隨著經濟和社會的不斷發(fā)展，全球變暖應該成為每個國家都需要面對的環(huán)境問題，這導致對空氣的需求越來越大。在能源日益短缺的今天，如何降低空調系統(tǒng)在使用中的能耗已經成為空調設計中的一個重要問題。近年來，流行的空調變頻技術在空調控制系統(tǒng)中的應用是空調節(jié)能減排的重要手段。主要研究了變頻調速技術及相關節(jié)能原理，并闡述了該技術在中央空調系統(tǒng)中的應用。
1、空調系統(tǒng)的變頻技術
顧名思義，變頻系統(tǒng)的核心部件是變頻器（Variable-frequency Drive，VFD），它是將電網提供的工頻交流電轉換成電壓和頻率可變的交流電的交流裝置。“AC-DC-AC”VFD常用于變頻調速系統(tǒng)。
“AC-DC-AC”VFD結構主要包括以下四個部分:
1)整流器:該器件的主要作用是將DC轉換成交流電。整流器一般分為兩類，一類是由硅整流元件組成的不可控整流器，另一類是由晶閘管元件組成的可控整流器。
2)中間DC環(huán)節(jié):這部分的主要目的是保證逆變電路和控制電路能獲得更好的交流電源。
3)逆變器:逆變器的主要作用是將DC轉換成頻率和電壓可調的交流裝置。VFD是變頻調速器的核心部件。目前使用的功率元件主要有普通晶閘管、大功率晶體管和功率場效應晶體管。
4)控制電路:根據空調變頻調速的不同控制方式，產生相應的控制指令，控制功率逆變器中各種功率元件的工作狀態(tài)，使逆變器輸出預定的功率和電壓。
2、變頻空調的優(yōu)勢
根據空調變頻系統(tǒng)的控制結構和特點，隨著電子技術和計算機控制技術的廣泛發(fā)展，VFD在空調中的應用越來越廣泛。變頻技術的出現(xiàn)使空調能夠滿足設計的控制要求，同時能夠達到節(jié)能的效果。與普通空調相比，空調控制系統(tǒng)采用變頻技術有以下優(yōu)點:
(1)采用變頻技術的空調可以節(jié)約電能，具有良好的電壓適應性。在空調啟動過程中，采用低頻啟動，降低了啟動電流和功耗。空壓機快速啟動后，從低頻快速變?yōu)楦哳l，短時間內達到設定溫度。之后壓縮機長時間低頻率工作，保證室內溫度。
(2)變頻空調制冷速度更快，舒適性更好。低頻啟動后，空調迅速進入高速運轉，轉速可達正常轉速的2-3倍。所以變頻空調相對于定速空調能快速達到設定溫度。當室內溫度達到設定溫度時，可以通過調節(jié)壓縮機的轉速來調節(jié)室溫。
(3)除霜速度快，可實現(xiàn)超低溫制熱。在低溫環(huán)境下，普通空調除霜需要停止15分鐘左右，在此期間，室內制熱會停止。但對于變頻空調來說，由于采用微處理器控制電子膨脹閥，除霜過程中電子膨脹閥全部打開，空壓機高速運轉，利用壓縮機的余熱進行除霜。其次，當室外溫度低于零度時，一般空調的制熱量大大下降。
3、變頻空調控制系統(tǒng)和變頻調速器自動控制
變頻空調的控制電路主要分為室內和室外兩部分。
變頻空調室內控制系統(tǒng)主要是遠程接受紅外信號，根據設定的空調運行狀態(tài)切換功率和頻率，調節(jié)室內風速和壓縮機轉速，以滿足溫度設定的要求。接收到信號后，根據抹灰算法，得到當前的最佳運行狀態(tài)，然后通過串行通信與室外機交換信息，從而實現(xiàn)對壓縮機運行狀態(tài)的控制。
室外部分主要功能是根據紅外信號調節(jié)壓縮機、變頻控制模式和風速。在完成變速調節(jié)的同時，壓縮機產生的廢熱也可以用來給空調風扇除霜。
空調變頻器可以手動控制，也可以手動控制。通常，自動控制信號主要是40-20mA的弱電信號或0-5V的弱電信號。通過氣電傳感器的轉換，將儀表的氣動信號轉換成4-20mA的電流信號。變頻調速器的控制端控制電機的速度來改變流量。圖中的氣電轉換器、三通通風開關和氣動調節(jié)閥可以省去，大大簡化了變頻調速器的控制系統(tǒng)。另一方面，空氣流量的控制精度遠高于以前的啟動調節(jié)閥。根據不同的要求，變頻調速器還可以采用溫度控制、壓力控制和各種信號的綜合控制。
