中央空调的节能论文

摘 要 2005 年国家提倡加快建设节约型社会，节能降耗成为全社会关注的 焦点，随着我国高层建筑及智能化大楼的大量涌现,中央空调系统的应用 也得到了飞速发展,而中央空调系统的能耗约占建筑总能耗的 70%, 因此 对中央空调系统应用节能控制技术与节约型社会的创建有着重要的意义。 传统的中央空调系统是基于定流量运行的,基于建筑物最大冷热负荷并留 有一定余量的计算方法进行系统设计和设备选型的。但由于建筑物内部 对冷热负荷的需求依照建筑物外部环境温度随季节和昼夜的动态变化,从 而导致对中央空调能量负荷需求的动态变化,所以中央空调系统以变流量 运行方式替代定流量运行方式成为中央空调系统节能必然趋势。关键词： 中央空调；节能；措施 本文在分析和比较现有中央空调变流量节能控制系统功能的基础上, 研究了中央空调变流量节能控制系统的工作原理、实现的功能和特点,针 对现有节能控制系统系统庞大、控制参数多、控制方法复杂和使用效果 不够理想等问题,设计了一套更为精确、直接的中央空调变流量节能控制 设备,实现中央空调系统的节能智能控制。该节能控制设备以节能控制器 以主,配合专用水泵变频器,通过对中央空调水系统的温度和压力等参数 的采集来判断中央空调系统的冷负荷变化,由控制器进行辨识、运算、决 策,其输出经变频器控制冷冻、却水泵,使建筑所需冷量与中央空调系统 提供冷量相匹配,从而达到节能的目的。 目录 目 录 绪论.9 1 不同建筑空 调形式的选择11 2 中央空调系统出现的不足13 2.1 空调负荷条件的不均匀性13 2.2 冷却水系统的缺乏及冷冻水系统的不足14 3 中央空调系统变流量的变 频控制.15 3.1 变频技术简介1 5 3.2 变流量中央空调应用与节能效果 .17 4.结论与 展望.20 致谢.23 参考文献.25 附录.26 声明.27 西安交通大学网络教育学院论文 绪论 节约能源是我国经济和社会发展的一项战略任务。建设节能型社会，促进经济可 持续发展，是实现全面建设小康社会宏伟目标，构建和谐社会的重要基础保障。我国 的能源利用效率很低，单位产值能耗是世界平均水平的 2.4 倍，是日本的 8.7 倍。 节 能中长期规划中指出，我国能源效率低下的主要原因是粗放型经济增长方式，结构 不合理，技术装备落后，管理水平低。 我国节能工作面临的形势严峻，任务艰巨。随着人口的增加，工业化和城镇化 进程的加快，特别是重化工业和交通运输的快速发展，我国经济发展面临的能源约束 矛盾和能源使用带来的环境污染问题更加突出。因此，加快建设节能型社会，以能源 的有效利用促进经济社会的发展，是我国经济和社会发展的必然选择，也是科学发展 观的重要内容之一。 节能必须依靠技术进步，用高新技术和先进适用技术来改造传统的能耗运行系 统，用以信息技术为代表的新兴技术来提升传统的能耗运行设备的技术层次和技术水 平，促进产业结构升级和优化，提高产业整体装备水平，最终形成节能产业和国家产 业链中的节能环节，是一条符合中国国情的跨越式节能道路。 建筑节能是节能应用的重要领域。我国单位面积采暖能耗相当于气候条件相近 的发达国家的 23 倍。据有关专家分析，如果大力开发和推广应用先进的建筑节能 技术，可以使我国公共建筑和居住建筑节能 50%以上。中央空调是现代建筑中不可缺 少的能耗运行系统。中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时，又消 耗掉了大量的能源。据统计，我国建筑物能耗约占能源总消耗量的 30%。在有中央空 调的建筑物中，中央空调的能耗约占总能耗的 70%，而且呈逐年增长的趋势。由此可 见，对中央空调的能耗系统进行控制，可以减少无效能耗、减少热量排放，对于提高 能源利用效率具有重要的经济效益和社会效益。 传统的中央空调系统是基于定流量运行和传输能量的原理、基于传统的工程设 计方法进行冷热负荷计算和设备选型的。这种设计原理和工程方法经过工程界多年的 实践证明是正确的，完全可以保证建筑物内的冷热能量交换并造就舒适的空气环境。 但由于建筑物的外部环境温度随季节和昼夜的变化是动态的，建筑物内部对冷热负荷 的需求变化将导致对中央空调能量负荷需求的动态变化。长期的试验结果表明，由于 外界温度和内部负荷的动态变化，中央空调系统普遍存在着 30%以上的无效能耗，有 些中央空调系统的无效能耗甚至可以高达 50%以上。换句话说，中央空调系统存在着 最少 30%以上的节能空间。 暖通工程界的学者和工程技术专家们长期以来一直在寻求降低这种系统无效能 耗的工程技术方案，有效的解决办法就是选择多台主机和二次泵水系统并联运行的设 西安交通大学网络教育学院论文 计方案。 随着自动控制技术、信息技术、变频调速技术和计算机技术、特别是软件工程技 术的发展及应用性产品的成熟，在中央空调系统中以变流量运行方式替代传统的定流 量运行方式已经成为可能。上述这些技术的系统集成可以实现对传统的中央空调系统 各个环节进行智能化控制，从而达到变流量节能的目的。 在此之前，随着变频调速技术的推广应用，国内外已经在中央空调系统中加装 变频调速器，以改变中央空调系统的定流状态。但当我们正式提出了“中央空调变流 量控制节能技术”以及“系统优化”的构想和技术方案时，仍然在国内引起了较强烈 的反响。许多专家对我们提出的构想和技术方案提出了各种不同的意见和建议，这些 意见和建议促使我们更加深入地进行试验和研究，也推动着我们从更深层次去认识这 项技术的原理和技术路线。 从 2001 年正式起动中央空调变流量控制节能装置的商品化和市场化实践也有 10 个年头了。我们这个开发团队走过了概念创新、原创性技术研发、产品研发、商品化 设计、市场化设计、产业化实施等技术创新与推广应用的全过程。令人高兴的是，这 项技术及成果正在全国推广。目前进入这个领域的企业已有 10 余家，国内已经安装 并运行的产品已有百余套，在实际运行中收到了奇迹般的节能效果。中央空调系统中 冷却水泵、冷温水泵、冷却塔风机等平均节电达 60%80%；压缩式空调主机优化运 行平均节电 10%以上，直燃型吸收式空调主机优化运行平均节省燃料 10%以上。这种 智能控制装备在我国的华南、华东及华中的部分地区推广，平均节能投资回收期为 12 年，在我国的西南、西北和华北的部分地区推广、平均节能投资回收期为 23 年。 我国商用中央空调生产企业的发展机遇 (1)政策扶持 目前我国随着入世的承诺逐步实现，正在实施普遍的产业准入政策，削减乃至 取消关税和其他贸易壁垒，改善企业经营环境。我国商用中央空调企业将大大拓展 其发展的舞台，为他们带来了无限的商机。 同时，中国现行的税制和税收政策要做调整，其中包括实行有增有减的税收政 策;按照国民待遇原则统一内外资企业所得税，按照扩大税基、降低税率原则，减轻 内资企业税负，取消外资企业税收优惠将使我国商用中央空调企业获得公平的竞争 环境。高效、环保、节能型中央空调主机受到政府产业政策的支持。1997年12月， 国家科委颁布国家高新技术产品目录，将新型高效压缩机和高效制冷机列入其 中，以鼓励其发展。“2001年8月，国家海关总署发布了中国高新技术产品出口目 录，鼓励高效制冷机和澳化锉制冷机的出口。 伴随资本市场的开放和外资银行的准入，将有利于改善我国商用中央空调企业 融资难的状况。从长期看，中国投资环境，法律的透明度和国民待遇的实现将会吸 引大量外国资本，我国商用中央空调企业和外国公司合作机会将增多，更多中小企 西安交通大学网络教育学院论文 业有可能成为跨国公司的合作伙伴，有利于学习先进的管理、经营模式，有利于先 进技术的引进、消化和吸收。 （2）市场前景广阔 商用中央空调产业是一种新兴的产业，它是房地产行业关联度极高的产业，房 地产业持续快速的发展，为中央空调行业提供了广阔的市场前景。随着工业工艺水 平的严格要求和人们对生活、工作环境舒适性要求的不断提高，国内对中央空调的 需求量也将稳定增长。目前中央空调除在原有工业领域和商用领域使用外，已开始 运用于住宅小区，实现集中供热供冷。 (3)资本市场的支持 随着国内的资本市场对民营企业的逐渐开放，有实力、有发展前途、管理比较 规范的中央空调生产企业能够取得上市机会，通过融资，得到大量的资金，为进一 步的发展奠定基础。 (4)社会购买力不断增强 在全球范围内，我国经济一枝独秀，国民经济呈连续稳步增长趋势，社会购买 力及消费潜力亦成为众所周知的全球亮点，蓄积了雄厚的集团购买力。在未来的若 干年内，中国仍将是世界上经济增长最快的国家之一，中国的整体经济实力必将进 一步增强。 2、我国商用中央空调企业面临的威胁 1）行业竞争日趋激烈 由于中央空调行业具有较高的利润率，会吸引新的厂家加入，同时现有厂家为 了获取更多的利润，会采用扩大生产规模，提高技术水平，降低利润率等竞争方式， 这必将加剧整个行业的竞争水平，对行业内所有一厂家都将造成影响。 2）经济周期的影响 中央空调产品与房地产、医药、纺织、钢铁、石油化工、电子通讯等产业关系 紧密，我国中央空调行业近十年的飞速发展很大程度上得益于上述产业固定资产投 资的巨大发展。由于上述产业固定资产投资直接受到经济周期的影响，加之中央空 调作为大型机械产品还受到社会消费能力和投资能力的制约，当经济周期出现波动 时，中央空调市场将受到间接影响。针一对经济周期的影响，中央空调生产企业应 加强对中央空调市场的研究和预测，及时把握市场动向，采用弹性生产制度。 3）外资品牌本土化能力加强 外资品牌大多在上世纪九十年代进入中国市场，随着对中国市场的日益了解， 不断在营销、服务及人才上推行本土化政策，使其产品更加贴近中国市场，国内企 业将面对来自国际竞争对手更加严峻的挑战。 4）能源、环保政策对部分产品的影响 电力能源的紧张使部分地方政府推出限电的政策，将会直接抑制人们对电制冷 中央空调的购买。同时由于蒸汽型制冷机有的是以煤炭为燃料，会产生废气、废渣 西安交通大学网络教育学院论文 和粉尘等污染物。越来越严厉的环保政策也将使该类产品的市场空间缩小。 3、我国商用中央空调生产企业的优势 1）溴制冷机技术具有国际领先水平 由于我国企业对溴化锂制冷机开发时一间较早，投入的研发力量较大，在该制 冷机上获得了较多的专利，我国企业掌握的溴化锂制冷机技术己经达到国际领先水 平，因此该种产品在国际上具有较高的竞争力。 2）有完善的营销和服务体系 我国中央空调生产企业有一部分是从家用空调企业转产而来，这部分企业有自 己完善的销售网络，健全的服务体系，熟悉中国国情的销售和服务队伍，这将大大 节省了此类企业进入中央空调行业的成本，为此类企业开拓市场提供了有力的保障。 3）组织结构层次少，信息传递快，决策上有效率优势 我国中央空调生产企业部分为中小型，企业决策者相比大企业有更大的决策权， 决策往往也不需要像大企业那样大的信息量，从而比较简单而富有效率。企业内部 信息的可掌握性和决策者不需要层层请示，使企业能够更灵活、更敏感的适应市场 的变化，对外部的情况及时做出有利于企业的反应。在管理上还因为企业越大，管 理坏节就多，信息传递与反馈的站点也就越多，信息失真的可能性也越大，管理效 率也就越低。企业内部环节相应较少，使企业有效节约管理成本，提高管理效率。 4）具有成本优势 部分生产企业是民营企业，管理成本和劳动力成本相对较低，具有成本优势， 在低端产品市场上具有较强的竞争力。 4、我国商用中央空调生产企业现有的劣势 1）核心部件受制于人 我国电制冷中央空调生产企业所采用的压缩机大都是采用外资企业合资或独资 生产，压缩机是中央空调的核心部件，这样中央空调生产企业就很容易在核心部件 的供货时间、供货价格上受到制约，影响到自己的产品供货，也导致产品成本居高 不下，缺乏竞争力。 2）品牌知名度较低 生产中央空调的外资品牌大多有悠久的历史，在国际上有极高的知名度。而我 国中央空调生产企业生产历史普遍较短，一部分是从别的行业转产而来，还有部分 企业是白手起家，除个别厂家有较高知名度外，大部分生产厂家在中央空调行业内 的知名度较低。 3）电制冷中央空调技术水平相对落后 国外企业在电制冷中央空调行业有近百年的历史，技术比较成熟，研发力量雄厚， 相反我国企业开发电制冷中央空调较晚，技术水平、制造水平相对较弱，产品质量有 待提高。目前国类大多企业对制冷变频技术在制冷系统研究和应用较多，具有一定的 西安交通大学网络教育学院论文 研究成果；但对中央空调系统变流量控制技术研究较晚，且技术发展需有进一步提升 的空间。利用变频技术控制中央空调系统变流量控制能够达到良好节能效果。 西安交通大学网络教育学院论文 1 不同建筑空调形式的选择 1.1 空调负荷主要包括：由于室内外温差通过围护结构传热引起的负荷，日射 得热引起的负荷，室内设备及人员散热引起的负荷，新风引起的负荷，物料散热量及 散湿过程的潜热量等。 在目前的空调工程设计中，冷负荷设计值过大的问题非常普遍。据调查数据显示， 许多空调建筑即使在最热的季节，仍有 1/3 的冷水机组是不运行的，有的甚至高达 12。设计冷负荷是选择设备的主要依据，所以正确地计算建筑冷负荷对整个系统的 设计十分重要。然而，目前国内的空调设计造成大量的设备闲置，对此设计冷负荷取 值过大是其中主要原因。 建筑物内主要冷、热负荷由冷冻机和锅炉提供的冷冻水和热水来承担。因此，空 调水系统就变得庞大和复杂，不仅管路和设备投资较高，而且水泵耗能也较大。在空 调系统中，水泵的能耗占据相当的比重，其节能潜力较大。 目前，有些工程冬、夏季使用同一循环水泵，但是空调系统的水流量随空调负荷 的增大而增大，随供、回水温差的增大而减小。我国夏热冬冷地区，一般夏季空调冷 负荷大于冬季热负荷，而夏季空调供、回水温差为 5，冬季空调供、回水温差为 10( 除直燃式机组、热泵机组外)，因此夏季空调水流量比冬季大得多(至少大 1 倍)。 所以水系统的布置、系统运行工况、管路和设备的选用应从节能、安全性和维护管理 等方面综合平衡后进行合理的考虑和安排。 在空调工程水系统设计中，首先优选同程式系统，它不仅确保设计质量和方便管 理，而且对于今后由于大楼局部使用功能发生变化为空调系统改造带来很大的方便； 关于异程式水系统，在空调工程设计中应采取谨慎的态度，首先该系统必须是小系统 或者是局部异程系统，其次还需要对系统作仔细的水力计算，对一些支管上还需增加 一些平衡阀来调节压差，以实现水力平衡。在冷冻水、冷却水系统中，不论大小系统 应尽量优先考虑机、泵一对一系统，它不仅有利于冷水机组的稳定运行，而且对系统 的管理、节能、自控都会带来很大的好处。我们知道，在空调设备运行中，水泵的能 耗一般均占系统总能耗的 1520，如果在系统负荷发生变化时停掉一台冷水机组， 同时其相应的水泵也停掉 1 台，其节能效益是非常可观的。对于泵与冷凝器不对应的 来说，应该在每台冷凝器及冷却塔的供水管上装电动蝶阀并与其冷水机组联锁控制， 否则这种系统不宜采用。 高层建筑空调负荷大，冷热源设备初投资大，且空调能耗在高层建筑的总能耗中 占有很大的比例，故冷热源设备的选用须按技术先进性、经济性和安全可靠性等原则 进行比较后确定。空调冷热源方案的优选实际是一个多目标决策问题，运用层次分析 西安交通大学网络教育学院论文 方法，建立适合冷热源方案选择的评价指标体系，将定量和定性指标统一在一个模型 中，形成一个多层次的分析结构模型，对方案进行优序排列，得出优选方案。根据工 程所在地点的气候条件、能源结构、系统的冷热负荷和本项目的特点，依据冷热源选 择的基本原则，来确定对不同建筑空调形式的选择，对空调节能的效果会产生一定的 影响。 西安交通大学网络教育学院论文 2. 中央空调系统出现的不足 2.1 空调负荷条件的不均匀性 中央空调设计过程中需要确保大气温度最高的环境中能够达到使用要求，这需要 根据最大负荷设计且含有 15%左右的富裕量，且保证平时的使用低于正常需要的满负 荷，当出现较大的裕度时应该将制冷主机安装负载变化自动加载、卸载，但是水泵的 流量无法达到冷主机的调整需要，这就会造成较大的能量浪费；与此同时，每个时期 的气象条件会根据时间的变化出现差异。电机起停频繁 电机起停次数过多时，这就 将给设备的使用寿命造成不利影响。通常将起动电流控制在额定值的 5 倍，当电机受 到了很大的电流冲击会出现不断的起停，这就造成了电机、电网出现不同的损坏。 在中央空调系统施工图设计阶段，必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。负 荷计算应采用动态的计算方法，依据实际负荷情况选择合适的冷热源。由于系统冷热 源及设备在部分负荷下的性能对系统节能有重要影响，因此，在设备选型时，一方面 要考虑到特定的设计工况，同时还应该强调系统运行工况和部分负荷的系统性能的影 响。 设计的空调系统的冷热负荷设计过大，设备选型没有充分考虑空调系统的负荷特 点和设备性能，空调机组容量、管道直径、水泵配置、末端设备设计偏大，导致投资、 运行费用增大。而很多建筑的空调系统都达不到满负荷运行，即使在最热月仍有闲置 的空调机组。水泵选型过大或水泵选配电机功率过大，低效率运行，浪费能源。多台 冷冻水泵并联运行时，没有根据供冷负荷的变化调整开启台数，而是无论冷负荷大小， 都是按最大冷负荷开动冷冻水泵，白白浪费了电能。 2.2水流量的控制 水系统大多是定流量，设计水流量按最大冷负荷和5的供回水温差确定。而实 际普遍存在大流量小温差现象，最大负荷出现的时间很少，绝大部分时间在部分负 荷下运行，实际温差小于设计温差，实际流量比设计流量大15倍以上，大大超过 设计流量，水泵电耗大大增加 2。设计人员应重视水系统设计，对每个水环路进行 水力平衡计算，对压差相差悬殊的回路要采取有效措施，保证各环路水力平衡，避 免水力、热力失调现象，认真校对和计算空调水系统相关参数，切实落实节能设计 标准的要求值，利用电动二通阀对经过空调末端的水流进行控制，使流量随负荷变 化而变化，积极推广变频调速水泵，冬、夏两用双速水泵等节能措施。近年来的研 究结果表明，加大供回水温差使输送系统减少的能耗大于由此导致的设备传热效率 下降所增加的能耗，因此对整个空调系统而言具有一定的节能效益，不仅要杜绝大 流量、小温差现象，还要逐步引入小流量、大温差的设计方法。由于加大供回水温 差，设备的运行参数发生变化，设计方案要经过技术经济比较后确定。同时还应该 西安交通大学网络教育学院论文 关注冷却水温度对空调系统能耗的影响。 2.3冷却水系统的缺乏 冷却水泵电机的容量需要根据最大换热量来进行计算，然后参照相应的安全系 数进行判断。一般条件下，随着季节和昼夜气温变动与缺少开机数目，使得实际换 热量要比设计值多。这时电机容量的设计就会加大,正常运行的负荷就会偏大造成了 大马拉小车的现象。 （1）降低冷却水温度 由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数就越高。冷却水的供水温度甸上升1摄氏 度，冷机的COP下降近4% 3。降低冷却水温度就需要加强冷却塔的运行管理。首先， 对于停止运行的冷却塔，其进出水管的阀门应该关闭。否则，因为来自停开的冷却 塔的水温度较高，混合后的冷却水水温就会提高，冷机的制冷系数就减低了。其次， 冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效率会下降，不能充分地为冷 却水降温。 （2）提高冷冻水温度 冷冻水温度越高，冷机的制冷效率就越高。冷冻水供水温度提高1摄氏度，冷 机的制冷系数可提高3%，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。首先，不要 设置过低的冷机冷冻水设定温度。其次一定要关闭停止运行的冷机的水阀，防止部 分冷冻水走旁通管路，否则，经过运行中的冷机的水量就会减少，导致冷冻水的温 度被冷机降到过低的水平。 （3）冷冻水系统的不足 把经制冷机降温的冷冻水经过输送管道送至中央空调的各出风口处的风机盘管 组件里是冷冻水泵的作用，在环境中发挥降温效果。而冷冻水的流量与冷冻水泵的 转速关系为正比，若冷冻水泵转速增加将使得冷冻水的流量增加，提高了流速。这 就造成了冷冻水流过风机盘管组件，但是尚未具备足够的时间将所携冷量全部放出 便回到了制冷机，这时的冷冻水泵电机做的都是无用功，从而增加了不必要的能耗。 当对冷冻水泵电机的转速有效调节时，就需要参照实际热负荷的大小对冷冻水 的流量及流速进行调整，这是为了使得冷冻水在风机盘管组件中获取足够的时间将 与热负荷大小相当的冷量充分放出，从而大大降低了冷冻水泵电机的功耗。尽管中 央空调出现了缺陷之处足，但由于其某些功能方面的优越性常常是空调方案的首选， 但在中央空调系统普遍运用时期也要对节能采取相应的措施。 （4）新风系统的节能设计 新风系统的合理使用，也可以有效地控制能耗使用量。在满足卫生条件的情况下， 减少新风量或根据实际需要采用变风量系统进行调节。有排风系统的，利用室内能量 对新风进行预热与预冷处理（即热回收技术）等都能够有效减少空调系统的能耗。 （5）加强中央空调的管理 西安交通大学网络教育学院论文 日常管理是中央空调节能是否实际有效的关键。一个设计再好的空调系统，如果管理 不善，一样达不到节能的目的。就空调的节能目的来说，日常管理是节能措施也非常 关键： （1）加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质。懂得根据室外参数的变化 进行合理而有效的调节。积极推广水环路热泵，采用热回收、变风量、变水量系统等 节能技术。 （2）加强日常和定期的对设备和系统地维护和清洗。例如空调构件等的维护，冷 凝器等换热设备传热表面的定期除垢或除灰，过滤器、除污器等设备定期清洗。 （3）常检查自控设备和仪表，保证其正常工作。对系统的运行参数进行监测，从 不正常的运行参数中发现系统的问题，进行合理的改造。经常出现的问题有设备选择 过大，运行能耗高等。尽可能的缩短预冷的时间。 （4）当过渡季节中室内有冷负荷时，应尽量采用室外新风的自然冷却能力，节省 人工冷源的冷量。 中央空调的节能涉及的范围非常广泛较广，从空调的设计，空调的安装以及运行 管理等各方面都有值得改进的地方。无论如何提高节能性，都应从提高能量利用效率 来采取对策解决问题，这才是科学的空调节能途径。 西安交通大学网络教育学院论文 3.中央空调系统变流量的变频控制 3.1 变频技术简介 电压型变频器主电路包括：整流电路、中间直流电路、逆变电路三部分组，交-直-交 型变频器结构见附图 1 1）整流电路： VD1VD6组成三相不可控整流桥，220V 系列采用单相全波整流桥电 路；380V系列采用桥式全波整流电路。 2）中间滤波电路：整流后的电压为脉动电压，必须加以滤波；滤波电容CF除滤波作 用外，还在整流与逆变之间起去耦作用、消除干扰、提高功率因素，由于该大电容储 存能量，在断电的短时间内电容两端存在高压电，因而要在电容充分放电后才可进行 操作。 3）限流电路：由于储能电容较大，接入电源时电容两端电压为零，因而在上电瞬间 滤波电容CF的充电电流很大，过大的电流会损坏整流桥二极管，为保护整流桥上电瞬 间将充电电阻RL串入直流母线中以限制充电电流，当 CF充电到一定程度时由开关SL 将RL短路。 4）逆变电路： 逆变管V1V6组成逆变桥将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电， 是变频器的核心部分。常用逆变模块有：GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等，一般 都采用模块化结构有2单元、4单元、6单元 5）续流二极管D1D6 ：其主要作用为： （1）电机绕组为感性具有无功分量，VD1VD7为无功电流返回到直流电源提供通 道 （2）当电机处于制动状态时，再生电流通过VD1VD7返回直流电路。 （3）V1V6 进行逆变过程是同一桥臂两个逆变管不停地交替导通和截止，在换相过 程中也需要D1D6 提供通路。 6）缓冲电路 由于逆变管V1V6 每次由导通切换到截止状态的瞬间，C极和E极间的电压将 由近乎0V上升到直流电压值UD，这过高的电压增长率可能会损坏逆变管，吸收电 容的作用便是降低V1V6关断时的电压增长率。 7）制动单元 电机在减速时转子的转速将可能超过此时的同步转速（n=60f/P）而处于再生制 动（发电）状态，拖动系统的动能将反馈到直流电路中使直流母线（滤波电容两端） 电压UD不断上升（即所说的泵升电压），这样变频器将会产生过压保护，甚至可能 损坏变频器，因而需将反馈能量消耗掉，制动电阻就是用来消耗这部分能量的。制 动单元由开关管与驱动电路构成，其功能是用来控制流经RB的放电电流IB。 西安交通大学网络教育学院论文 附图： 图 1-1 3.2 变流量中央空调应用与节能效果 变频技术综合了交流电动机、电网电源两者的性能，设置了频率能够变动的装置， 其输出频率的变化会伴着生产机械要求而调整。变频器俗称变频变压调速器 VVVFI， 主要讲工频电源(50Hz)转化为各种频率的交流电源，这样才能起到电机变速运行的作 用。 在中央空调水系统中，最主要的运行设备是水泵。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 有如下关系 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。因此，控制水泵的 转速可以有效地控制水泵的消耗功率，就是中央空调系统高效节能的基础。 式中 n 为交流电机的转速；f 为厂电网电源的频率(我国为 50Hz)；p 为极对数；s 为转差率。 将变频器的输出频率记为 fh，代入公式得： 由上式可知，在转差率变化不大时，交流电机的转速基本和 fh 成反比，所以改 变电源频率可以改变电动机的转速。 通过频率变化来改变电机转速与传统变速方法相比有以下优点：调速范围广； 可实现无级平滑调速；能做到与直流调速不相上下的程度；启动为软启动，减 小了启动电流对电网的冲击。 西安交通大学网络教育学院论文 在中央空调水系统设计时要对冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机的容量进行合理 的设计，考虑到外界因素使得热交换量要低于设计值。改变投入运行水泵和风机台数 是最初经常运用的方法，但这种方式的缺点在于难以实现跟踪负荷变化，不能按需供 给冷(热 )量。在使用变频调速系统时要参照末端负荷的变化情况来为水泵驱动电机的 输入频率的调节发出作用，这样能使得水泵的转速得到协调，实现水泵调节供水流量 的要求从而实现节能。中央空调设备不仅要选择效率高的空调设备，还要对控制方式 找出最佳方案，这就需要借助于控制策略以及控制技术来实现，这样才能在建筑节能 中发挥应有的意义。准确计算暖通空调系统的相关负荷量，然后参照系统的设备进行 有效控制，如果按照了实际情况来进行复核变化将使得运行工况得到调整，获得更大 的经济利益，促进了空调节能的进步，能够缓解能源紧张的趋势。 对中央空调设备，除了选择效率高的空调设备外，需要人们不断研究出新的控制 技术及使用方法。需要在传统的控制算法中得到最新的改进方案。用现在化控制技术 代替传统的控制技术，对建筑节能具有重要的意义，而未来智能建筑的暖通空调系统 也应当能充分体现智能建筑舒适、节能两大特点。 西安交通大学网络教育学院论文 结论与展望 4.1 结论 综上所述，冷热源设备初投资大，且空调能耗在高层建筑的总能耗中占有很大的 比例，故冷热源设备的选用须按技术先进性、经济性和安全可靠性等原则进行比较后 确定。空调冷热源方案的优选实际是一个多目标决策问题，运用层次分析方法，建立 适合冷热源方案选择的评价指标体系，将定量和定性指标统一在一个模型中，形成一 个多层次的分析结构模型，对方案进行优序排列，通过对不同建筑空调形式的选择得 出中央空调建筑节能设计方案。 中央空调一旦建设完成投入使用后,如果因前期设计不合理而造成空调使用资源浪 费将是长期的,所以在中央空调系统设计阶段，必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计 算。负荷计算应采用动态的计算方法，依据实际负荷情况选择合适的冷热源, 来设计 最佳的合理的中央空调节能系统。 变流量空调系统的运用需要根据实际情况进行设定，考虑到季节等环境因素才能 实现节能效果，获得更大的经济利益。本文主要分析了变流量空调系统的和实现方法： 将变频技术和智能控制中央空调的控制。使用变频器控制泵的利用频率变化改变电动 机的转速来调节泵的流量，则既可以灵活地根据实际负荷的调整流量，方便的实现恒 温控制，又可以节约大量能量。同样，对冷却塔的散热风由于季节、