化为电流信号，反馈给变频器内单片
机，单片机根据水压情况调整水泵电机输入频率，从而使水泵转速改变.例如，在非高峰供水时，水泵减速运行，从而使水泵输入功率减少，达到节能的目的.这就是变频调速供水节能的基本原理. 2.2 变频调速器的自动控制
变频调速器可以手动控制也可以自动控制.自动控制信号采用4～20 mA 电流信号或0～5 V 电压信号；采用闭环控制的方法可以更好地满足自动控制的要求(如图1).流量仪表的气动信号经气电转换器变换为4～20 mA 的电流信号,由变频调速器的控制端进而来控制电动机的转速以改变流量.如果采用的是电动仪表，变频调速器试用又证明是可靠的，那么图中的气电转换器、三通气开关以及气动调节阀都可省去，从而控制系统大为简化.而且流量控制的精度比已往的气动调节阀控制高.根据要求，变频调速器也可采用温度控制、压力控制或各种信号的综合控制
图1 变频调速器自动控制示意图Fig.1 Scheme of VVVFI contro
2.3 与阀门调节相比变频调速的节能分析
采用变频调速器后，将泵和管线的阀门全开，用改变电机电源频率的方法来改变电机转速，进而改变流量.图 2 为水泵以阀门控制或调速控制时流量 Q 与扬程 H 的关系曲线（假设管路末端压头为零）
图2 变频调速器的节能原理图Fig.2 The principle diagram of VVVFI for the save of energ
图2 中：曲线 1 为泵在转速为 n1 时的Q-H 性能曲线；曲线 2 为管路阻力特性曲线;曲线3 为关小阀门，流量为 Q2 时的管路阻力特性曲线;曲线 4 为泵在转速为 n2 时的Q-H 性能曲线;A，B，C为水泵的工况点.
泵消耗的轴功率
P=γQH/η ,(5
式中：γ为流体容重；η为泵的效率.
由式（5）可知，轴功率与 Q，H 的乘积成正比.因此在工况点 A，轴功率与 Q1，H1 的乘积面积 AH1OQ1 成正比.根据工艺要求，当流量从 Q1 减少到 Q2 时，如采用阀门调节方法相当于增加管路阻力，使管路阻力特性变到曲线 3，系统由原来的工况点 A 变到新的工况
点B 运行．从图 2 中可以看出，压头反而增加为 H2，轴功率与面积 BH2OQ2 成正比，显然
减少不多.如果采用转速调节，转速由 n1 降到n2.泵在转速为 n2 时的Q-H 性能曲线如曲线
4 所示，可见在同样流量 Q2 时，压头 H3 大幅度降低，功率（与面积 CH3OQ2 成正比）明显
减少，节省的功率与面积 BH2H3C 成正比,很显然节能效益显著.即便考虑到因转速的降低而
引起效率的降低及附加控制装置的效率的影响等，但节电效果仍十分明显.此外，电机消耗
的功率不仅决定于泵，还和调速的方法有关.如果电动机的滑差损耗很大，节电效果就大打折扣了.变频调速器是一种高效调速装置，它与滑差调速、液力偶合器调速不同
，没有滑差损耗，本身的固有损失仅为 1～2，因此变频器的输入功率在任何速度下都近似等于泵的轴功率.对泵、风机等流体机械，流量或风量是与转速成正比的，而轴功率是
与转速的立方成正比的，因
P=(n/ne)3Pe=(Q/Qe)3Pe ，(6
式中：ne，Qe，Pe 分别为泵的额定转速、额定流量和额定轴功率.
由式（3）可知，采用变频调速时，变频器消耗功率
P 变频 =P=(Q/Qe)3Pe .(7
如果采用阀门调节，电动机消耗功率近似
P 电 =（0.4+0.6Q/Qe）Pe .(8
从式（7）和式（8）可见，当流量 Q 变为额定流量的 50时，采用变频调速时消耗功
率为 0.125Pe.采用阀门调节流量时，电动机消耗功率 0.7Pe，节电率为 82.1，节电效
果是很可观的.2.4 在空调水系统中采用变频器的节电效果
在一大型商场的空调水系统中，采用一台37 kW 的水泵及一台变频器，经测试后，
变频调速消耗功率为9.42 kW(f=28 Hz),阀门调节控制消耗功率为36.42 kW,节电率为74.1，年节电量为21.6 万kW.h,电价按0.5 元/(kW.h)计，则年节约资金为10.8 万元；若选用价格为3.85 万元的VFA-050-3 型变频器，则静态投资回收期为4.3 个月
3 结论
理论和实践证明，在空调水系统中采用变频器具有显著的节能效果.在空调风系统
中变频器控制空调风机的运行节电率可以达到 39［2,3］.除此以外，变频器还可用于锅
炉补水系统、供热外网以及制冷系统中，同样都可以起到比较显著的节能效果.事实上，
变频器除了可以节电以外，还有许多优点.由于变频器采用微机控制，具有 16 种电压-频率特征曲线可供选择，因而拖动各种不同性质的负荷均能进入最佳运行状态.电机的加速和减速时间能根据负荷的要求来调整，在启动运行过程中做到了软起动，避免了泵的抽空
现象.变频调速又属于无级调速方式，在运行稳态过程和运行调节过程中能起到显著的节能效果.此外还可降低起动电流，提高功率因数，对电机有多种保护功能.但变频器也有缺点，比如变频器对智能控制的电信号有干扰、价格较高等. 目前，变频器的可靠性在不断提高，价格也有所降低，而且对于三相异步电动机加装变频器无需改变电路结构，所以它在暖通空调系统中必将得到广泛应用
参考文献 1 叶森林.变频变压技术在日本高层建筑动力节电中的应用.暖通空调，1989，（3）：24 2 于洋，付丽君.变频调速器在纺织厂空调系统中的应用.节能，1998，（3）：33 3 林强.化纤纺织厂中空调机组节能问题的系统分析 . 节能，1998，（7）：3～。