任茜
烟台市人防工程管理处山东烟台264000
摘要：变频器在空调中的应用日益广泛起来。变频技术的出现使得空调能够达到所设计的控制要求，同时也能够达到节约能源的效果。本文进一步分析了变频调速技术在地下通风空调系统中的应用，以供同仁参考借鉴。
关键词：地下通风；空调系统；变频；调速技术
一、空调的变频技术
变频空调在传统空调的基础上增加了变频器，其内置计算机不停地接收室内实际温度的信号，再和内部给定值进行对比，通过计算输出控制信号。交流变频空调在工作时，会先把输入的交流电转化为直流电，然后传输到系统的功率模块。这时，此模块按照微电脑发送的控制信号，发出频率与正弦波近似的交变电源，从而让压缩机运转速率按输入电源频率的改变发生对应的改变，以此通过控制压缩机的工作来调节冷却或者加热的能力。直流变频空调器一样，它将电源转化为直流，再输送到功率模块，其控制信号也受微电脑控制。它们之间的差别在于，被控制的直流电源输送到压缩机中，所以直流空调节能效果更好。变频空调的电机带动压缩机，其能源来自电源变频器，所以电动机的转速可以按照实际制冷需求来不断改变，通过制冷压缩机的不断变化来实现自动控制。同时，制冷模块利用电子膨胀阀来响应制冷量的不断改变，通过开关阀门来及时控制其流量。压缩机的电机利用变频器来连续调节电机转速，转速的值按比例随室内温度的变动而改变。室内的温度很高需要迅速下降的时候，空调负荷增加带动压缩机电机加速。空调的制冷量随之不断加多，直到室温变为给定值后，立刻保持低速转动来维持恒温。空调系统利用电子阀变量来达成节流的目的，在电子阀的进口和出口、压缩机的气管均有温度传感器，它们采集温度信息，通过微处理器来控制电子阀的开合程度，从而控制制冷剂的流量大小。压缩机电机的转速随阀门的开合程度变化而变化，从而让蒸发机充分发挥它的作用。除此以外，因为空调节流依靠电子膨胀阀，即使在化霜的时候也不会停止工作，压缩机工作排出的热气会输送到换热片上将其融化。目前空调市场上，变频节能空调已经渐渐代替定速空调，变得越来越热门。变频器的技术由交流式慢慢转为直流式，其控制方式也从PWM进步成PAM。
二、变频调速器的自动控制
空调的变频调速器可以通过手动控制，也可以进行手动控制。通常自动控制的信号主要是40-20mA的弱电流信号或者是0-5V的弱电压信号。流量仪表的气动信号经过气电传感器的转换，转换成4-20mA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。图中的气电转换器、三通气开关以及气动调节阀都可以省去，从而使得变频调速器的控制系统大为精简。另外一个方面，对气流量的控制精度比以往的启动调节阀的控制精度要高很多。根据使用要求的不同，变频调速器同样也可以采用温度控制、压力控制和各种信号的综合控制。
三、变频调速技术在地下通风空调系统中的应用问题探讨
3.1风量调节难及对策
传统空调机组很难兼顾效率与经济进行地下通风，风量调节因为传统机组的大功率换气，造成大量的浪费的同时，风量调节速度也很难掌控，达到预期温度和湿度需要消耗大量的资源和浪费相对较多的时间。
地下工程的通风空调系统，对于日常使用率较低的由于平时管理和维护人员很少，日常运行的设备也较少，地下工程的空气质量变化不大，尤其是二氧化碳含量变化较小，从而温度和氧气含量数据相对平稳，在实际的工程中，可以根据情况进行换新风，对长期不使用的可以不使用换风技术进行新风，对短期不使用或者使用频率低的可以间断性采用新风。由于新风的热湿负荷相对减少，工程管理与维护人员热湿负荷基本可忽略，因此，维护地下工程通风系统，对温度的要求标准不宜过高，对湿度要进行一定的控制，具体要根据壁面的湿度进行有针对性的安排。实际工作中，通过变频调速技术在地下通风空调系统中的应用，可以有效的把效率与技能完美结合在一起，在保证工程质量要求的前提下，最大限度的减少系统能耗，输出所需要的风量，节约系统运行的费用，延长机器的使用寿命，从而更好地完成地下工程的维护与管理。地下工程数量较多，从个别到整体的节能过程，对企业和国家都将受益匪浅。
3.2维护及节能二次投入高问题及对策
地下工程所有者片面追求经济利益，不重视资源的优化，更多的把资金投入到市场的其他领域，这本身是无可厚非的，但是经济学的木桶原理告诉我们，最短的一块板决定了木桶的承重，地下工程如果维护及技能做的不好，会大量消耗资源，短期来看可能是每年的投入增多，长期来看地下工程尤其是空调系统消耗的资源将是天文数字。所以维护和技能要舍得投入，要广泛应用新型技术。
应用新型技术和设备时要考虑长远，不能片面认为新型技术就要好于旧存技术，对现存的符合使用功率的零件如果不需要更换，可以不考虑更换，对投入少收益大的要及时采用。以变频器为例，价格昂贵的高压变频器的选择需要非常慎重，如果达不到提高生产效率和节约电量的目的，反而会增加费用，造成浪费，会与初衷不符。电机调速虽是水泵风机节能的有效途径，但并非所有的水泵风机都能能使用调速节电。对于各项数据己基本稳定、符合实际需要的不需要进行调速的水泵、风机可以使用高效节能风机和高效节能电机，用于提高系统效率。对于己投入使用，但是使用中发现配置不合理的风机，一般通过采用调节叶片角度、更换相应电机等方法做到节省电能。调速节能，应注意选择:风机、水泵转速范围不宜过大，一般应不超过额定转速的最小速度的一半，因为当转速低于40%额定转速的5096，风机、水泵的效率明显下滑，’经济与效率不匹配;速度范围在确切的时间，应注意避免涡轮机械临界共振转速，否则速度谐振频率可能会损坏本机。要进行可行性分析，在变频调速装置的对象的选择，我们应该根据提高效率和改善产品质量的形势的需要，从节约电能的角度进行考虑。还需要考虑的参数和技术规格包括效率、型号、谐波、功率因数、输出容量和额定输出电流、电源容量、频率范围和允许电压变化范围、价格、保护功能等。要对比各厂家的变频器，对同等型号的参数进行纵向比较，对同等参数的进行横向质量比较，可通过市场调查了解质量情况，通过产品说明了解基本情况，从而进行科学选择。
地下工程的通风空调系统，对于风机风量的调节方法主要是两种，一是在管线上的调节阀，以改变管道系统的阻力来调节空气量，称为节流;另一种是改变电机的转速，改变风机的运行特性，得到空气调节，称为调速。虽然两调整方法可以达到调节风量的目的，但在经济效益可观的差异，节流，成本低，操作简单，但风机功率损失较大；调速虽然成本高，但节能效果显著，是风机的节能调节的主要发展方向。
结束语
在能源日益紧张的今天，如何降低空调系统在使用过程中的能源消耗就成为空调设计的一个重要问题。最近几年比较流行的空调变频技术在空调控制系统的中的应用就是空调节能减排的一种重要手段。加大变频调速技术在地下通风系统中的应用，可以为我国节约大量资源，为可持续发展做出贡献。
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